Вселенная Плюс

Парус, который… всасывает воздух На грузовое судно Na Hiro E Pae установили 22-метровый парус eSAIL — и это первое в мире многоцелевое судно с ветровой установкой. Только парус здесь не парус в привычном смысле. Это вертикальная конструкция с широким аэродинамическим профилем, внутри которой работает система всасывания: воздух активно затягивается через поверхность. Зачем? У обычного жёсткого паруса есть предел. При росте угла атаки поток отрывается от поверхности, срывается в завихрения — и тяга падает. Всасывание прижимает поток к профилю и не даёт ему оторваться. Парус продолжает работать там, где обычный уже сдался. Эффект серьёзный: с той же площади eSAIL выдаёт до семи раз больше тяги, чем жёсткий парус такого же размера. Именно поэтому конструкцию удалось сделать компактной — палуба остаётся свободной под погрузку, что для многоцелевого судна важно. Расчётная экономия энергии — около 10%. Установка автономная: работает без ручного управления и снимает нагрузку с главных двигателей. Судно длиной 89 метров возит до 200 пассажиров и 1 500 тонн грузов между Таити и отдалёнными островами. Местные называют такие суда «goelette» — в честь шхун, которые когда-то снабжали эти острова именно под парусом. @vselennayaplus

Коллайдер, для разбора протона на детали В США готовятся строить электрон-ионный коллайдер — EIC. Установка станет первой в мире, где сталкиваются поляризованные электроны с поляризованными протонами и ионами. Перед началом стройки американская команда расширила сотрудничество с CERN. Сначала объясним зачем это нужно, простыми словами. Почти вся видимая материя вокруг нас состоит из протонов и нейтронов. Казалось бы, они изучены вдоль и поперёк. Но как именно фундаментальные частицы и силы внутри них складываются в те свойства, которые мы у протона измеряем, физика до конца не понимает. EIC и строят ради этого: просветить протоны, нейтроны и атомные ядра с недостижимой прежде точностью. Что-то вроде рентгена, только для внутренностей ядерной материи. Слово «поляризованный» здесь ключевое. Оно означает, что частицы в пучке ориентированы согласованно, а не вразнобой. Такой пучок позволяет задавать эксперименту направленные вопросы вместо того, чтобы усреднять всё подряд. Проектом с 2022 года руководит Луизелла Лари. По её словам, сообщество CERN «крайне заинтересовано» в научной программе EIC, а физики «хотят EIC» — им нужны новые, непохожие на прежние данные. 28 мая Лари выступила на коллоквиуме в CERN с докладом «Путь к электрон-ионному коллайдеру»: статус, цели, ожидаемый эффект. Обсуждали работу коллайдеров, будущие научные возможности и роль ИИ в физических исследованиях. Сотрудничество, впрочем, не с нуля — у CERN и EIC уже есть общая история: техническая экспертиза, вклад ресурсами, совместные разработки. Будем ждать результатов! @vselennayaplus

Уникальный имплантат для глаз допустили к продаже PRIMA это беспроводной имплантат сетчатки, возвращающий функциональное зрение ослепшим из-за географической атрофии. Он получил маркировку CE. Значит, компания Science Corp. может продавать систему в Европе. Сертификат выдан по европейскому регламенту медизделий после проверки органом DEKRA. До этого PRIMA числилась экспериментальной, теперь врачи вправе предлагать её подходящим пациентам. Первую коммерческую операцию ждут в Германии, параллельно идёт активация клинических центров и подача заявок на возмещение по каждой стране отдельно. Если коротко о принципе: под сетчатку ставят крошечный чип из 378 фотоэлементов, а очки с камерой снимают происходящее и «стреляют» обработанной картинкой в глаз инфракрасным лучом. Луч работает и питанием, и сигналом сразу — поэтому никаких батареек и проводов внутри глаза нет. Подробнее можно прочитать в нашем посте. Дорога заняла двадцать с лишним лет. В 2005 году профессор офтальмологии Стэнфорда Дэниел Паланкер сообразил, что прозрачность глаза можно использовать как канал доставки — и энергии, и изображения. До испытаний на людях идею довела французская Pixium Vision. В апреле 2024-го активы PRIMA и три клинических исследования выкупила Science Corporation. @vselennayaplus

Сигнал последнего героя Что заставляет продолжать, когда усилие уже перевешивает награду? Учёные из Университета Нагои, похоже, нашли в мозге группу клеток, которая как раз про это. Речь про орексиновые нейроны. Живут они в гипоталамусе и известны в первую очередь как регуляторы сна и аппетита — потеря именно этих клеток связана с нарколепсией, при которой человека валит в сон днём и внезапно отпускает мышечный тонус. Нейронов немного, но отростки они рассылают почти по всему мозгу и влияют и на бодрость, и на обработку вознаграждения. Логика гипотезы простая. Чтобы дойти до трудной цели, мало не спать — мозг ещё должен решить, что игра стоит свеч. Значит, где-то должно быть звено между «я бодр» и «мне есть зачем». Как проверяли. Вывели генетически модифицированных крыс, чтобы целиться именно в орексиновые клетки. Дальше — прогрессивный тест на усилие: чтобы получить еду, крыса должна коснуться панели, и после каждой удачной попытки нужное число касаний растёт. В какой-то момент животное сдаётся. Эта точка отказа и есть мера мотивации. Результаты складываются в стройную картину. Когда орексиновые нейроны включали химически, крысы работали дольше и сдавались позже. Когда эти клетки избирательно повреждали — бросали раньше. Дальше активность отследили напрямую, оптоволоконной фотометрией. Клетки разгонялись, пока животное ждало награду, и затихали, когда еда приходила. Если ожидаемая награда не появлялась — активность держалась высокой. А главное: чем дороже обходилась еда, тем сильнее был ответ. То есть орексиновые нейроны отслеживают не только шанс получить награду, но и растущую цену. Подавление этих нейронов оптогенетикой чётко ломало упорство: крысы возились дольше и сдавались раньше. А вот обратный эксперимент не сработал — активность клеток удалось поднять искусственно, но работать больше обычного крысы не стали. Орексин необходим, чтобы мотивация держалась, но накрутить её сверх нормы через эти нейроны не выйдет. Без сигнала упорство рассыпается. Возможно, важнее не сила сигнала, а его тайминг и рисунок. @vselennayaplus

Собака, ChatGPT и рак Про эту историю мы уже писали: австралийский предприниматель Пол Конингем заявил, что с помощью ChatGPT и вычислительной геномики собрал персональную мРНК-вакцину против рака для своей собаки Рози — и несколько её опухолей уменьшились. Прочитать про это подробно можно по этой ссылке. Теперь у истории появилось продолжение. Конингем открыл стартап Gamgee, который обещает «персонализированные мРНК-вакцины от рака для собак». Конингем говорит, что вмешательство добавило собаке годы жизни, а миссия Gamgee — поставить это на поток. Правда, со времён нашей новости выяснилось много подробностей. Что именно сделал ИИ — так и осталось непонятно. Исследователи, с которыми поговорили The Verge, считают, что заявления отдают технологии слишком много заслуг и заодно обесценивают работу людей. Но главная проблема даже не в этом, а в методологии. Вакцину Рози получала одновременно с другой терапией — значит, приписать улучшение именно мРНК-препарату невозможно. Один пациент, две терапии сразу, никакой контрольной группы. Из такого в клинической науке выводов не делают. Сам Конингем, кстати, на сайте отдельно оговаривается, что он не биолог. Инвесторов это не смутило. Gamgee поддержал инкубатор Y Combinator, набор в первые клинические испытания идёт в Австралии, остальным предлагают лист ожидания — хотя основатель говорит, что случаи принимают со всего мира. Ветеринарам обещают меньше 20 минут работы, никаких новых процедур в клинике и готовую вакцину примерно через четыре недели. В разделе для врачей упоминают около 75% сокращения опухоли — в «первом задокументированном случае». Цены не раскрыты. @vselennayaplus

Затмение 12 августа: снимки со всего мира Вчера мы писали про это затмение заранее — теперь пришло время посмотреть, что из него получилось. Кадры собрались по всей полосе. Луна отбрасывает две тени: узкую полную, умбру, и широкую полутень. В умбру попадает лишь пара сотен километров земной поверхности — и только там Солнце исчезает целиком, обнажая корону. Вчера эта полоса прошла по северу России, Гренландии, Исландии, Португалии и Испании. Всё остальное — полутень. Солнце превратилось в аккуратный серп: в крупных городах Западной Европы диск закрылся на 85–95%. Для континентальной Европы полная фаза случилась впервые с 1999 года. Следующее полное затмение пройдёт 2 августа 2027 года по югу Испании и Северной Африке. @nezemnoy_telegram

Ген, из-за которого наш мозг взрослеет мучительно долго У мыши иммунные клетки мозга созревают недели за три. У человека — от четырёх до восьми лет. Учёные из Института Цукермана Колумбийского университета показали, что за этой пропастью стоит ген, который есть только у нас. Сначала про клетки. Микроглия — самые многочисленные иммунные клетки мозга, на них приходится примерно 5–10% всех его клеток. Они отбиваются от вторжений, убирают повреждённые нейроны и, что важнее всего, помогают лепить нейронные цепи, пока мозг развивается. Именно микроглия участвует в решении, какие синапсы нейрон сохранит, а какие пойдут под нож. Она же способна сделать связи в цепочке более или менее отзывчивыми. Теперь про ген. Лаборатория Франка Поллё больше 15 лет копает SRGAP2 — один из нескольких десятков генов, продублировавшихся только у человека. Раньше выяснилось, что человеческие копии SRGAP2 увеличивают число синапсов и заставляют их созревать необычно медленно. Плата за медлительность щедрая: связи получаются прочнее и плотнее, а значит, нейрон лучше обрабатывает и хранит информацию. Новая работа показала, что дело не только в нейронах. Карлос Диас-Салазар обнаружил, что человеческих копий SRGAP2 в микроглии почти в десять раз больше, чем в самих нейронах. «Вопрос был такой: почему, чёрт возьми, этот ген так активен в микроглии?» — вспоминает Поллё. Эксперименты на мышах и человеческих клетках дали ответ: человеческие копии SRGAP2 растягивают развитие микроглии. Уберите ген — и клетка созревает заметно быстрее. Картина складывается такая. SRGAP2 держит нейроны и микроглию на одном расписании, и обе стороны неспешно взрослеют вместе. Благодаря этому микроглия успевает влиять на нейронные связи весь необычно долгий период формирования человеческого мозга. У биологов такое затянутое созревание называется неотенией, и её давно подозревают в связи с нашими когнитивными способностями. Что дальше: разобраться, каким именно образом SRGAP2 производит эту неотению. @vselennayaplus

А что, если внутри чёрной дыры сидит целая звезда? Учебник отвечает на вопрос «что внутри чёрной дыры» одним словом: сингулярность. Пересёк горизонт событий — и падаешь к точке бесконечной плотности, где уравнения превращаются в бессмыслицу. Строго говоря, это не ответ, а эдакое признание, что физика на этом месте закончилась. Чэнь Тан и Юн-Цян Ван из Ланьчжоуского университета предложили альтернативу и назвали её: нейтронная звезда внутри чёрной дыры. Отправная точка — идея прошлого года. Некоторые экзотические формы тёмной материи, собранные в гало с определённым соотношением давления и плотности, способны породить чёрную дыру без сингулярности в центре. Такие объекты называют регулярными: уравнения там остаются осмысленными до самой середины. Тан и Ван задались вопросом: а что будет, если положить в центр такого гало обычную нейтронную звезду? Прогнали через стандартные уравнения звёздной структуры и получили три сценария. При низкой плотности гало ничего интересного: нейтронная звезда с облаком тёмной материи вокруг, слегка приплюснутая. При высокой — всё коллапсирует, устойчивого решения нет. А вот между этими режимами начинается странное. В пространстве сразу за звездой формируется оболочка. В одной из моделей она тянется примерно от 10 до 12 километров, при том что поверхность самой звезды находится на 8,5 километра. Внутри этой оболочки геометрия выворачивается наизнанку и становится геометрией внутренности чёрной дыры. То есть горизонт событий возникает — но он смыкается над звездой, а не порождён её коллапсом. А звезда преспокойно продолжает существовать: целая, структурированная, никакой сингулярности. Ключевой момент: ничего не схлопнулось. Гравитацию, создающую горизонт, дают звезда и гало вместе, причём тёмная материя вносит примерно столько же массы, сколько сама звезда. Тот же результат авторы получают на двух разных уравнениях состояния вещества — значит, это не артефакт одного удачного допущения. Это мысленный эксперимент с проработанной математикой, а не заявление о реальных объектах на небе. Но смысл в другом. Внутренность чёрной дыры не обязана быть концом физики: есть по крайней мере одно возможное решение, где это место, и в нём что-то есть. @vselennayaplus

Сегодня Луна закроет Солнце Полное солнечное затмение 12 августа — единственное в этом году. Полоса тени пойдёт нетипичным маршрутом: не привычной дорогой на восток, а дугой через приполярную область. Начинается всё у нас. В 19:58 мск лунная тень коснётся Земли у северо-восточного берега Таймыра — берег Прончищева, море Лаптевых. Место безлюдное, Солнце висит у самого горизонта в полярный день, а по местному времени там почти ровно полночь. Полная фаза длится около полутора минут. Дальше тень проходит примерно в сотне километров от Северного полюса, спускается вдоль восточного побережья Гренландии и в 20:46 мск достигает максимума у Исландии: 2 минуты 18 секунд темноты при ширине полосы 294 километра. Рейкьявику достанется около минуты. К 21:27–21:32 мск тень доберётся до севера Испании и Балеарских островов, а в 21:34 мск сойдёт с Земли в Средиземном море. Весь путь через планету — примерно полтора часа. Что увидят в России. Северо-западу повезло больше всех: в Мурманске максимальная фаза 0,84 в 20:37 мск, в Архангельске 0,83 в 20:40, в Петербурге 0,83 в 20:51, в Калининграде 0,85 в 21:02 мск. Фаза здесь — доля диаметра диска, в пересчёте на площадь это около 79% закрытого Солнца. Важная оговорка: везде, кроме Мурманска, максимум приходится ровно на закат. Нужен полностью открытый северо-западный горизонт, иначе самое интересное пройдёт мимо. Москве не повезло. Затмение начнётся около 20:04 мск, а в 20:12 Солнце сядет. Луна успеет откусить лишь край диска — и на этом всё. Где смотреть онлайн, время московское: 🔹20:00 — «Роскосмос» и Яндекс Погода из «Лахта Центра» в Петербурге 🔹20:15 — NASA Live 🔹20:30 — ESA из обсерватории Хавалямбре в Испании, полная фаза там в 21:31 Следующее полное затмение в России — 2033 год на Чукотке. Европейская часть страны ждёт своей очереди до 2061-го. @nezemnoy_telegram

Самец, который врастает в самку Иногда эволюция выдаёт решения, до которых не додумался бы ни один сценарист. У некоторых глубоководных удильщиков крошечный самец находит самку, прикусывает её и больше не отпускает никогда. Ткани срастаются, кровеносные системы соединяются, и дальше он живёт как придаток: получает питание через общий с ней кровоток и существует ради одной задачи — быть под рукой, когда самка соберётся размножаться. Явление называется половым паразитизмом и известно давно. Непонятно было другое: почему так делают лишь некоторые виды удильщиков, хотя в темноте на глубине в километр партнёра трудно найти вообще всем. Наблюдать за этим напрямую невозможно — рыбы живут в сотнях и тысячах метров под поверхностью. Поэтому исследователи из Токийского университета построили математическую модель. Модель прогоняет жизненный цикл целиком: встречу самца с самкой, вероятность прирастания, шансы на потомство и передачу признаков дальше. И, что важнее, считает не только выгоды, но и цену. А цена немаленькая. Самка тратит ресурсы на содержание приросшего самца — это уменьшает число потомков за её жизнь и может укорачивать саму жизнь. Самец же навсегда отказывается от любых других самок: одна ставка, никаких запасных вариантов. Вывод такой: стратегия окупается только там, где гарантия партнёра перевешивает эти издержки. Авторы называют это «репродуктивной страховкой». Именно баланс выгод и затрат, а не редкость встреч сама по себе, объясняет, почему полный половой паразитизм — большая редкость даже среди глубоководных рыб. Условия тяжёлые почти у всех, а срослись — единицы. @vselennayaplus

Учёные составили карту щекотки Наша непостоянная рубрика «Безумные эксперименты» пополнилась свежим исследованием. Двое нейробиологов из Университета Радбауд собрали 448 человек с тремя разными культурными бэкграундами: голландским, греческим и китайским. Каждый заполнял анкету про свой опыт щекотки, а потом закрашивал на компьютерной модели тела зоны, где ему щекотно. Затем то же самое — для боли и для приятных прикосновений, чтобы было с чем сравнивать. Результат: шея, подмышки, живот и ступни. Одинаково у всех, независимо от культуры. Причём сильнее всего щекотка бьёт по участкам, к которым в обычной жизни редко прикасаются. Опыт тоже оказался почти всеобщим — 98,4% участников кто-то когда-то щекотал, 95,8% щекотали сами. Казалось бы, очевидный результат. Но нет: прикосновения, которые мозг обрабатывает эмоционально, те же объятия — люди из разных культур считывают по-разному. У щекотки такого разброса не нашлось. Самое интересное — сравнение карт. Зоны щекотки не совпали ни с картой боли, ни с картой приятного касания. По словам первого автора работы, щекотка «похоже, представляет собственный класс — и физиологически, и психологически», а не побочный продукт других ощущений. Тут важно различать два разных явления. Гаргалезис — та самая щекотка от сильных повторяющихся нажатий, от которой смеются и извиваются. Книсмезис — лёгкое пёрышко по коже, смеха не вызывает. Её изучали активно, потому что она похожа на зуд, а зуд сопровождает кучу болезней. А вот гаргалезис, по словам нейробиолога Михаэля Брехта из Берлина, до сих пор остаётся «очень плохо понятым ощущением». Хотя явление куда древнее нас. Человекообразные обезьяны щекочут друг друга, крысы и сурикаты реагируют на щекотку от человека — значит, ощущение пережило миллионы лет эволюции. @vselennayaplus