Месяц: Сентябрь 2018

Две компании объединили усилия, чтобы отправить 3D-биопринтер на МКС

Биоэкструдер ZeroG, созданный компанией Allevi, может помочь астронавтам лучше разобраться в поведении биоматериалов в космосе

Когда наша реальность догонит мечты фантастов, наличие биопринтера в космосе будет оправданным по многим причинам. К примеру, космонавт во время долгого путешествия к Марсу может получить ожог, работая с химикатами, и он будет очень благодарен возможности распечатать новый кусочек кожи. Или в ещё более далёком будущем колонист на Марсе может столкнуться с отказом печени, но его смогут спасти доктора, распечатав орган для пересадки.

Пока что эти сценарии далеки от реальных возможностей, причём как в плане космических полётов, так и по состоянию 3D-биопечати – этой быстро развивающейся технологии, в которой специализированные 3D-принтеры выдавливают биоматериалы и клетки для послойного создания участков тканей.
(далее…)

10 физических фактов, которые вы должны были узнать в школе, но, возможно, не узнали

1. Энтропия измеряет не беспорядок, а вероятность

Идея о том, что энтропия – это мера беспорядка, совсем не помогает разобраться в вопросе. Допустим, я делаю тесто, для чего я разбиваю яйцо и выливаю его на муку. Затем добавляю сахар, масло, и смешиваю их до тех пор, пока тесто не становится однородным. Какое состояние является более упорядоченным – разбитое яйцо и масло на муке, или получившееся тесто?

Я бы сказала, что тесто. Но это состояние с большей энтропией. А если вы выберете вариант с яйцом на муке – как насчёт воды и масла? Энтропия выше, когда они разделены, или после того, как вы их яростно потрясёте, чтобы смешать? В данном примере энтропия выше у варианта с разделёнными веществами.

Энтропия определяется как количество “микросостояний”, дающих одно и то же “макросостояние”. В микросостояниях содержатся все детали по поводу отдельных составляющих системы. Макросостояние же характеризуется только общей информацией, вроде “разделено на два слоя” или “в среднем однородное”. У ингредиентов теста есть много разных состояний, и все они при смешивании превратятся в тесто, однако очень мало состояний сможет при смешивании разделиться на яйца и муку. Поэтому, у теста энтропия выше. То же работает для примера с водой и маслом. Их легче разделить, тяжелее смешать, поэтому у разделённого варианта энтропия выше.
(далее…)

Астрономы находят огромное количество миров с жидкой водой

С момента подтверждения открытия первой экзопланеты в 1992 году астрономы нашли уже тысячи миров, существующих за пределами нашей Солнечной системы. Поскольку теперь новые экзопланеты открываются постоянно, исследования постепенно сдвигаются от простого открытия до описания их характеристик. По сути, теперь учёные уже пытаются определять состав экзопланет, чтобы понять, могут ли они поддерживать жизнь.

Ключевой частью этого процесса является определение того, сколько на выбранной экзопланете имеется воды – необходимой составляющей для того варианта жизни, что известен нам. На недавней научной конференции команда учёных презентовала новое исследование, из которого следует, что вода, судя по всему, должна быть основным компонентом экзопланет, размер которых превышает размер Земли в 2-4 раза. Это открытие имеют серьёзные последствия для поисков жизни вне Солнечной системы.
(далее…)

Как болезни и завоевания формировали новый ландшафт планеты

Миграция и общемировая торговля выровняли биоразнообразие по всему миру


Реплики кораблей Христофора Колумба: Пинта, Нинья и Санта-Мария

Многим людям кажется, что в течение тысяч лет после появления сельского хозяйства человеческие сообщества оставались статичными. Но это не так. Возникали империи – некоторые из них процветали, а затем исчезали, другие же оставались. Большинство людей занималось фермерством, обеспечивая едой себя и правящие элиты. Добыча еды ограничилась сельскохозяйственными угодьями. Население быстро росло – по оценкам, в начале развития сельского хозяйства на планете жило от 1 до 10 миллионов людей, а в 1500 году, 10 000 лет спустя, их было уже от 425 до 540 млн.

В 16 веке всё начало меняться, причём с увеличивающейся скоростью. Развитие сельского хозяйства, от простых фермерских сообществ до городов-государств и империй (а иногда и в обратном направлении), постепенно сменялось новым режимом существования. Начали происходить революции в том, что люди едят, как общаются, что думают, в их взаимоотношении с питавшей их землёй. Люди, жившие на западном краю Европы, изменили траекторию развития человеческого общества и всей планетной системы, и создали современный мир, в котором мы живём. И он никогда уже не будет прежним.
(далее…)

Нереальность везения

Оптимисты верят в везение, пессимисты – в невезение. Но если это зависит от точки зрения, существует ли вообще такая штука, как удача?


Пятнадцатилетняя Саньита стоит среди остатков её комнаты после землетрясения в Непале в апреле 2015 года. “Мне повезло, что я осталась жива. Наши соседи погибли, их тела до сих пор лежат под руинами”

Цутому Ямагути рисовал чертежи нефтяных танкеров, и летом 1945 года его работодатель Mitsubishi Heavy Industries отправил его в японский город Хиросима в длительную командировку. Его командировка резко закончилась, когда бомбардировщик B-29 Enola Gay 6 августа сбросил на город атомную бомбу “Малыш“, и эквивалент 15 килотонн ТНТ взорвался на расстоянии менее трёх километров. И хотя Ямагути оказался в пределах зоны мгновенной смерти, ему повезло выжить, получив только ожоги, временную слепоту и разрыв барабанных перепонок. Он отправился домой, в Нагасаки, и, несмотря на травмы, смог выйти на работу 9 августа. Его непосредственный начальник не поверил этой дикой истории о единственной бомбе, способной уничтожить целый город, и как раз в тот момент, когда он выговаривал подчинённому за его безумные разговоры, комнату заполнил яркий неземной свет – это над Нагасаки взорвалась бомба “Толстяк“. Ямагути как-то удалось пережить и этот взрыв, и он прожил до 2010 года, умерев в весьма почтенном возрасте 93 лет.
(далее…)

Какие сведения о Вселенной может дать нам лунное затмение


Во время большинства лунных затмений за частичным затмением начинается тёмно-красная полоса, накрывающая Луну с одного края, но при этом одна её часть всегда остаётся ярче и белее другой. Частичные фазы вместе с видимым угловым размером Луны позволяют нам определить относительные размеры Земли и Луны, расстояние между ними, и в итоге выводят нас на расстояние от Земли до Солнца и до звёзд

Просто глядя на небо, мы можем наблюдать видимые угловые размеры Солнца и Луны.
(далее…)

Спросите Итана: на самом ли деле пространство-время похоже на ткань?


В Ньютоновской картине гравитации пространство и время – абсолютные, фиксированные значения, а в Эйнштейновской картине, пространство-время – единая, объединённая структура, в которой неразрывно переплелись три пространственных и одно временное измерение

Гравитация, возможно, была первым фундаментальным взаимодействием из открытых, но, во многих отношениях остаётся в наименьшей степени понятой. Мы знаем, что она всегда притягивает, и что две любых массы во Вселенной, вне зависимости от их расположения, будут испытывать её воздействие. Когда Эйнштейн придумал свою Общую теорию относительности, одним из её прорывов было признание того, что пространство и время комбинируются в одну сущность: пространство-время. Другим было то, что присутствие материи и энергии искривляет саму ткань пространства-времени, и что искривлённое пространство-время, в свою очередь, диктует, как двигаться материи. Но точна ли эта картина? Наш читатель настроен скептически:

Мне бы хотелось, чтобы кто-нибудь, наконец, признал и согласился, что демонстрация шаров на простыне не даёт достоверного объяснения реальности.

Я спокойно признаю и соглашаюсь с этим. Сколько бы ни было изображений изогнутых простыней или координатных систем, они не совсем точно отражают населяемую нами реальность.
(далее…)

У слонов есть секретное оружие против рака

У крупнейших животных и риск появления опухолей должен быть выше, но на деле этого нет

В 2012 году Винсент Линч внезапно решил исследовать геном африканского слона, чтобы узнать, есть ли в нём дополнительные гены, защищающие от рака. Рак появляется, когда в ДНК клеток накапливаются мутации, которые позволяют им неконтролируемо расти и делиться. Соответственно, у более крупных животных, в телах которых содержится больше клеток, должен быть более высокий риск рака. В рамках вида так и происходит – в среднем у более высоких людей риск появления опухолей больше, чем у низких, а у более крупных собак риск рака выше, чем у мелких.

Но эта тенденция не сохраняется между видами. У слонов риск рака не выше, чем у чихуахуа, а у китов не выше, чем у людей – если не ниже. Это особенно странно потому, что у крупных животных и продолжительность жизни обычно больше, что даёт больше возможностей их клеткам, количество которых и так велико, превратиться в раковые. Они должны представлять собой ходячие (или плавучие) наборы опухолей – но, очевидно, это не так. У большей части из изученных млекопитающих шансы умереть от рака находятся в промежутке от 1 до 10%, будь то 50-граммовая мышь или 5000-килограммовый африканский слон.

Эта загадочная тенденция называется парадоксом Пето в честь британского эпидемиолога Ричарда Пето, описавшего её в 1977. С тех пор биологи предложили сотни объясняющих парадокс гипотез. Некоторые отмечали, что у более крупных животных метаболизм работает медленнее; это уменьшает скорость приобретения мутаций. Другие предполагали, что у крупных животных опухолям нужно больше времени, чтобы достичь смертельного размера; за это время у опухолей могут вырасти ослабляющие их самих вторичные опухоли.
(далее…)

Вселенная, соответствующая нашим текущим представлениям, может оказаться невозможной

Новая физическая гипотеза бросает вызов лидирующей “теории всего”

25 июня физик Тимм Вразе [Timm Wrase], живущий в Вене, проснулся, и сонно листал в онлайне список недавно опубликованных физических работ. Один заголовок поразил его так, что он сбросил все остатки сна.

Работа выдающегося специалиста по теории струн Камрана Вафы из Гарварда, выполненная совместно с его коллегами, выдвинула гипотезу о существовании простой формулы, определяющей, каким вселенным дозволено существовать, а каким – нет, в соответствии с теорией струн. Теория струн, ведущий кандидат на “теорию всего“, сшивающий вместе гравитацию и квантовую физику, определяет всю материю и взаимодействия в виде вибраций крохотных энергетических нитей. Теория допускает порядка 10500 решений: огромный и разнообразный “ландшафт” возможных вселенных. Специалисты по теории струн, такие, как Вразе и Вафа, годами пытались разместить нашу Вселенную где-нибудь на этом ландшафте возможностей.

Но пока Вафа с коллегами предположили, что на ландшафте теории струн вселенные, подобные нашей – точнее, такой, какой мы её себе представляли – существовать не могут. Если теория верна, как сразу понял Вразе и другие физики, то либо наша Вселенная совершенно не такая, какой она должна быть, либо теория струн неверна.
(далее…)

Загадочная кипящая река в Перу варит животных заживо


Геолог Андре Рузо склоняется к Кипящей реке, открытой им в 2011 году

Учёные считают, что открыли крупнейшую в мире термальную реку, находящуюся в джунглях в сердце Перуанской Амазонии. Она остаётся горячей на протяжении почти 6 км, и в самом широком месте достигает 24 м в ширину, а в самом глубоком – 5 м в глубину.

И хотя экстремальные температуры реки не являются чем-то необычным для выходящих на поверхность геотермальных источников, примечательно, что эта температура имеет не вулканическое происхождение. Ближайший из активных вулканов расположен более чем в 700 км от неё.

Так называемая “Кипящая река” считается жемчужиной необычной коллекции из трёх невулканических рек в этой местности, куда входит Солёная река (солёный термальный источник) и Горячая река (термальный источник с пресной водой) – но они обе гораздо меньше Кипящей реки.
(далее…)