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…)

Чтобы запоминать, мозгу приходится забывать

Исследователи обнаруживают свидетельства того, что нервная система активно удаляет старые воспоминания, из чего следует, что мозг по умолчанию может работать в режиме забывания


Наши воспоминания не уходят сами по себе. Наш мозг постоянно редактирует нашу память, начиная с самых первых воспоминаний

Десятилетиями исследования концентрировались на том, как мозг получает информацию, в результате чего появились теории, согласно которым краткосрочные воспоминания кодируются в мозге в виде карт активности нейронов, а долгосрочные откладываются как связи между нейронами.

Однако вопрос того, как мозг забывает, получал гораздо меньше внимания. “Большую часть вещей, происходящих в моей жизни, – например осознанные ощущения, которые я испытываю в данный момент, – я, скорее всего, не вспомню, когда мне будет 80”, – сказал Майкл Андерсон, исследователь памяти в Кембриджском университете, изучающий процесс забывания с 1990-х. “Почему же нейробиология никогда не воспринимала забывание всерьёз?”
(далее…)

Выходной офтопик: парусная яхта Weatherbird и друзья Оушена

Уважаемые читатели, перед вами статья из экспериментальной рубрики “не в тему”, где я планирую время от времени публиковать собственные и переводные материалы на темы, не относящиеся непосредственно к науке.

После того, как я увлёкся яхтингом, как-то раз я пересматривал трилогию про Дэнни Оушена и его ловких друзей, грабивших различные казино. В фильме “12 друзей Оушена” фигурировал “величайший вор” Гаспар Лемарк, вокруг ученика которого строился сюжет фильма. Воспоминания этого ученика об одном разговоре своего учителя с неназванным американцем в фильме представили в виде небольшой сцены на борту яхты (фото в заглавии). Я был поражён тем, насколько эта яхта была красивой, поэтому захотел узнать её модель и другие подробности. Выяснилось много интересного.

Оказалось, что это не просто какая-то абстрактная яхта некоей модели – это знаменитая в своём роде яхта под названием Weatherbird. Эту яхту длиной в 100 футов (31 метр) построили в 1931 году на верфи Chantelot & Lemaistreand в Нормандии по заказу эксцентричной пары американцев по фамилии Мёрфи.
(далее…)

Спросите Итана: можем ли мы отправить миссию типа Кассини к Урану или Нептуну?


Вояджер-2 пролетел мимо Урана (справа) и Нептуна (слева), открыв нам их свойства, цвета, атмосферы и системы колец. У обеих планет нашлись кольца, много интересных лун, и атмосферные, а также поверхностные явления, которые только и ждут наших расследований.

Наблюдая с нашего местоположения в Солнечной системе за далёкими уголками Вселенной при помощи мощных наземных и космических обсерваторий, мы увидели и узнали столько всего, сколько никогда не мечтали. Однако всё ещё не придумано замены реальному путешествию к далёким местам – этому нас научили наши специальные миссии, отправленные к различным планетам. И, несмотря на все ресурсы, потраченные на изучение планет, к Урану и Нептуну летала всего одна миссия: Вояджер-2. Каковы наши перспективы на запуск орбитальной станции к этим внешним мирам? Это хочет узнать наш читатель, который спрашивает:

Приближается окно, во время которого можно отправить космический корабль к Урану и Нептуну с использованием Юпитера в качестве гравитационного ускорителя. Каковы ограничения на использование этого ускорения, но с необходимостью притормозить, чтобы выйти на орбиты вокруг наших “ледяных гигантов”?

Давайте посмотрим.
(далее…)

Полезного для здоровья количества алкоголя не существует: результаты масштабного исследования

Правительствам надо рассмотреть возможность рекомендовать людям полное воздержание


Исследование противоречит большинству национальных рекомендаций, в которых говорится о возможной пользе одного-двух бокалов вина для здоровья

Даже редкий приём алкоголя вреден для здоровья, если верить крупнейшему и наиболее подробному исследованию, посвящённому влиянию алкоголя на организм, из которого следует, что правительствам надо рассмотреть возможность рекомендовать людям полное воздержание.

Бескомпромиссное заявление исходит от авторов исследования “Всемирное бремя заболеваний“, проекта Вашингтонского университета в Сиэтле, где составляют наиболее подробную подборку данных о причинах заболеваний и смерти по всему миру.

В их отчёте, опубликованном в медицинском журнале Lancet, говорится, что в 2016 году алкоголь стал причиной 2,8 млн смертей. Он стал лидирующим фактором риска преждевременной смерти и инвалидности в возрастной категории от 15 до 49 лет, и отвечает за 20% всех смертей вообще.
(далее…)

Лаборатория, где паукам раскрашивают лица и делают накладные ресницы (а термиты носят плащи)

В лаборатории Флоридского университета исследователи делают самцу паука из семейства пауков-скакунов макияж. Вырубая пауков на несколько минут при помощи двуокиси углерода, учёные раскрашивают ярко-красные мордочки Habronattus pyrrithrix чёрной жидкой подводкой для глаз, или приклеивают накладные ресницы на головы Maevia inclemens клеем. Добро пожаловать на шоу “Экстремальный макияж: версия для арахнид”.

Но зачем всё это? Пауки-скакуны и так наиболее яркие шоумены среди животных, они известны своими танцевальными брачными ритуалами – например, они размахивают руками наподобие надувных рекламных манекенов, что стоят у входа в магазин. Изменяя внешний вид самца, Taylor Lab пытается разобраться в сложностях флирта пауков-скакунов.
(далее…)

Закрытая лазейка подтверждает нереальность квантового мира

После открытия лазейки в знаменитом эксперименте, доказывавшем отсутствие внутренних свойств у квантовых объектов, три группы экспериментаторов быстро её закрыли. Этот эпизод закрывает вопрос по теориям скрытых переменных.

Физик-теоретик Джон Уилер однажды использовал фразу “огромный дымчатый дракон” для описания частицы света, летящей от источника к счётчику фотонов. “Пасть дракона остра, там, где он кусает счётчик. Хвост дракона остёр, там, откуда исходит фотон”, – писал Уиллер. Иначе говоря, у фотона есть определённая реальность в начале и в конце пути. Но его состояние посередине – тело дракона – размыто. “О том, что дракон делает, или как он выглядит в промежутке, мы не имеем права говорить”.

Уилер поддерживал точку зрения, по которой элементарные квантовые явления нельзя назвать реальными, пока мы не совершим наблюдение – философскую позицию под названием антиреализм. Он даже придумал эксперимент, демонстрирующий, что если вы будете настаивать на реализме – при котором у квантовых объектов, таких, как фотоны, всегда есть определённые внутренние свойства, что больше похоже на классическое представление о реальности – тогда вам придётся принять, что будущее может влиять на прошлое. Из-за абсурдности путешествия в прошлое эксперимент Уиллера стал аргументом в пользу антиреализма на квантовом уровне.
(далее…)