Научная информация, Ссылки и документы о научных открытиях Опции

[Guest_---_*]

Обнаружен новый квантовый эффект.



"...Необычного поведение электронов, называемое квантовым эффектом Холла (по аналогии с классическим эффектом Холла), до сих пор наблюдалось только в очень тонких "двумерных" пленках в присутствии сильного магнитного поля.

Группа Хасана показала, что оно может возникать также в трехмерных кристаллах висмут-сурьма без приложения магнитного поля. Это открытие, подтверждающее недавние предсказания, имеет большое теоретическое значение, а также, по мнению авторов, может пригодиться для разработки квантовых и "спинтронных" вычислительных устройств..."

[Guest_---_*]

Чёрная дыра пустила в струю.



"...Представлять себе чёрную дыру как объект, который бесконечно засасывает в себя окружающее вещество, не выпуская ничего наружу, не совсем правильно. В конце концов, если бы они ничего не выпускали наружу, мы о них никогда бы и не узнали. Притяжение чёрных дыр настолько сильно, что в сферу их влияния часто попадает больше материи, чем они в реальности способны поглотить. Как показывают наблюдения, избыток выбрасывается из чёрных дыр в виде пары узких, направленных в противоположные от чёрной дыры стороны струй, которые русские астрономы на английский манер называют джетами.

Вообще, джеты – явление довольно универсальное, но чаще всего встречается именно при падении вещества на какой-то центральный объект. Это не обязательно должна быть чёрная дыра. В качестве притягивающего центра могут выступать и другие объекты – например, очень плотные нейтронные звёзды или даже протозвёзды – «эмбрионы» обычных звёзд, в них вещество, которому предстоит в дальнейшем стать частью звезды, долго собирается из межзвёздных облаков, оседая на поверхность образующегося светила.
На самом деле, образование двух выбросов не столь уж удивительно. Как показали ещё в начале 70-х годов XX века советские астрофизики Николай Иванович Шакура и Рашид Алиевич Сюняев, почти каждый раз, когда происходит падение вещества на притягивающий центр – этот процесс называется аккрецией, – образуется так называемый аккреционный диск. Только взаимное трение слоёв такого газового диска друг о друга способно погасить скорость их вращения: без трения вещество на притягивающий центр упасть не cможет, а так и будет вращаться вокруг неё по своей орбите.

Поскольку внешние слои диска давят на внутренние, то излишки могут выбрасываться только над и под диском – вот вам, казалось бы, и два джета.

Удивительно другое – что струи оказываются настолько узкими, а вещество в них движется с огромными скоростями.
В конце 1970-х годов британский астрофизик Роджер Блендфорд и его аспирант Роман Знаек предложили первый хорошо проработанный механизм образования быстрых и узких струй. Согласно их модели, «костью в горле» чёрной дыры встаёт магнитное поле. В горячей плазме, в которую превращается при приближении к чёрной дыре газ, электромагнитные и механические свойства вещества перемешиваются, поскольку и те, и другие определяются движением заряженных частиц (в обычном веществе переносчики заряда составляют лишь ничтожную его часть). В результате магнитные силовые линии оказываются «вморожены» в вещество и, будучи вдали от чёрной дыры ориентированы случайным образом, с его закручиванием вокруг чёрной дыры заплетаются в своего рода жгуты, у которых появляется выделенное направление – по оси вращения..."

[Guest_---_*]

Астрономы впервые увидели начало рождения сверхновой.



"...Такие сверхновые вспыхивают при коллапсе массивных звезд, потерявших до того свою водородную оболочку. В звезде заканчивается топливо для термоядерной реакции и под действием собственной гравитации ядро коллапсирует в нейтронную дыру (или черную дыру). Внешние слои звезды сбрасываются в окружающее пространство со скоростью около одной десятой скорости света, образуя ударную волну. При этом выделяется огромное количество энергии..."

[Guest_---_*]

Еще раз о додекаэдрах и торах...

Вселенная - додекаэдр.

"...Почему же вдруг пресса вернулась к сенсации многомесячной давности? А дело в том, что это было реакцией на статью американского математика Джеффри Уикса и его французских коллег Люмине, Риазуелео, Лехока и Узана. В ней эти ученые, основываясь на результатах проведенного ими компьютерного анализа данных Зонда Уилкинсона, выдвигают сенсационное утверждение, будто трехмерное пространство нашей Вселенной искривлено (разумеется, в четвертом измерении) так, что представляет собой округлый многогранник, додекаэдр, "сшитый", наподобие футбольного мяча, из двенадцати искривленных пятиугольников.

Замечу забавное совпадение идей: некогда Платон тоже утверждал особую роль додекаэдра во Вселенной. Он считал, что четырем "главным элементам" - огню, воздуху, воде и земле, из которых построено все материальное во Вселенной, - соответствуют, непонятно, впрочем, что он понимал под этим словом "соответствуют", четыре многогранника идеальной симметрии: тетраэдр, октаэдр, икосаэдр и куб. А пятый полностью симметричный многогранник, вот этот самый додекаэдр Уикса, "соответствует", по Платону, так называемой квинтэссенции, или сущности небес.

Но если Вселенная имеет вид футбольного мяча, то что находится у нее "снаружи"? Это очень часто задаваемый вопрос, и ответ на него очень простой: там находится четвертое измерение.

У Вселенной, в отличие от футбольного мяча, нет "внутренней" и "наружной" сторон, нет "края" или "границы". Вопрос, что у нее "снаружи", порожден ошибочным, хотя вполне естественным представлением, будто Вселенная - действительно футбольный мяч, то есть некое круглое трехмерное тело в трехмерном же пространстве. Между тем это не так. То, что наша Вселенная "круглая", может увидеть только житель четырехмерного пространства. Вот он, действительно, сразу бы сказал, что снаружи находится он сам, и он видит, что наша Вселенная круглая, как футбольный мяч, то есть конечная по размерам (согласно расчетам Уикса и его коллег, ее размеры составляют около 70 миллиардов световых лет). Однако для ее существ она безграничная, потому что трехмерное существо, двигаясь в этой вселенной и воображая, что оно движется по прямой, на самом деле движется по кривой ("Мне отсюда это даже на глаз видно" - сказал бы четырехмерный физик), по окружности длиною около 70 миллиардов световых лет, и если оно будет двигаться таким образом со скоростью света, то через 70 миллиардов лет вернется в ту же точку, из которой вышло..."

Вселенная как додекаэдр.



"...Простейшим телом с более сложной, чем сфера или плоскость, топологией является тор. Представить его может каждый, кто держал в руках бублик. Другую более корректную математическую модель плоского тора демонстрируют экраны некоторых компьютерных игр: это квадрат или прямоугольник, противоположные стороны которого отождествлены, и если движущийся предмет уходит вниз, то появляется сверху; пересекая левую границу экрана, он появляется из-за правой, и наоборот. Такой тор является простейшим примером мира с нетривиальной топологией, который имеет конечный объем и при этом не имеет каких-либо границ.

В трехмерном пространстве аналогичную процедуру можно проделать с кубом. Если отождествить его противоположные грани, то образуется трехмерный тор. Если посмотреть изнутри такого куба на окружающее пространство, то можно увидеть бесконечный мир, состоящий из копий его одной-единственной и уникальной (не повторяющейся) части, объем которой вполне конечен. В таком мире нет каких-либо границ, но есть три выделенных направления, параллельных ребрам исходного куба, вдоль которых наблюдаются периодические ряды исходных предметов. Эта картина очень похожа на то, что можно увидеть внутри кубика с зеркальными стенками. Правда, взглянув на любую из его граней, обитатель такого мира увидит свой затылок, а не лицо, как в земной комнате смеха. Более правильной моделью будет комната, оборудованная 6 телекамерами и 6 плоскими ЖК-мониторами, на которые выводится изображение, снимаемое расположенной напротив кинокамерой. В этой модели видимый мир замыкается сам на себя благодаря выходу в иное телевизионное измерение.

Описанная выше картина подавления низкочастотных гармоник верна, если время, за которое свет пересекает исходный объем, достаточно мало, то есть если размеры начального тела малы по сравнению с космологическими масштабами. Если же размеры доступной для наблюдений части Вселенной (так называемого горизонта Вселенной) оказываются меньше размеров исходного топологического объема, то ситуация не будет ничем отличаться от той, что мы увидим в обычной бесконечной эйнштейновской Вселенной, и никаких аномалий в спектре реликтового излучения наблюдаться не будет.

Максимально возможный пространственный масштаб в таком кубическом мире определяется размерами исходного тела — расстояние между любыми двумя телами не может превышать половины главной диагонали исходного куба. Свет, идущий к нам от границы рекомбинации, может по дороге несколько раз пересечь исходный куб, как бы отражаясь в его зеркальных стенках, из-за этого угловая структура излучения искажается и низкочастотные флуктуации становятся высокочастотными. В результате чем меньше исходный объем, тем сильнее подавление низших крупномасштабных угловых флуктуаций, а значит, изучая реликтовый фон, можно оценить размеры нашей Вселенной..."

Астрономы выдвинули еще одну версию строения Вселенной.

"...Все в том же 2003-м международная группа учёных, воспользовавшись данными WMAP, вычислила, что Вселенная имеет форму додекаэдра. Этот многогранник замкнут сам на себя, то есть, добравшись до одной из его граней, вы просто попадёте обратно внутрь через противоположную сторону этой многомерной "петли Мёбиуса". Из этого представления следуют любопытные выводы. Например, что, полетев на какой-нибудь "сверхскоростной" ракете по прямой, можно в конце концов вернуться к точке старта, или, если взять "очень большой" телескоп, можно увидеть в разных сторонах космоса одни и те же объекты, только, в силу конечности скорости света, на разных стадиях жизни. Такие наблюдения учёные пробовали проводить, но ничего похожего на "зеркальные отражения" найдено не было. Либо потому, что неверна модель, либо потому, что не хватает "дальнобойности" современной наблюдательной астрономии. Тем не менее обсуждение формы и размера Вселенной всё продолжается.

Немецкий физик составил несколько моделей Вселенной и проверил, как в них формируются волны плотности микроволнового фона. Он утверждает, что наибольшее совпадение с наблюдающимся реликтовым излучением даёт Вселенная-пончик, и даже посчитал его диаметр. "Пончик" оказался 56 млрд. световых лет в поперечнике. Правда, этот тор - не вполне обычный. Учёные называют его 3-тор (3-torus). Несколько специалистов, прокомментировавших работу Штайнера, отметили, что она не доказывает окончательно, что Вселенная - это "многомерный бублик", но лишь говорит, что данная форма - одна из наиболее вероятных. Также некоторые учёные добавляют, что додекаэдр (который часто сравнивают с футбольным мячом, хотя это и некорректно) - всё ещё остаётся "хорошим кандидатом"..."

[Guest_---_*]

На Юпитере нарастает мощь процессов неясной природы.



"В атмосфере Юпитера сформировалось уже третье по счету образование загадочной природы – так называемое Красное Пятно.

Полученные исследовательской группой под руководством профессора Калифорнийского университета в Беркли Имке де Патера (Imke de Pater) данные свидетельствуют о том, что активность процессов неясной природы в атмосфере Юпитера возрастает, а сами пятна или обусловленные ими процессы являются источниками, излучающими энергию в космическое пространство.

Большое Красное Пятно в Юпитере хорошо заметно даже в малые телескопы и наблюдается учеными уже на протяжении более чем трех с половиной столетий. Это свидетельствует об относительной стабильности образований такого рода. Однако с наступлением нового тысячелетия в атмосфере планеты-гиганта стали происходить необычные вещи.

В 2005 году одно из «белых» образований, известных с 1930-х годов, изменило свой цвет на отчетливо выраженный красноватый, став первым прецедентом такого рода в истории современной науки. Пятно, получившее название Малое Красное Пятно, существует до сих пор.

В 2008 году было зарегистрировано появление на Юпитере очередного, уже третьего по счету пятна красного цвета, получившего обозначение 2008 Oval 2.

По мнению ученых, о нарастающей интенсивности процессов, происходящих на Юпитере, свидетельствует также изменение характера облачного покрова вокруг Большого Красного Пятна – оно становится все более турбулентным.

По мнению специалиста в области гидродинамики, профессора Калифорнийского университета в Беркли Филиппа Маркуса (Philip S. Marcus), результаты новых наблюдений Юпитера подтверждают модель, согласно которой температура атмосферы планеты-гиганта изменяется примерно на 10 градусов Цельсия, становясь выше в экваториальных областях и ниже – в районе Южного полюса планеты ( выделено СЛ )..."

[Guest_---_*]

Дефекты алмазов могут служить кубитами.



"...Ученые использовали вакансии, возникающие в алмазе из-за встраивания в его кристаллическую решетку атомов азота - основной элементной примеси этого минерала, сообщает Science.

Вакансии, вызванные отсутствием четвертой ковалентной связи у атома азота, искажают электронную структуру алмаза. Они ассоциированы с электронами, которые способны свободно перемещаться в пределах соседних атомов.

Исследователи воспользовались такой подвижностью, задействуя электроны в в качестве канала связи между кубитами. В качестве физической системы, представляющей кубиты, выступали ориентации спинов двух ядер углерода-13, находящихся рядом с вакансией.

Ученые манипулировали состояниями электронов и ядер, воздействуя на электроны микроволновым полем, а затем наблюдая эффект в виде изменений радиочастотных характеристик прилегающих ядер. Им удалось создать контролируемые двухчастичные и трехчастичные связанные квантовые состояния.

Связанное состояние двух ядер сохранялось на протяжении нескольких миллисекунд, а двух ядер и электрона - нескольких сотен микросекунд, пишет Ars Technica. По мнению ученых, такая большая длительность обеспечивает возможность создания на основе алмазных вакансий не только квантового процессора, но и систем квантовой памяти."

[Guest_---_*]

Ученые разглядели в одном из колец Сатурна необычные столкновения небесных тел.



"Зонд Cassini, исследующий Сатурн и его окрестности, разглядел столкновения естественных микроспутников с частицами одного из внешних колец планеты - F. Об этом, как передает РИА "Новости", пишет журнал Nature. Там вышла статья группы ученых под руководством профессора Карла Мюррея из британского университета королевы Мэри.

Узкое кольцо F - одно из трех внешних колец Сатурна - отличается многими необычными деталями, которые могут варьироваться с периодичностью от часов до лет, отмечается в статье. В их числе различные типы возмущений, спиральные структуры, связанные с одним из двух спутников-"пастухов", которые вращаются с внешней и внутренней стороной этого кольца.

Изучение этих процессов, как отмечают ученые, может помочь лучше понять ранние стадии формирования планет и силы, участвующие в этом процессе.

"Мы сообщаем о прямых свидетельствах существования микроспутников (moonlets), "внедренных" в кольцо, и показываем, что многие из морфологических особенностей кольца F связаны с длительным гравитационным воздействием и эффектом от столкновений малых спутников, часто связанными с возмущающим воздействием одного из спутников-"пастухов" - Прометея", - говорится в статье.

"Кольцо F - возможно, единственное место в Солнечной системе, где широкомасштабные столкновения небесных тел происходят ежедневно", - отмечают авторы.

По словам профессора Мюррея, в прежних исследованиях отмечались особенности кольца F и делался вывод, что они связаны либо с присутствием еще одного спутника радиусом около 100 километров, влияющего на кольцо, либо с существованием большого числа значительно меньших микроспутников, которые сталкиваются с частицами кольца.

"Теперь мы можем сказать, что гипотеза микроспутников - наиболее вероятное объяснение, и даже можем подтвердить "личность" одного из "обвиняемых", - отмечает Мюррей, слова которого приводятся в сообщении британского Совета по науке и технологиям.

Автоматический космический аппарат Cassini-Huygens, созданный совместно NASA и Европейским космическим агентством, был запущен в 1997 году и достиг системы Сатурна в 2004 году.

Зонд Huygens в 2005 году отделился от главного аппарата и выполнил успешный спуск в атмосфере спутника Сатурна - Титана. Cassini в настоящее время исследует Сатурн, его кольца и спутники."

[Guest_---_*]

Период солнечного минимума аномально затянулся.



"...Уже почти два года на Солнце практически не появляется пятен - хотя периодически появляются большие пятна, и происходят мощные вспышки). Такое состояние характерно для солнечного минимума, однако на этот раз он продолжается аномально долго.

Завершение предыдущего, 23 цикла, также было не вполне обычным и ознаменовалось аномально высокой активностью Солнца. В частности, мощность вспышки на Солнце 28 октября 2003 года была настолько высокой, что точно определить ее так и не удалось (согласно ряду гипотез она могла составлять от Х20 до Х40 в принятой системе показателей активности Солнца). К счастью для Земли и ее обитателей, эта вспышка произошла у лимба Солнца, на самом краю солнечного диска.

Природа аномалий в циклической активности Солнца остается неясной. По некоторым прогнозам, активность светила в наступающем, 24 цикле будет намного более высокой, чем в цикле прежнем.

Впрочем, достоверность подобных прогнозов остается сомнительной, поскольку природа происходящих на Солнце процессов, а также связь их с процессами на Земле еще очень далека от понимания. Тем не менее, уже выявлены многочисленные корреляции процессов в биосфере с космическими - например, с активностью Солнца и даже с фазами Луны..."

[Guest_---_*]

Возвращение в мир аристотеля, или сильный удар по всей современной физике.



"...Строго говоря, предположения об ограниченности Вселенной должны были возникнуть сразу же после появления гипотезы Большого взрыва. Ведь в полном соответствии с принципами Джордано Бруно именно бесконечная Вселенная не может двигаться, содержа в себе все, а раз наша разлетется, то тезис о ее бесконечности становится сомнительным. Конечность следует и из того, что потенцию Большого взрыва довольно трудно представить себе бесконечной. Работа с бесконечностью – удел математиков. А если в физическом уравнении появляется бесконечность, то это значит, что, скорее всего, с уравнением что-то не так. Достаточно вспомнить ультрафиолетовую катастрофу – получившееся у классических теоретиков бесконечно большое испускание лучей абсолютно черным телом, в процессе избавления от которой был совершен переход к квантовой механике. Как бы то ни было, на философское обоснование конечности Вселенной, которую породил Большой взрыв, никто особого внимания не обращал, и многие космологи предлагают считать, что наш мир бесконечен и взрыв случился сразу во всем бесконечном пространстве. При этом то, что мы принимаем за края Вселенной, вовсе не край: переместившись куда-нибудь на Сириус, мы увидели бы какие-то другие звезды, не видные с Земли, а некоторые знакомые нам звезды скрылись бы из нашего поля зрения. Что же касается края Вселенной, то даже если бы он был, мы его увидеть не в состоянии в принципе: из-за того, что скорость света ограничена, проникая взглядом в глубь Вселенной, мы получаем ее развитие во времени, а не в пространстве. Строго говоря, для нас Земля – самый долгоживущий объект Вселенной, а все остальные мы наблюдаем такими, какими они были в тот момент, когда испустили свет. ТО есть объекты, расположенные на видимой границе Вселенной, мы видим вскоре после того, как она образовалась. Те, кто не довольны таким объяснением, утверждают, что, если у Вселенной есть возраст, а исходя из него и скорости расширения, можно посчитать диаметр, то без границы никак не обойтись, но их голоса особого внимания не привлекают.

В 2003 году в ведущих обсерваториях мира начался анализ карты реликтового фона, которую построила для всей небесной сферы насовская обсерватория WMAP (от англоязычного названия "Уилкинсоновский зонд для изучения анизотропии микроволнового фона"). Всем ученым ныне известно, что реликтовый фон не постоянен, у него имеются так называемые флуктуации – в каких-то точках небесной сферы он теплее, в каких-то холоднее. Возникли эти флуктуации в самые ранние моменты существования Вселенной из-за неоднородности в распределении гравитационных полей и вещества. Результаты анализа флуктуаций, предпринятого в Парижской обсерватории под руководством Жана Пьера Люмине, как это часто бывает в настоящей науке, оказались удивительными. "Наблюдаемые флуктуации температуры можно разложить в ряд сферических гармоник точно так же, как звук музыкального инструмента – в обычные гармонки, набор звуковых волн. Относительные амплитуды этих сферических гармоник дают спектр. Он содержит в себе информацию о геометрии пространства и физических условиях в момент возникновения реликтового фона, - рассказывает Жан Пьер Люмине в пресс-релизе, распространенном агентством "АльфаГалилео" 11 февраля 2008 года. – Космическая топология предсказывает, что пространство, чей размер меньше сферы, с которой был излучен реликтовый фон, не может содержать гармоники, больше, чем само пространство. Иначе говоря, спектр гармоник в случае такого конечного пространства должен быть ограничен. Это ограничение мы обнаружили при анализе данных WMAP, полученных в 2003-2006 годах".

Другим сюрпризом оказалось загадочное поведение двух низших, второй и третьей, гармоник, которые дают на небесной сфере соответственно по два и три гребня и впадины, высоты этих гребней и глубины впадин оказались гораздо меньше, чем дает расчет спектра. Вероятность того, что такое снижение этих двух гармоник получилось случайно, невелика – 1:2400. В чем же причина? Обычно в этом месте рассказчики про новый взгляд на Вселенную прибегают к аналогии. Представим себе, что Вселенная конечна и заключена между двух зеркал. Тогда волна из двух гребней отразится в противоположных стенках и наблюдатель увидит много гребней, из которых большинство будут фантомами. То есть из низшей гармоники получится высшая. Если наблюдатель, будучи между зеркалами, не подозревает, что видит фантом, он воспримет все за чистую монету. А если подозревает, то попытается разделить фантомы и реальность. Расчеты, проведенные французскими астрономами, как раз и показали, что лучше всего спектр гармоник реликтового фона удается воспроизвести, если предположить, что Вселенная представляет собой многократно связанный топологический додекаэдр Пуанкаре (рис. 2, 3). Прилагательные в этом словосочетании означают, что додекаэдр не совсем граница Вселенной; в этой форме она замкнута сама на себя и поэтому хоть и конечна, но границы в трехмерном пространстве не имеет. Опять-таки воспользуемся аналогией. Если взять поверхность тора (бублика), то окажется, что живущие на ней двумерные существа будут считать, что их мир безграничен: двигаясь в любом направлении, можно попасть в любую точку такой двумерной Вселенной. А об истинной ее форме они догадаются лишь после того, как какой-нибудь путешественник, отправившись на край света, через некоторое время с удивлением обнаружит, что вернулся в начальную точку. Для нас же трехмерных существ, которые видят тор целиком, ничего удивительного в этом не будет. Аналогичным образом наблюдатель из пространства с большим числом измерений видит трехмерную Вселенную-додекаэдр.

Как бы то ни было, в такой Вселенной мы должны видеть много фантомов. В частности, они должны проявляться и в деталях карты реликтового фона. Если верна гипотеза додекаэдра, на карте должно быть шесть пар пятен, которые отражаются от центров граней. Такие пятна долго не могли найти, ведь это действительно сложно: Земля не стоит на месте, а движется и сама по себе, и вместе с Солнечной системой и Галактикой. В результате искомые пятна вытягиваются в эллипсы, а эффект Доплера искажает температуру реликтового фона. Все это нужно учесть. В конце 2007 года такую работу наконец сумели сделать ученые из французско-польского коллектива во главе с Будевином Рукемой из Торуньского центра астрономии Университета им. Николая Коперника (подробности в статье, размещенной по адресу http://arxiv.org/abs/0801.0006). Они нашли 12 пятен, расположенных в идеальном соответствии с геометрией додекаэдра (рис. 4). Так, помимо надежды на подтверждение гипотезы о конечности Вселенной, они получили еще и ориентацию нашего пространства относительно нашего же додекаэдра.

"В модели додекаэдра должны возникнуть еще и множественные изображения далеких галактик и квазаров, однако их трудно заметить из-за большого расстояния", - говорит Жан Пьер Люмине..."

[Guest_---_*]

Вселенная оказалась фракталом.



"...Традиционно считается, что при увеличении масштаба распределение материи во Вселенной становится непрерывным. Опровержение этого постулата, лежащего в основе большинства космологических теорий, может привезти к пересмотру практически всех существующих моделей Вселенной. Работа ученых принята к печати в журнал Nature Physics.
Фракталом в математике называется множество, обладающее самоподобной структурой. Грубо говоря, оно состоит из кусочков, являющихся уменьшенной копией всего множества. Большинство астрономов признают, что локально Вселенная имеет фрактальную структуру: планетарные системы объединены в галактики, галактики в кластеры, кластеры в суперкластеры и так далее. До настоящего момента считалось, что распределение материи можно считать непрерывным, начиная с объектов размером около 200 миллионов световых лет. Используя данные о более чем 900 тысячах галактик и квазаров, исследователи показали, что непрерывность отсутствует и при масштабе в 300 миллионов световых лет.

Полученные выводы противоречат, в частности, основам теории Большого Взрыва. Согласно этой теории в первые моменты после рождения Вселенной материя была распределена равномерно и непрерывно. Более того, за время, прошедшее с момента Большого Взрыва, под действием гравитации фрактальные структуры вселенского масштаба просто не могли успеть образоваться.

В подтверждение непрерывности первоначального распределения материи приводится распределение реликтового излучения. Реликтовым излучением называется электромагнитное излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Карта распределения этого излучения была составлена в 2003 году. На ней видно, что излучение распределено относительно равномерно. Это означает, что и материя в момент Большого Взрыва была распределена относительно равномерно.

В настоящее время теории фрактальной Вселенной не существует. Как считают исследователи, опираясь на теорию относительности Эйнштейна, такую теорию создать возможно, однако от существующих ее будет отличать крайняя сложность."

[Guest_---_*]

Зрение наcтроили по звёздам.



"...Мриганка Шур и его коллеги из Массачусетского технологического института выяснили, что работу сосудов регулируют отнюдь не нейроны, а астроциты – звездчатые клетки нервной системы.

Они относятся к глиальным элементам – «поддерживающим» клеткам нервной системы, которые обеспечивают изоляцию, питание, деление «стволовых» элементов и рост, а как недавно выяснилось, даже частично берут на себя функции нейронов.

В частности – регулируют активность синапсов, по которым сигнал передаётся от одного нейрона к другому, отвечают за привыкание к морфину и опиатам, и, что немаловажно в «средней полосе», отвыкание от алкоголя.

Как отметил Джеймс Шуммерс, один из соавторов опубликованной в Science работы, астроциты электрически неактивны, поэтому от них просто не ожидали какой-либо быстрой реакции, характерной для нейронов. Двухфотонная микроскопия показала обратное.

Ученые исследовали активность зрительных нейронов в головном мозге хорька. Непосредственным объектом для изучения стали ионы кальция, выполняющие роль универсального переносчика сигналов внутри различных клеток: мышечных, нервных, обычных фибробластов кожи и железистого эпителия. Для этого ученые пометили тысячи клеток зеленым флуоресцирующим индикатором, яркость свечения которого существенно возрастает при увеличении концентрации кальция в клетках. А затем начали наблюдать, но уже через микроскоп.

В отличие от фМРТ, микроскопия отражает известные физические величины

,в данном случае – интенсивность и локализацию флуоресценции. В результате Шуммерс и Шур показали, что в ответ на зрительный стимул астроциты «активируются» не хуже, а главное – не намного медленней нейронов. Если пик концентрации кальция в последних приходился на 3 секунды, то в соседних астроцитах – на 7 секунд после сигнала. Авторы объясняют эту задержку временем, необходимым для выделения нейромедиатора или других ионов из нейронов и связывания их с рецепторами на звездчатых клетках.

Ученые не ограничились однотипным «засвечиванием», а использовали разнообразные зрительные сигналы, вызывающие возбуждение нейронов в разных участках коры. Во всех случаях рядом с серыми клеточками активировались астроциты.

Более того, звездчатые клетки даже превзошли нейроны в способности «подстраиваться» к сигналу, изменяя активность в ответ на стимул.

Поскольку умение регулировать, а иногда даже кардинально изменять реакцию нейронов уже доказано, то Шур не сомневается в том, что астроциты участвуют и в формировании изображения.

Тем более что в головном мозге их гораздо больше, чем самих нейронов – до 50% от общего количества клеток. Их сеть по распространённости не уступает серым клеточкам с такими же многочисленными межклеточными контактами, кроме того – слияниями и объединениями с формированием многоклеточных комплексов. В таком случае им вовсе не нужно электрическое поле для быстрого распространения сигнала – внутри клетки или комплекса с помощью «мессенджеров», один из которых – ионы кальция, информация распространяется не намного медленнее, чем по «нейронным проводам».

Учёным пока не удалось зарегистрировать сигнал активации астроцитов в других областях мозга, то есть неизвестно, передают ли они его по своим сетям независимо от нейронов..."

--------------

Астроциты

— клетки нейроглии. Совокупность астроцитов называется астроглией. Астроциты делятся на фиброзные (волокнистые) и плазматические. Фиброзные астроциты располагаются между телом нейрона и кровеносным сосудом, а плазматические — между нервными волокнами.

Их функции многообразны:

* Опорная и разграничительная функция — поддерживают нейроны и разделяют их своими телами на группы (компартменты). Эту функцию позволяет выполнять наличие плотных пучков микротрубочек в цитоплазме астроцитов.
* Трофическая функция — регулирование состава межклеточной жидкости, запас питательных веществ (гликоген). Астроциты также обеспечивают перемещение веществ от стенки капилляра до цитолеммы нейронов.
* Участие в росте нервной ткани-астроциты способны выделять вещества, распределение которых задает направление роста нейронов в период эмбрионального развития. Рост нейронов возможен как редкое исключение и во взрослом организме в обонятельном эпителии, где нервные клетки обновляются раз в 40 дней.
* Гомеостатическая функция — обратный захват медиаторов и ионов калия.Извлечение глутамата и ионов калия из синаптической щели после передачи сигнала между нейронами.
* Гематоэнцефалический барьер — защита нервной ткани от вредных веществ, способных проникнуть от кровеносной системы. Астроциты служат специфическим «шлюзом» между кровеносным руслом и нервной тканью, не допуская их прямого контакта.
* Модуляция кровотока и диаметра кровеносных сосудов — астроциты способны к генерации кальциевых сигналов в ответ на нейрональную активность. Астроглия участвует в контроле кровотока, регулирует высвобождение некоторых специфических веществ,
* Регуляция активности нейронов- астроглия способна высвобождать нейропередатчики.

В ответ на активацию нейронов астроциты способны выделять вазоактивные вещества(вещества способные расширять либо сокращать кровеносные сосуды) простогландины, оксид азота(NO), циклоксигеназу COX1 и другие. Механизм выделения этих веществ различен.

В течении длительного времени астроциты считались опорными клетками нейронов, обеспечивающими их питание и физическую поддержку. Последние исследования привели к созданию модели трехстороннего синапса (пресинаптический нейрон, астроцит, постсинаптический нейрон). Астроциты способны выделять нейромедиаторы АТФ, ГАБА, Серин и другие. Это позволяет им напрямую учавтвовать в процессе передачи и обработке информации в нервной ткани.

(Wikipedia)

[Guest_---_*]

Загадочная миссия "Феникса".



"...Планета замерзших рек

Американцы считают сенсацией обнаружение следов воды на Марсе. По моему мнению, настоящее научное открытие воды было еще в 1975 году, когда «Викинги» сфотографировали прекрасно сохранившуюся речную сеть с хорошо проявленными речными террасами. Это свидетельствовало об обилии воды и последовательном понижении базиса эрозии, то есть уровня, ниже которого реки не могут углублять свое русло. Нижний базис эрозии рек соответствует низко расположенным равнинам Марса, покрытым мощным слоем красного песка и песчаными дюнами километровой высоты. Видимо, под слоем песка скрываются глубоко промерзшие океаны Красной планеты.

Прекрасная сохранность речных долин указывает, что высохли эти реки совсем недавно, видимо, вследствие наступления резкого похолодания, сходного с ледниковым периодом на Земле. Поэтому обнаружение следов воды не выглядит сенсацией. Воды на Марсе очень много, просто она находится в форме льда. Удивительно другое: получив много лет назад действительно сенсационные данные с «Викингов», американские ученые не уделили им должного внимания. Ведь фотографии и химические анализы – это только первичная информация, которая приобретает значение лишь после ее осмысления. На самом деле уже тогда стало возможным расшифровать геологическую историю Марса и выявить свидетельства поистине трагических событий, произошедших на этой планете совсем недавно.

Американские ученые, как фантасты прошлого века, продолжают называть речные долины «каналами». Они сфотографировали грандиозные многокилометровые оползни на отвесных склонах ущелья Маринер, но словно не поняли, что это – свидетельство оттаивания мощной толщи рыхлых красноцветных песков, сцементированных льдом вечной мерзлоты. Увлеченные поиском «следов воды», американские ученые упустили из виду, что оползни в ущелье Маринер указывают на потепление климата Красной планеты и что этот процесс аналогичен глобальному потеплению Земли, который начался 18 тысяч лет назад с окончанием последнего ледникового периода.

Но если вечная мерзлота оттаивает на двух планетах одновременно, значит, причины потепления климата связаны с усилением излучения Солнца, а не с широко разрекламированными техногенными выбросами углекислоты и «парниковым эффектом».

Красный Марс

Другая настоящая и также не понятая американскими учеными сенсация – магнитность красноцветных песков, возникших за счет выветривания глубинных пород. Наличие оксидов железа предполагалось на Марсе и раньше, но никто не знал, что здесь распространен редкий на Земле минерал маггемит, красная магнитная окись железа (гамма-Fe2O3). И опять американские ученые не дали объяснения этому сенсационному факту, необычность которого в том, что при выветривании горных пород на Земле возникает не маггемит, а немагнитный гидроксид железа – минерал лимонит.

Искусственный маггемит – красную магнитную окись железа, носитель информации на магнитных лентах – получают на заводах, прокаливая гидроксид железа при 1000 градусов Цельсия. Нам удалось найти природный маггемит в больших количествах в Якутии, в зоне воздействия гигантского Попигайского метеоритного кратера, возникшего 35 миллионов лет назад. По нашему мнению, маггемит Якутии возник при ударе астероида. Соответственно, маггемитовые красные пески Марса возникли за счет прокаливания лимонитовых кор выветривания базальтов при ударах астероидов. Эти события оставили множество огромных взрывных кратеров.
Но красноцветные железистые коры выветривания возникают за счет глубинных пород лишь в том случае, если в атмосфере планеты присутствует свободный кислород в сочетании с водой. В свою очередь, кислород в атмосфере любой планеты – четкий индикатор наличия жизни и процесса фотосинтеза.

По нашим подсчетам, для того, чтобы Марс стал красным и базальты его поверхности «проржавели» за многие миллионы лет на глубину одного километра, потребовалось изъять из марсианской атмосферы 5000 триллионов тонн (!) свободного кислорода, что в четыре раза больше количества кислорода, содержащегося сейчас в атмосфере Земли. Такое огромное количество свободного кислорода в атмосфере Марса могла создать только жизнь. Напомню, что зеленый покров Земли создают 1200 триллионов тонн кислорода всего за 3700 лет, что по геологическим понятиям – срок ничтожный.

Как погибла жизнь на Марсе

Можно сказать: если черные базальты планеты с поверхности «проржавели» и превратились в мощные красноцветные коры выветривания, то жизнь на Марсе несомненно была! Она существовала миллиарды лет и явно была связана с фотосинтезом, то есть с растительностью. Иначе Марс не стал бы «Красной планетой». Следы жизни обязательно будут найдены. Вопрос надо ставить иначе: почему эта жизнь исчезла?

Суть нашей гипотезы в том, что спутники Марса Фобос и Деймос («Страх» и «Ужас») вращаются крайне близко к поверхности планеты. Например, Фобос, типичный астероид размером 25 км в длину и 21 км в ширину, находится на кольцевой орбите на расстоянии всего 5920 км от поверхности планеты. Он постепенно тормозится редкой атмосферой Марса и приближается к так называемому пределу Роша – расстоянию, при достижении которого спутник разрушается гравитационно-приливными силами и при наличии следов атмосферы падает на планету. Для Марса предел Роша находится на расстоянии 4900 км от его поверхности. Астрономы полагают, что через 40 миллионов лет Фобос опустится настолько, что тоже развалится на множество обломков и рухнет на Марс.

По нашему мнению, у Марса был третий спутник, который уже прошел через предел Роша и рассыпался на тысячи обломков, возможно, менее миллиона лет назад. О том, что катастрофа на Марсе произошла в геологическом смысле недавно, свидетельствуют свежие формы метеоритных кратеров и хорошо сохранившаяся речная сеть, не засыпанная мощными песчаными бурями, месяцами бушующими на Марсе. Для спутника – убийцы жизни мы предлагаем название Танатос («Смерть»). Танатос был заторможен мощной и богатой кислородом атмосферой Марса, распространявшейся на расстояние до 5000 км от его поверхности.

Обломки Танатоса рухнули на планету, создав многочисленные крупные метеоритные кратеры. Любопытно, что кратеры ориентированы на поверхности Марса, как следы пулеметных очередей: это значит, что на пределе Роша обломки Танатоса сформировали «рои», падавшие последовательно друг за другом. Страшная астероидная бомбардировка прокалила поверхность планеты и превратила немагнитный гидроксид железа в магнитный маггемит. Гидроксид железа часто сопровождается гидроксидом алюминия, который при прокаливании переходит в оксид алюминия, минерал корунд, который по твердости уступает лишь алмазу. Можно предсказать, что на Марсе будет найдена твердейшая горная порода «наждак», состоящая из зерен корунда.

Гравитационное поле Марса заметно слабее, чем у Земли. Поэтому плотная атмосфера Марса была легко сорвана с планеты и выброшена в космос в виде мощных потоков раскаленного газа и плазмы, в которых скорость движения атомов и ионов превосходит третью космическую скорость. Потеря атмосферы привела к резкому похолоданию – наступил ледниковый период, океаны и реки замерзли.

Однако в атмосфере Марса, состоящей на 95% из углекислоты, имеется озоновый слой и содержится 0,1% кислорода. Загадка заключается в том, что этот кислород может быть или реликтовым, или… это следы деятельности растительной жизни типа мхов и лишайников, сохранившейся на дне ущелья Маринер в экваториальной (наиболее теплой) части Марса. Именно сюда надо было бы сажать станцию для поиска марсианской жизни..." (Подчеркнуто СЛ)

[Guest_---_*]

Создан безупречный шар.



"...Как сообщает New Scientist, международная группа ученых разработала и создала эталон килограмма в виде шара кристаллического кремния, выполненного с недостижимой прежде точностью.

Идея создания эталона шара возникла как результат переосмысления принципов создания эталона массы - единственного на сегодняшний день эталона метрической системы мер и весов, определенного не через физические константы, но зафиксированного в виде материального предмета. В ситуации быстрого прогресса средств измерения такой метод определения эталона стал анахронизмом.

Выяснилось, что масса эталона килограмма, зафиксированного в виде гири из платины и иридия еще 120 лет назад и хранящегося в Париже, стала изменяться и уже заметно отличается от массы 40 его собственных копий, имеющихся в разных странах мира. Природа таких изменений, и факторы, их вызывающие, не вполне понятны, однако становится ясно, что эпоха материальных эталонов осталась в прошлом.

Международная группа ученых, объединившаяся в рамках проекта «Авогадро» (Avogadro project), предложила определить килограмм через определенное количество атомов кремния, его составляющих.

Выяснилось, что это – непростая задача. Для решения задачи потребовалось попутно создать сверхточные кремниевые сферы – промежуточный этап на пути создания физически корректного эталона массы.

Для определения массы килограмма через количество атомов, его составляющих, было решено сделать образец из монокристалла чистого моноизотопного кремния (Si-28) с массой, соответствующей массе имеющегося платино-иридиевого эталона, затем определить его пространственный объем, с помощью методов рентгеновской кристаллографии определить расстояние между атомами в кристаллической решетке и, тем самым, его плотность, и вывести из них количество атомов, содержащееся в эталоне.

Для упрощения процедуры измерений решено было сделать эталон в виде сферы.

В создании эталона были задействованы российские ученые – сверхчистый кремний для них был получен путем очистки его в центрифугах, ранее использовавшихся для разделения изотопов урана.

Затем сверхчистый кремний был отправлен в немецкий метрологический институт, в котором из этого кремния был выращен монокристалл. Наконец, он был превращен в сферу недостижимой прежде геометрической точности в австралийском центре сверхточной оптики.

Контроль качества поверхности шара осуществлялся посредством измерения расстояний между 60 тыс. пар точек с помощью оптического интерферометра.

В результате получился эталон массы килограмма, выполненный в виде кремниевого шара диаметром около 93,75 мм.

Качество его поверхности таково, что после увеличения шара до размеров шара земного размер шероховатости его поверхности не превосходил бы 12 – 15 мм (в реальном масштабе они не превышают 0,3 нм), а регулярные отклонения от геометрической сферы не превышали бы 2 – 3 м.

Измерения количества атомов в шаре, выполненные независимо тремя различными группами, позволили бы переопределить эталон массы и установить ошибку измерений.

Однако появится ли в результате новый эталон массы, пока неясно. Скептики утверждают, что, несмотря на очевидные технологические достижения, в данном случае один макрообъект в качестве эталона заменен другим, но суть подхода от этого не изменилась. Предполагается попытаться определить эталон килограмма через электромагнитное взаимодействие..."

[Guest_---_*]

Разработан квантовый протокол, защищающий поисковые запросы.



"...Итальянские и американские исследователи Витторио Джиованнетти (Vittorio Giovannetti), Сет Ллойд (Seth Lloyd) и Лоренцо Макконе (Lorenzo Maccone) предложили схему поиска в классической базе данных, обеспечивающую ее защиту от утечки лишней информации, а пользователя - от разглашения сведений о его поисковых запросах. Новый протокол под названием Quantum private queries (QPQ) описан в статье, опубликованной в Physical Review Letters.

Проблема защиты запросов пользователей баз данных стоит достаточно давно. Ее тривиальное решение заключается в предоставлении пользователю всей информации базы. Однако такой способ ставит под угрозу уже самого владельца базы данных, который может пострадать от утечки информации, не относящейся к запросу.

Найти эффективный метод защиты обеих сторон сложно, и ранее эта проблема не была решена в полной мере. Более того, с распространением технологий интернет-поиска она только усугубилась, проявившись, например, в нескольких громких скандалах, связанных с требованием силовых структур раскрывать поисковые запросы интернет-пользователей.

Новый квантовый протокол позволяет извлекать информацию из БД, не раскрывая запроса администратору базы; при этом информация, получаемая в одном запросе, ограничена по объему и не зависит от размера всей базы.

Основная идея, лежащая в основе протокола, такова: администратор возвращает не только ответ на запрос, но и сам оригинал запроса, не сохраняя у себя его копии, поскольку существует запрет квантового клонирования.

Запросы пользователя представляют собой квантовые состояния. Они посылаются администратору в произвольном порядке; в дополнение к запросам той или другой записи в базе данных, пользователь может обратиться с просьбой предоставить обе записи. Запрос при этом имеет вид квантовой суперпозиции разных запросов, его изменение является индикатором нарушения конфиденциальности. Ответ на этот запрос даст возможность узнать, был ли он прочитан администратором, который не имеет возможности отличить обычный запрос от проверочного..."

[Guest_---_*]

ДНК скрутили в тройную спираль.





"...Создана первая целиком искусственная ДНК, в которой привычные всем нуклеотиды заменены на не существовавшие прежде соединения. Их цепочки способны объединяться не только в двойную, но и в тройную спираль. Правда, что с ней делать, учёные пока не придумали.

Красота и мощь природного генетического аппарата, скрытые в двуцепочечной спирали ДНК, уже давно вдохновляли ученых на эксперименты по созданию искусственных молекул по образу и подобию материальной основы наследственности. Такие попытки осуществлялись уже не раз, так как простор для действия ученых довольно широк.

Во-первых, рукотворные изменения могут затронуть только так называемую скелетную часть ДНК, состоящую из молекул моносахарида дезоксирибозы, соединенных фосфодиэфирными мостиками. Такие синтетические эксперименты учёные уже проводили, что привело к созданию так называемых пептидных нуклеиновых кислот (ПНК), трео-фуранозильных нуклеиновых кислот (ТНК) и некоторых других аналогов. Однако эти изменения не затрагивают главных составных частей, из которых создана ДНК, азотистых оснований – аденина, цитозина, тимина, урацила и гуанина, так как целью подобных трансформаций было создание молекул, пригодных для применения в живых организмах – в исследованиях или для лечения генетических аномалий.

Другой стратегией создания искусственных ДНК является замена природных азотистых оснований на синтетические или добавление новых оснований, также способных вступать во взаимодействие по принципу комплементарности..."