Итальянский исследователь Филиппо Бионди заявил об открытии, которое способно полностью изменить представления о древнем Египте: под песками плато Гиза, по всей видимости, скрывается второй Сфинкс. О своих выводах он рассказал в четверг в ходе выступления на подкасте Matt Beall Limitless.
Отправной точкой для исследования послужила так называемая "Стела Сна" – каменный монумент, установленный между передними лапами Большого Сфинкса. На барельефах гранитной стены, датируемой более чем тремя тысячелетиями назад, отчётливо прослеживаются изображения двух сфинксов, а не одного.
Бионди и его команда допускают, что это не просто художественный символизм, а свидетельство существования реального второго монумента.
Для поиска скрытой структуры исследователи применили спутниковую радарную технологию, способную улавливать незначительные вибрации в грунте. Результаты сканирования указывают на наличие масштабного объекта, погребённого под холмом из спрессованного песка.
Мы фиксируем точную геометрическую корреляцию, стопроцентную корреляцию в этой симметрии. Мы достаточно уверены в объявлении этого – наш уровень уверенности составляет около 80%.
Определить предполагаемое местонахождение второй структуры команде помогла геометрия самого плато. Проведя линию от центра пирамиды Хафра до существующего Сфинкса, исследователи получили опорную точку. Затем они отразили это направление относительно центра Великой пирамиды – и ось указала на противоположную сторону плато, где и были зафиксированы аномалии.
По словам исследователя, холм над предполагаемым объектом достигает в высоту около 33 метров, тогда как известный Сфинкс располагается в неглубокой впадине ниже уровня поверхности плато.
Данные первичного сканирования фиксируют вертикальные шахты и проходы, которые разительно напоминают те, что были обнаружены под уже известным Сфинксом.
Между первым и вторым существует невероятная симметрия.
Открытие пока не получило независимого подтверждения и требует дальнейшего изучения, однако уже привлекло широкое внимание научного сообщества и любителей древней истории по всему миру.
Про второго Сфинкса учёные говорят уже несколько лет, они даже считают, что у него будет лицо женщины, и называют его "Мать страха". Но подтверждений этой информации нет, а к раскопкам никто не приступал. Теперь дело может сдвинуться с мёртвой точки.
Египетские археологи обнаружили древний храм круглой формы в Северном Синае, который предположительно был посвящен местному божеству Пелузию. Первоначально исследователи ошибочно приняли находку за здание сената, управлявшего античным городом Пелузий, однако дальнейшие раскопки полностью изменили понимание назначения сооружения.
Полностью раскопанное здание представляет собой круглый бассейн диаметром около 35 метров с квадратным постаментом в центре. Вокруг расположены различные каналы и резервуары для воды. Археологические слои указывают на то, что объект использовался со II века до нашей эры по VI век нашей эры. После обширных консультаций с внешними экспертами команда археологов пришла к выводу, что это не правительственное здание, а храм, предположительно посвященный местному божеству Пелузию.
"Продолжающиеся раскопки и сравнительные исследования полностью изменили наше понимание", – отметил Хишам Хусейн, глава Центрального департамента морских древностей и Синая Египта. "Теперь мы знаем, что это была священная водная установка, использовавшаяся в религиозных ритуалах, а не политическое сооружение". Министерство туризма и древностей Египта назвало уникальный дизайн храма "исключительным воплощением цивилизованного взаимодействия между Египтом и древним миром".
Пелузий, расположенный на восточном берегу Нила, был центром культурного обмена задолго до первого персидского завоевания Египта в 525 году до нашей эры. Город находился под властью греческой монархии, а в 30 году до нашей эры стал частью Римской империи. Храм имел прямые каналы, ведущие к Нилу, что указывает на символическую связь между рекой и Пелузием. Само имя божества происходит от древнегреческих слов "грязь" или "ил".
Некоторые исследователи выразили осторожность относительно выводов проекта. Египтолог Стив Харви отметил, что Пелузий в целом остается "неясной фигурой", основанной на писаниях греко-римского философа Плутарха о древнеегипетских богах. Однако если дальнейшие исследования подтвердят назначение этого культового сооружения римской эпохи, это станет "потрясающим примером присутствия храма божества, ранее засвидетельствованного только в классических источниках".
Космос не перестаёт удивлять – среди двойных сверхновых, загадочных синих вспышек и прочих необъяснимых явлений появился новый феномен – природный "космический лазер" из ранней Вселенной.
Исследователи с помощью радиотелескопа MeerKAT зафиксировали исключительно яркий пучок микроволнового излучения, который удалось отследить до столкновения галактик с обозначением H-ATLAS J142935.3–002836. Система находится на расстоянии более 8 миллиардов световых лет от Земли, и в обычных условиях обнаружить её было бы практически невозможно.
Подобные природные источники сфокусированного излучения называются мазерами – по аналогии с лазерами, но в микроволновом диапазоне. Они возникают в результате галактических столкновений, когда экстремальное давление сжимает газ из обеих галактик.
В этих условиях мельчайшие пылевые частицы, содержащие ионы гидроксила – молекулы из водорода и кислорода, начинают излучать пучок света под воздействием радиоволн от таких объектов, как чёрные дыры. Мазеры наблюдались и прежде, однако встречаются крайне редко – они работают на длинах волн около 18 сантиметров, что значительно превышает оптический диапазон.
Открытие состоялось благодаря удачному стечению обстоятельств. Когда команда направила MeerKAT на нужный участок неба, оказалось, что совершенно не связанная с источником галактика расположена прямо между ним и Землёй.
Эта галактика сыграла роль гравитационной линзы, искривив пространство-время своей массой и дополнительно усилив сигнал – по принципу капли воды на оконном стекле. Именно это случайное выравнивание позволило сигналу достичь детекторов телескопа.
Тато Маманела, ведущий автор исследования и постдокторант Университета Претории, заявил:
Эта система поистине исключительна. Мы наблюдаем радиоэквивалент лазера на полпути через Вселенную.
Сигнал настолько яркий, что потребовал введения новой категории. Если ранее наиболее мощные источники такого типа назывались мегамазерами, то новый объект оказался настолько яркий, что исследователи предложили термин "гигамазер".
Это примерно в 100 000 раз ярче светимости звезды, но в далёкой галактике, сконцентрированное в очень, очень узкой части электромагнитного спектра.
При этом наблюдаемый свет показывает систему такой, какой она была, когда возраст Вселенной составлял менее половины нынешнего.
Мазеры, как правило, связаны с наиболее бурными и пылевыми галактическими слияниями, что делает их потенциально ценными маркерами для изучения космической эволюции. Команда намерена продолжать поиск похожих объектов.
Тихоходки – крошечные, обаятельные и практически неуязвимые существа. Они выживают в открытом космосе, выдерживают экстремальные температуры, радиацию, обезвоживание и голод. Однако даже у этих микроскопических "суперменов" нашлось слабое место – марсианский грунт. Точнее, его лабораторная имитация.
В рамках исследования, опубликованного в журнале International Journal of Astrobiology, учёные поместили тихоходок в воссозданный в лабораторных условиях марсианский реголит – рыхлые минеральные отложения, покрывающие коренную породу планеты. Результаты эксперимента оказались неоднозначными и преподнесли несколько сюрпризов.
Кориен Бейкерманс, ведущий автор исследования и микробиолог из Университета штата Пенсильвания, пояснила:
Мы много знаем о поведении бактерий и грибков в симулированном реголите, но очень мало – о том, как он влияет на животных, даже микроскопических, вроде тихоходок.
Главной целью эксперимента была оценка влияния марсианского грунта на планетарную защиту – практику предотвращения загрязнения внеземных тел земными организмами и наоборот. Исследователи хотели понять, совместим ли марсианский грунт с ростом растений, а также выяснить, содержит ли реголит "естественные повреждающие факторы", способные защитить планету от земных загрязнителей.
Тихоходки идеально подошли на роль подопытных. Эти микроскопические животные уже доказали свою способность выживать в открытом космосе, на дне океана и в условиях, губительных для подавляющего большинства других организмов.
Для эксперимента учёные создали два типа марсианского реголита на основе образцов, собранных марсоходом Curiosity при исследовании месторождения Рокнест в кратере Гейла:
Первый образец, MGS-1, воспроизводил "глобальный" состав марсианской поверхности
Второй, OUCM-1, был разработан с особым вниманием к химическому составу и минеральной структуре грунта
Исследователи изучали тихоходок как в активном, так и в спящем состоянии. В спящем режиме тихоходки сильно обезвожены – именно это состояние позволяет им переживать вакуум космоса и глубины океана. Активные же тихоходки "энергично ползают или плавают".
Команда смешала активных тихоходок с каждым из образцов реголита и наблюдала за уровнем активности на протяжении нескольких дней. Образец MGS-1 резко снижал активность тихоходок – часть из них полностью прекращала движение уже ко второму дню.
В образце OUCM-1 ситуация была заметно лучше – тихоходки оставались "достаточно энергичными на всех этапах наблюдения". В обоих случаях на телах тихоходок – живых и мёртвых – обнаружились минеральные частицы вблизи ротовых отверстий.
Мы были несколько удивлены тем, насколько разрушительным оказался MGS-1. Мы предположили, что в симуляторе грунта может содержаться что-то конкретное, что можно смыть.
Гипотеза подтвердилась. Когда исследователи промыли MGS-1 обычной водой, тихоходки, помещённые в обработанную смесь, демонстрировали заметно большую активность на протяжении нескольких дней и смогли выжить. По словам Бейкерманс, результат оказался неожиданным, но указывает на присутствие в реголите веществ, крайне губительных для земных организмов.
Впрочем, у эксперимента есть оговорки. С одной стороны, обнадёживает, что простое промывание реголита водой может устранить вредоносные вещества. С другой – если человечество доберётся до Марса, вода станет дефицитным ресурсом вне зависимости от необходимости промывать грунт.
Кроме того, эксперимент проводился с искусственным реголитом в земных условиях – ни одна тихоходка пока не ступала на поверхность Марса (по крайней мере, насколько известно науке). Дальнейшие исследования с учётом различий в давлении и температуре могут значительно повлиять на выводы о выживаемости.
Наконец, тихоходки – увлекательный модельный организм, но они не дают полной картины рисков загрязнения Марса. Результаты в условиях, приближённых к марсианским, не обязательно отражают поведение других организмов – включая выносливых экстремофильных микробов.
Тем не менее результаты дают ценное понимание того, как "каждый отдельный элемент может оказаться как препятствием, так и вкладом в общее понимание планетарной защиты", как выразилась Бейкерманс. А ещё это лишнее подтверждение того, что тихоходки – одни из самых живучих существ, когда-либо существовавших на Земле.
Наша галактика Млечный Путь содержит более 400 миллиардов звезд, вращающихся вокруг общего центра со скоростью около 828 000 километров в час. Возраст этого космического гиганта долгое время оставался загадкой для ученых.
Лишь недавно, благодаря новейшим методам астрономических исследований, удалось пролить свет на древнюю историю нашего общего галактического дома.
Звездные часы
Определение возраста Млечного Пути - задача не из легких. В отличие от деревьев, у галактик нет годовых колец. Однако у астрономов есть свои методы "космической археологии".
Один из ключевых подходов — изучение старейших звезд Галактики. Звезды — это своего рода машины времени. Анализируя их химический состав и движение, мы можем заглянуть в далекое прошлое Млечного Пути.
Космический детектив
В 2019 году международная команда ученых совершила прорыв в определении возраста нашей Галактики. Ключом к разгадке стало изучение звезд в галактическом гало — сферической области, окружающей спиральный диск Млечного Пути.
Исследователи использовали данные космического телескопа Европейского космического агентства (ESA) Gaia, который с беспрецедентной точностью измеряет положения, расстояния и движения миллиардов звезд.
"[Космический телескоп] Gaia позволил нам создать трехмерную карту движения звезд в нашей Галактике", — объясняет Ханс-Вальтер Рикс из Института астрономии Макса Планка.
Особое внимание ученые уделили звездам, насыщенным тяжелыми элементами, такими как барий.
"Наличие этих элементов указывает на то, что звезды сформировались из материала, обогащенного в результате слияния нейтронных звезд, — говорит Рикс. — Такие слияния происходят редко и требуют значительного времени, поэтому эти звезды служат своеобразными "маркерами времени" в истории Галактики".
Древнее столкновение
Анализ данных привел ученых к удивительному открытию. Около десяти миллиардов лет назад Млечный Путь пережил масштабное столкновение с другой галактикой, получившей название Гайя-Энцелад. Это событие стало ключевым в формировании современной структуры нашей галактики.
"Это столкновение было последним крупным событием слияния в истории Млечного Пути, — отмечает Амина Хельми, ведущий автор исследования из Университета Гронингена. — Оно определило основную структуру галактического гало и дало нам точку отсчета для определения возраста Галактики".
Вердикт космоса
Определение точного возраста Млечного Пути потребовало комбинации нескольких методов и данных. Ученые использовали не только информацию о движении, распределении и поведении звезд, полученную телескопом Gaia, но и данные спектроскопии, позволяющие определить химический состав звезд (а значит и их возраст).
"Мы анализировали содержание различных элементов в старейших звездах Галактики, — объясняет Маартен Брукс, астрофизик из Свободного университета Амстердама. — Чем меньше в звезде тяжелых элементов, тем она старше. Это позволило нам определить возраст самых древних звездных популяций".
Кроме того, исследователи изучали шаровые звездные скопления - плотные группы старых звезд, которые считаются одними из древнейших структур в Галактике. Возраст этих скоплений можно определить по характеристикам входящих в них звезд.
Объединив все эти данные и методы, ученые пришли к выводу, что возраст Млечного Пути составляет примерно 13,6 миллиарда лет. Это делает нашу Галактику почти ровесницей Вселенной, возраст которой оценивается в 13,8 миллиарда лет.
"Млечный Путь — одна из первых галактик, сформировавшихся во Вселенной, — подчеркивает Ханс-Вальтер Рикс. — Это дает нам уникальную возможность изучать раннюю историю космоса".
Уточнение возраста Млечного Пути продолжается. Новые телескопы, такие как космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб", и усовершенствованные методы анализа данных обещают еще более точные оценки в будущем. Но уже сейчас ясно одно: каждый раз, глядя на ночное небо, вы видите результат космической истории, длиной в миллиарды лет.
Учёные из Германии обнаружили трио бактерий, способных переваривать распространённую пластиковую добавку – но только работая сообща.
Исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Microbiology, показало, что "консорциум" бактериальных штаммов (два вида из рода Pseudomonas и один из рода Microbacterium) способен расщеплять фталатные эфиры (ФЭ) – вещества, которые часто используются для придания пластику гибкости.
Эти химикаты всё активнее попадают в окружающую среду по мере роста пластикового загрязнения, и исследования показывают, что они вредны как для людей, так и для дикой природы.
Исследователи нашли нужные микробы буквально у себя под носом – в биоплёнке, образовавшейся на полиуретановых трубках биореактора в их собственной лаборатории.
Образец поместили в питательную среду с фталатным эфиром диэтилфталатом (ДЭФ) в качестве основного источника углерода и энергии.
В итоге удалось получить стабильную культуру бактерий, способную расщеплять ДЭФ при концентрации до 888 миллиграммов на литр. Консорциум поглощал весь ДЭФ за 24 часа при температуре 30 градусов Цельсия. Бактерии также оказались способны расти на диметилфталате, дипропилфталате и дибутилфталате.
Секвенирование ДНК показало, что по отдельности бактерии не справляются с фталатными эфирами – расщепление происходит только через кооперативный процесс, известный как перекрёстное питание.
Учёные считают, что такой консорциум может стать новым инструментом борьбы с загрязнением – от очистки заражённых территорий до ускорения разложения пластика, содержащего фталатные эфиры.
Геологи выявили ранее неизвестный материал, который спонтанно образовался во время первого испытания атомной бомбы в 1945 году.
Открытие проливает свет на то, как экстремальные условия ядерного взрыва способны порождать вещества, не встречающиеся ни в природе, ни в лабораториях.
Первое в истории испытание атомной бомбы состоялось 16 июля 1945 года в пустыне штата Нью-Мексико. Тест "Тринити", проведённый в рамках Манхэттенского проекта, представлял собой подрыв плутониевого заряда мощностью около 25 килотонн в тротиловом эквиваленте.
Геолог Лука Бинди из Флорентийского университета входит в группу, опубликовавшую исследование, согласно которому в результате взрыва спонтанно сформировался совершенно новый материал. Ранее это вещество никогда не наблюдалось ни в природных условиях, ни в ходе лабораторных экспериментов.
После взрыва на месте испытания осталась стеклообразная масса, состоящая из расплавленного песка и испарившихся проводов датчиков. Учёные того времени назвали её "тринититом" – в честь самого теста. Десятилетиями этот материал изучали, но его секреты оказались далеко не исчерпаны.
Недавно исследователи обнаружили внутри богатой медью металлической капли, вкраплённой в тринитит, совершенно новое вещество – так называемый "клатрат".
Клатраты отличаются характерной "клеточной" структурой из 12–14-гранных форм, способных захватывать внутри себя другие атомы и молекулы, включая кремний, кальций, медь и железо. Именно эта особенность придаёт клатратам уникальные свойства.
Как рассказал Бинди изданию Scientific American, находка не имеет аналогов:
Это совершенно новый тип клатратного кристалла. Нечто, никогда прежде не встречавшееся ни в природе, ни среди продуктов ядерного взрыва.
Авторы исследования также отметили более широкое значение открытия:
Эта работа показывает, как редкие высокоэнергетические события – ядерные взрывы, удары молний и гиперскоростные столкновения – выступают в роли природных лабораторий, производящих неожиданную кристаллическую материю.
По сути, экстремальные условия создают среду, в которой атомы выстраиваются в конфигурации, недостижимые при обычных температурах и давлениях.
Пока непонятно, имеет ли данный материал полезное применение.
«Если рассматривать Punctum в контексте, он поразительно ярок».
NGC 4945 — спиральная галактика, видимая с ребра, всего в 11 миллионах световых лет от нас в созвездии Центавра(Изображение предоставлено ESO)
Необычайно мощный загадочный объект, обнаруженный в соседней галактике и видимый пока только в миллиметровом радиодиапазоне, может оказаться совершенно новым астрофизическим объектом, непохожим ни на что, виденное астрономами ранее.
Объект был назван «Punctum», производным от латинского pūnctum , означающего «точка» или«точка», группой астрономов под руководством Елены Шабловинской из Института астрофизических исследований Университета Диего Порталеса в Чили. Шабловинская обнаружила его с помощью ALMA , Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы.
Астрономы пока не знают, что это такое — известно лишь, что это компактное тело, у него удивительно структурированное магнитное поле и, по сути, это объект, излучающий огромное количество энергии.
«Если рассматривать это в контексте, Punctum поразительно яркий — в 10 000–100 000 раз ярче типичных магнетаров, примерно в 100 раз ярче микроквазаров и в 10–100 раз ярче почти каждой известной сверхновой , и только Крабовидная туманность превосходит его среди связанных со звездами источников в нашей галактике », — сказала Шабловинская.
Пунктум находится в активной галактике NGC 4945, довольно близком соседе нашей галактики Млечный Путь , расположенной в 11 миллионах световых лет от нас. Это чуть за пределами Местной группы. Однако, несмотря на такую близость, его невозможно увидеть в оптическом или рентгеновском диапазоне, а только в миллиметровом радиодиапазоне. Это только усугубило загадку, хотя космическому телескопу имени Джеймса Уэбба (JWST) ещё предстоит изучить объект в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах.
Изображение яркого ядра NGC 4945, полученное с помощью телескопа ALMA, и врезка: компактный загадочный объект под названием Пунктум.(Изображение предоставлено: Елена Шабловинская и др.)
Что может быть Punctum?
Его яркость оставалась неизменной в течение нескольких наблюдений, проведённых в 2023 году, что означает, что это не вспышка или какое-либо другое преходящее явление. Миллиметровое излучение обычно исходит от холодных объектов, таких как молодые протопланетные диски и межзвёздные молекулярные облака. Однако высокоэнергетические явления, такие как квазары и пульсары, также могут генерировать радиоволны посредством синхротронного излучения, при котором заряженные частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, описываются спиралью вокруг линий магнитного поля и излучают радиоволны.
Что мы знаем о Пунктуме, так это то, что, судя по силе поляризации его миллиметрового света, он должен обладать высокоструктурированным магнитным полем. Поэтому Шабловинская полагает, что наблюдаемое нами у Пунктума излучение — это синхротронное. Объекты с сильной поляризацией, как правило, компактны, поскольку более крупные объекты обладают хаотичными магнитными полями, которые нейтрализуют любую поляризацию.
Возможно, источником синхротронного излучения является магнетар , полагают учёные, который представляет собой пульсар с сильным магнитным полем . Однако, хотя упорядоченное магнитное поле магнетара отвечает всем требованиям, магнетары (и обычные пульсары, если уж на то пошло) гораздо слабее в миллиметровом диапазоне длин волн, чем Пунктум.
Остатки сверхновой , такие как Крабовидная туманность, представляющая собой беспорядочные внутренности звезды, выброшенные в космос в 1054 году нашей эры, ярко светят в миллиметровом диапазоне. Проблема в том, что остатки сверхновой довольно велики — сама Крабовидная туманность имеет диаметр около 11 световых лет, — тогда как Пунктум, очевидно, гораздо меньше и компактнее.
Крабовидная туманность, полученная космическим телескопом имени Джеймса Уэбба(Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech)
«На данный момент Punctum действительно стоит особняком — он не вписывается ни в одну из известных категорий», — сказала Шабловинская. «И, честно говоря, ничего подобного не наблюдалось ни в одном из предыдущих миллиметровых обзоров, в основном потому, что до недавнего времени у нас не было ничего столь же чувствительного и высокоточного, как ALMA».
Существует оговорка, что Punctum может быть просто аномалией: экстремальной версией известного объекта, например, магнетара в необычной среде или остатка сверхновой, взаимодействующего с плотным веществом. Однако пока это лишь предположения, не подкреплённые доказательствами. Вполне возможно, что Punctum действительно является первым представителем нового типа астрофизических объектов, которые мы раньше не видели, просто потому, что их может обнаружить только телескоп ALMA.
В случае с Пунктумом, он в 100 раз слабее активного ядра NGC 4945, которое заряжается энергией от сверхмассивной чёрной дыры, питающейся падающим веществом. Пунктум, вероятно, вообще не был бы замечен в данных ALMA, если бы не его исключительно сильная поляризация.
Дальнейшие наблюдения с помощью ALMA, безусловно, помогут пролить свет на тип объекта Punctum. Наблюдения, которые открыли Punctum, были сосредоточены на ярком активном ядре NGC 4945; Punctum оказался в поле зрения лишь случайно. В будущих наблюдениях Punctum с помощью ALMA можно будет добиться гораздо более низкого уровня шума, не беспокоясь о пересвечении яркого ядра галактики, и его также можно будет наблюдать на разных частотах.
Наибольшую помощь потенциально может оказать JWST. Если он сможет увидеть инфракрасный аналог, то его более высокое разрешение может помочь определить, что такое Punctum.
«Высокое разрешение и широкий спектральный диапазон JWST могут помочь выяснить, является ли излучение Punctum чисто синхротронным или включает в себя пылевые или эмиссионные линии», — сказала Шабловинская.
На данный момент это сплошные «если» и «но», и все, что мы можем сказать наверняка, это то, что астрономы столкнулись с настоящей загадкой, которая до сих пор сбивает их с толку.
«В любом случае, — заключила Шабловинская, — Punctum показывает нам, что в миллиметровом небе ещё многое предстоит открыть».
Статья, описывающая открытие Punctum, была принята в журнал Astronomy & Astrophysics, а предварительная версия доступна на сайте astro.ph .
Квантовые физики из Австралийского национального университета (ANU) впервые наблюдали квантовую запутанность в движении атомов гелия – явление, при котором частицы с массой одновременно находятся в двух разных точках пространства.
Доктор Шон Ходжман из Исследовательской школы физики ANU говорит:
Нам действительно странно думать, что Вселенная работает именно так. Можно прочитать об этом в учебнике, но осознавать, что частица может находиться в двух местах одновременно, по-настоящему странно.
Эксперимент стал серьёзным шагом вперёд по сравнению с аналогичными опытами, проводившимися ранее с фотонами – частицами света. Принципиальное отличие в том, что атомы гелия обладают массой и подвержены гравитации, что делает демонстрацию квантовых эффектов значительно сложнее.
Чтобы понять суть эксперимента, нужно начать с основ. В квантовой механике частицы ведут себя совершенно не так, как привычные объекты. Мяч не может лежать одновременно на столе и на полу – но атом, в теории, может. Более того, два атома способны "запутаться" – связаться друг с другом так, что измерение одного мгновенно определяет состояние другого, независимо от расстояния между ними.
Эйнштейн называл это "жутким дальнодействием" и сомневался, что природа действительно так устроена. Десятилетиями учёные доказывали реальность запутанности на фотонах – частицах света без массы. Но продемонстрировать то же самое на атомах, которые обладают массой и подчиняются гравитации – задача совершенно другого уровня (технически, фотоны тоже подвержены влиянию гравитации – но ее эффекту на пространство-время).
Именно это удалось сделать команде ANU. Учёные охладили атомы гелия-4 почти до абсолютного нуля, создав так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна – состояние, в котором тысячи атомов ведут себя как единое квантовое целое. Затем с помощью лазерных импульсов конденсат расщепили на несколько облаков, двигающихся с разными скоростями. Когда эти облака сталкивались, пары атомов разлетались в противоположных направлениях, оставаясь при этом квантово связанными – запутанными.
Представить это можно как бильярдный удар в микромире. Два шара разлетаются от точки столкновения, но в квантовом варианте каждый из них "не решил", куда именно полетел, пока кто-то не посмотрит. И как только один атом обнаруживается в определённом месте, его партнёр мгновенно оказывается в противоположном – вне зависимости от расстояния.
Чтобы доказать, что эта связь подлинно квантовая, а не объясняется какими-то скрытыми классическими причинами, учёные построили специальный интерферометр – прибор, в котором пути запутанных атомов пересекаются и создают интерференционную картину.
Если атомы ведут себя классически, картина будет одной. Если квантово – совершенно другой. Результаты однозначно указали на квантовое поведение.
Ключевым критерием стало так называемое неравенство Белла – математический тест, разработанный ещё в 1960-х годах для проверки реальности квантовой запутанности. Если результаты эксперимента нарушают это неравенство, значит, происходящее невозможно объяснить обычной физикой.
Команда ANU зафиксировала нарушение на уровне 3,9 стандартных отклонения – убедительный результат, подтверждающий, что атомы действительно демонстрируют нелокальное поведение. Проще говоря, связь между запутанными атомами реальна, мгновенна и не передаётся никаким известным сигналом.
Этот результат подтверждает предсказания более чем столетней давности о том, что материя может находиться в двух местах одновременно и интерферировать сама с собой даже в этих местах.
Практическое значение эксперимента выходит за рамки фундаментальной физики. Демонстрация квантовой запутанности на частицах с массой открывает путь к исследованию одного из главных нерешённых вопросов современной науки.
Квантовая механика блестяще описывает мир атомов и элементарных частиц. Общая теория относительности столь же точно описывает гравитацию и устройство Вселенной в целом.
Однако две эти теории до сих пор не удалось объединить в одну непротиворечивую картину – так называемую "Теорию всего". Эксперименты, в которых квантовые эффекты наблюдаются на частицах, подверженных гравитации, это именно тот мостик, который может помочь связать два мира физики воедино.
Нейробиологи из Северо-Западного университета США провели эксперимент, который подтверждает давнюю догадку – сон действительно может помочь найти решение проблемы. Исследователи разработали методику "инженерии сновидений", позволяющую направлять содержание снов в нужное русло.
В эксперименте приняли участие 20 человек с опытом осознанных сновидений. Добровольцам предложили решить ряд сложных головоломок с трёхминутным лимитом времени, после чего участники отправились спать под наблюдением учёных. Каждую головоломку связали со звуковым сигналом, и многие задачи остались нерешёнными перед сном.
Когда добровольцы входили в фазу быстрого сна, исследователи воспроизводили сигналы от половины нерешённых головоломок, выбранных случайным образом. Участникам заранее дали инструкцию – при звуке сигнала попытаться решить соответствующую задачу во сне. Некоторые даже сообщали о своей осведомлённости о сигнале прямо во время осознанного сна, используя заранее оговорённые телесные знаки.
Результаты оказались впечатляющими. Три четверти участников видели сны, связанные с нерешёнными головоломками, а 12 человек сообщили о снах, конкретно связанных со звуками, воспроизведёнными ночью. Когда люди включали головоломку в свои сновидения, они решали её после пробуждения с вероятностью 42% против 17% для задач, не попавших в сны. Среди 12 участников с большим количеством направленных снов показатель решения головоломок, реактивированных во время сна, составил 40% против 20% для остальных задач.
Интересно, что хотя участники исследования редко находили решения непосредственно в своих снах, само включение аспектов головоломки в сновидение повышало вероятность её решения следующим утром.
Команда нейробиолога Кена Паллера уже несколько лет занимается расширением границ исследований сновидений. Предыдущие эксперименты показали, что людей можно научить осознанным снам даже с помощью обычного мобильного приложения. Ещё более впечатляющим достижением стала возможность общаться со спящими людьми через внешние сенсорные сигналы – обычно звуки или запахи. Эти сигналы намеренно связывают с воспоминаниями о словах или концепциях, которые требуется закрепить во время сна, особенно в фазе быстрого сна, связанной со сновидениями и консолидацией памяти. Процесс называется целенаправленной реактивацией памяти.
Одна из проблем, которую решает новая методика – сложность доказательства причинно-следственной связи между снами и решением проблем. Обычно люди видят сны о задачах, которые уже давно их занимают – они думали о них в бодрствующем состоянии, при засыпании и обрабатывали бессознательно во время медленной фазы сна ещё до того, как увидели сон с озарением. Все эти этапы обработки информации затрудняют определение конкретного вклада именно сновидений в фазе быстрого сна для креативного решения задач.
Филип Герман, профессор клинической психологии Пенсильванского университета, не участвовавший в исследовании, подчёркивает важность осторожности в выводах.
Результаты указывают на связь между быстрым сном и креативным решением задач, но далеки от окончательных выводов. Одна из проблем – неизвестно, применимы ли результаты, полученные с участием людей с осознанными снами, к остальным.
Несмотря на ограничения, ученые настроены оптимистично относительно использования комбинации целенаправленной реактивации памяти и интерактивных сновидений для раскрытия тайн наших снов. В следующем проекте они планируют изучить, почему люди иногда реагируют на сигналы во время сна, а иногда нет.
Комментарии