Синестезия — нейрологическое явление, при котором стимуляция одного сенсорного пути автоматически вызывает ощущения или восприятие в другом сенсорном канале. Люди с хромо-музыкальной синестезией буквально "видят" музыку в виде цветных узоров, причем с удивительной последовательностью.
Исследования с МРТ показывают, что мозг синестетов физически отличается от мозга людей без синестезии — у синестетов на 23% больше нервных связей между областями, отвечающими за разные сенсорные функции. То, что большинство считает метафорой ("яркий звук", "сладкий голос"), они воспринимают буквально.
Интересно, что среди художников и музыкантов синестезия встречается в семь раз чаще. Скрябин, Римский-Корсаков, Кандинский и Набоков были синестетами, возможно, именно это нейрологическое "переплетение" чувств питало их творчество.
Синестезия — нейрологическое явление, при котором стимуляция одного сенсорного пути автоматически вызывает ощущения или восприятие в другом сенсорном канале. Люди с хромо-музыкальной синестезией буквально "видят" музыку в виде цветных узоров, причем с удивительной последовательностью.
Исследования с МРТ показывают, что мозг синестетов физически отличается от мозга людей без синестезии — у синестетов на 23% больше нервных связей между областями, отвечающими за разные сенсорные функции. То, что большинство считает метафорой ("яркий звук", "сладкий голос"), они воспринимают буквально.
Интересно, что среди художников и музыкантов синестезия встречается в семь раз чаще. Скрябин, Римский-Корсаков, Кандинский и Набоков были синестетами, возможно, именно это нейрологическое "переплетение" чувств питало их творчество.
В состоянии бодрствования наш мозг работает как очень мощный компьютер с подключенными датчиками и сенсорами, которые позволяют осуществлять постоянную сверку внутренней модели мироустройства с потоком внешних сигналов.
Все, что мы видим, слышим и ощущаем, проходит перекрестную проверку на согласованность. И благодаря этой непрерывной сверке данных формируется стабильная и логичная картина реальности.
Но во время сна все меняется. Инструменты для сверки практически полностью отключаются, и мозг, освобожденный от необходимости сопоставлять знания об устройстве реальности с поступающей извне информацией, запускает режим "свободной сборки".
Он начинает генерировать образы, сюжеты и эмоции, комбинируя обрывки воспоминаний, страхов и желаний. Во время фазы быстрого сна (REM), когда мы видим наиболее яркие и запоминающиеся сновидения, активность префронтальной коры мозга, отвечающей за критическое мышление, резко снижается. Именно поэтому во сне мы не удивляемся возможности летать, ездить верхом на розовом пони и разговаривать с людьми, давно покинувшими мир живых.
Момент пробуждения — первый шаг очередной верификации. Мозг проводит быстрый аудит, сравнивая воспоминания о сне с новой порцией данных от органов чувств. Яркий солнечный свет, звук будильника, ощущение теплой постели — все это моментально обличает несостоятельность ночных галлюцинаций (а сны — это именно галлюцинации).
Так и происходит разграничение: то, что подтверждается органами чувств, — реальность; то, что остается лишь отрывочным воспоминанием, рассыпающимся, как песочный замок, через несколько часов после пробуждения, — сон.
Интересно, что эта система порой дает сбой. Во время резкого пробуждения или в состоянии сонного паралича мозгу не всегда удается оперативно сверить внутреннюю модель мироустройства с потоком внешних сигналов. Это ненадолго создает иллюзию отсутствия границы между вымыслом и явью. Поэтому визуальные, слуховые и тактильные галлюцинации, вызываемые сонным параличом, могут быть крайне пугающими и едва ли отличимыми от реальности.
Перед вами изображение поверхности Титана, крупнейшего спутника Сатурна, которое было получено 14 января 2005 года с высоты около 70 километров спускаемым аппаратом Европейского космического агентства (ESA) "Гюйгенс".
В тот момент человечество впервые в истории пыталось осуществить посадку на поверхность небесного тела во внешней Солнечной системе.
"Гюйгенс" был доставлен в систему Сатурна на борту зонда NASA "Кассини", преодолев более миллиарда километров, чтобы затем погрузиться в таинственную атмосферу Титана — настолько плотную и насыщенную органическими соединениями, что она полностью скрывала поверхность сатурнианского спутника от телескопических наблюдений с Земли. Спуск на парашютах сквозь эту густую оранжевую дымку занял 2 часа 27 минут и 50 секунд, прежде чем аппарат достиг поверхности в регионе, позднее названном "Ксанаду" — в честь райского места, описанного в поэме Сэмюэля Тейлора Кольриджа "Кубла-хан".
Атмосфера Титана преподнесла ученым немало загадок. В верхних слоях (около 500 километров над поверхностью) "Гюйгенс" зафиксировал неожиданно высокие температуры — от -10 до -20 градусов Цельсия. Это поразительно тепло для мира, расположенного в десять раз дальше от Солнца, чем Земля. Одна из выдвинутых гипотез предполагает, что такой относительный "комфорт" обеспечивается гравитационным влиянием Сатурна, вызывающим приливный нагрев. Однако детали этого механизма пока остаются без объяснений.
По мере снижения температура начала резко падать. На высоте 44 километра термометры "Гюйгенса" показали уже -203 градуса. Однако к моменту посадки окружающая среда оказалась "прогретой" до -180 градусов. Этот температурный разброс остается одной из главных загадок Титана.
Но не только температурные аномалии удивили ученых. Планируя миссию, специалисты ожидали некоторую ветровую активность, но реальность превзошла все прогнозы. На высоте 120 километров "Гюйгенс" попал в мощный воздушный поток, движущийся со скоростью 430 километров в час. Из-за этого аппарат был отброшен на несколько километров на восток от изначально запланированного места посадки.
После успешной посадки "Гюйгенс" проработал 90 минут, передав первые в истории изображения поверхности Титана крупным планом, подробные данные о составе атмосферы и обнаружил свидетельства эрозионных процессов. Анализ собранных данных показал, что поверхность в районе "Ксанаду" состоит из водяного льда и углеводородных соединений, напоминая по консистенции влажный песок или глину.
Эти открытия, вкупе с данными орбитального аппарата "Кассини", позволили создать комплексную картину Титана — мира, удивительно похожего на древнюю Землю, но с принципиально иной химией. Кроме того, собранные данные активно используются при планировании миссии NASA Dragonfly, в рамках которой в 2028 году на Титан будет отправлен восьмироторный дрон.
Юпитерианский Ио — первый спутник, открытый за пределами системы Земля-Луна. Это произошло 8 января 1610 года благодаря усилиям Галилео Галилея, итальянского астронома, математика, физика и механика. Это событие сделало огромный вклад в подкрепление гелиоцентрической системы мира, согласно которой, Солнце является центральным небесным телом Солнечной системы.
Вопреки распространенному мнению, "темная сторона" Луны получает столько же солнечного света, сколько и видимая с Земли сторона. Правильнее называть ее "обратной" стороной, поскольку она всегда обращена от Земли из-за синхронного вращения Луны.
Первые снимки обратной стороны Луны были получены советской автоматической станцией "Луна-3" в 1959 году. Ученых поразило фундаментальное различие между полушариями: обратная сторона имеет гораздо больше кратеров и почти лишена темных "морей", характерных для видимой стороны.
Это асимметричное распределение объясняется разной толщиной лунной коры — на обратной стороне она примерно в два раза толще, что препятствовало излиянию древних лавовых потоков, формировавших лунные моря.
Перед вами (ниже) снимок марсианского неба над северо-западным краем кратера Гейла, полученный ровером NASA Curiosity вскоре после захода Солнца 2 мая 2021 года.
В этот момент марсоходу удалось запечатлеть удивительное зрелище — серебристые облака, парящие высоко в марсианской мезосфере, почти на границе с космосом.
Эти завораживающие облачные формации во многом похожи на земные серебристые облака, которые периодически можно наблюдать в верхних слоях атмосферы нашей планеты. Однако у марсианских облаков есть свои особенности.
Наблюдения с помощью нескольких орбитальных аппаратов NASA и Европейского космического агентства (ESA) помогли установить, что марсианские серебристые облака состоят преимущественно из кристаллов замерзшего углекислого газа (сухого льда) с небольшим содержанием водяного льда. Такой состав отличает их от земных серебристых облаков, которые формируются из кристаллов водяного льда.
Примечательно, что марсианские серебристые облака формируются с гораздо меньшей географической избирательностью, чем их аналоги на нашей планете. Если земные серебристые облака обычно наблюдаются преимущественно в полярных широтах, то на Марсе подобные атмосферные образования можно увидеть практически в любом регионе планеты.
Однако на Марсе облака формируются намного реже, чем на Земле, что объясняется чрезвычайной разреженностью атмосферы Красной планеты. Поэтому каждое наблюдение подобных явлений имеет большое значение для исследователей.
Изучая марсианские облака, ученые получают ценные сведения о климате, атмосферной циркуляции и водном цикле планеты. Эти знания критически важны не только для реконструкции климатической истории Марса, но и для оценки потенциальной возможности существования жизни в прошлом или даже настоящем. Кроме того, понимание атмосферных процессов играет ключевую роль при проектировании будущих роботизированных — и, возможно, когда-нибудь пилотируемых — миссий на Марс.
Перед вами улучшенное изображение 396-километрового Мимаса, ледяного спутника Сатурна. Снимок был получен в январе 2005 года космическим аппаратом NASA "Кассини", который в момент наблюдения находился на расстоянии 215 273 километра от спутника.
Огромное ударное образование чуть ниже центра наблюдаемой стороны спутника представляет собой 139-километровый кратер Гершель и его центральный пик высотой около шести километров. Если бы на Земле существовал кратер такого же масштаба (по относительным размерам), то его диаметр превышал бы 4 000 километров (почти средняя протяженность России с севера на юг или Австралии с запада на восток).
Примечательно, что Мимас — самый маленький из известных астрономических объектов, собственная гравитация которого обеспечила ему приблизительно сферическую форму.
Биолюминесцентный планктон, в частности динофлагелляты вида Ночесветка (лат. Noctiluca scintillans), создает одно из самых впечатляющих природных световых шоу на планете, заставляя океанские волны светиться голубым цветом ночью.
Это свечение – не просто красивое зрелище, а сложный защитный механизм. Когда хищник пытается съесть планктон, вспышка света привлекает более крупных хищников, которые могут атаковать первоначального агрессора.
Люминесценция производится благодаря химической реакции между белком люциферином и ферментом люциферазой в присутствии кислорода. При механическом воздействии ионы кальция запускают эту реакцию, что объясняет, почему планктон светится при движении волн или проплывающей лодки.
Интенсивность свечения служит индикатором здоровья морской экосистемы. Исследования показывают, что чрезмерное использование удобрений и изменение климата влияют на численность и биолюминесцентные способности планктона, делая это явление своеобразным биоиндикатором состояния океана.
История астрономии знает немало интригующих загадок, и одна из них связана с орбитальным движением Меркурия, привлекшим пристальное внимание ученых XIX века.
Расчеты показывали, что перигелий орбиты Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбиты) смещается на 526,7 угловых секунды за столетие из-за гравитационного влияния других планет. Однако наблюдаемое смещение было чуть больше предсказанного ньютоновской механикой (примерно 570 угловых секунд). Эта небольшая разница, всего около 43 угловых секунд за столетие, не могла быть объяснена в рамках классической физики. Такое несоответствие породило гипотезу о существовании неизвестной планеты между Солнцем и Меркурием, получившей название Вулкан.
Фантазия о планете Вулкан
Астрономы того времени разделились на два лагеря. Большинство считало, что аномалию в движении Меркурия можно объяснить только гравитационным влиянием дополнительной планеты, наблюдать которую напрямую мешают чрезмерная яркость Солнца и ограниченные возможности телескопов. Однако некоторые ученые проявили научную смелость, предположив, что дело не в скрытой планете, а в неполноте наших знаний физических законов Вселенной.
Спор разрешился с появлением общей теории относительности Эйнштейна, которая смогла точно описать орбитальное движение Меркурия без привлечения гипотетических планет. Это стало триумфом научного метода и важным уроком: иногда нужно пересматривать базовые представления, а не прибегать к "заплаткам" в виде новых небесных тел.
Современные исследования
Но что же сегодня мы знаем о пространстве между Солнцем и Меркурием? Современные исследования показывают, что там находится около 200 астероидов, пересекающих орбиту ближайшей к светилу планеты. При этом они настолько малы, что не влияют на статус Меркурия как полноценной планеты — для этого потребовалось бы наличие объектов сопоставимой массы, как в случае с Плутоном.
Особый интерес представляют гипотетические вулканоиды — астероиды, которые могли бы стабильно вращаться между Меркурием и Солнцем. Космический аппарат NASA "Мессенджер" и обсерватория NASA STEREO участвовали в масштабных поисках таких объектов, но безрезультатно.
Ученые пришли к выводу, что если вулканоиды и существуют, то их размер не превышает шести километров, а количество не достигает и десяти штук.
Таким образом, современная наука может уверенно утверждать: между Солнцем и Меркурием нет никакой планеты. Эта история показывает, как развитие теоретической физики и технологий помогает нам лучше понимать устройство Солнечной системы и Вселенной в целом.
Сегодня сутки на Земле, смена которых обеспечивается оборотом планеты вокруг своей оси, длятся 24 часа (23 часа 56 минут и 4 секунды, если быть точнее). Но так было не всегда. В ходе уникальных исследований ученые выяснили: в далеком прошлом продолжительность суток на нашей планете была короче современных почти на четверть.
Роль удивительных хранителей времени досталась... кораллам. При росте эти морские животные формируют известковый скелет, в котором образуются тончайшие годовые кольца, похожие на кольца деревьев. Но самое интересное, что в скелете кораллов образуются не только годовые, но и суточные кольца роста. В современных кораллах за год образуется 365 суточных колец, но когда ученые исследовали ископаемые кораллы возрастом около 400 миллионов лет, они обнаружили нечто поразительное — за один годовой цикл формировалось в среднем 390 суточных колец! Это открытие стало первым прямым доказательством того, что в древности сутки на Земле были короче. Но кораллы оказались не единственными свидетелями изменения скорости вращения нашей планеты.
Лунный дирижер времени
Ключевую роль в истории земных суток сыграла Луна. Гравитационное притяжение нашего спутника вызывает приливы и отливы на Земле. Это постоянное движение водных масс создает приливное трение, которое постепенно замедляет вращение планеты. В результате такого взаимодействия Луна получает дополнительный импульс и медленно удаляется от Земли примерно на 3,8 сантиметра в год.
И именно благодаря этому древнему танцу Земли и Луны ученые получили еще одно удивительное свидетельство изменения продолжительности земных суток. На дне древних морей* сохранились уникальные слоистые отложения. Ритмичное чередование приливов и отливов создавало в осадочных породах последовательные слои — своеобразные отметки времени в каменной летописи Земли. Изучая количество приливных слоев в годовых отложениях и зная законы небесной механики, ученые смогли определить, как менялась продолжительность суток на разных этапах истории нашей планеты.
*Речь идет о морях, существовавших на Земле сотни миллионов лет назад, когда материки имели совсем другие очертания, а в водах только начинала зарождаться сложная жизнь.
Молекулярные часы в горных породах
В 2019 году ученые обнаружили, что приливные силы вызывают тончайшие изменения в структуре некоторых минералов. Эти едва уловимые перестройки на молекулярном уровне сохраняются в кристаллах как своеобразные "отпечатки времени", которые можно расшифровать с помощью современных технологий. Такой метод не только подтвердил результаты предыдущих исследований, но и позволил получить более точные данные о продолжительности суток в различные геологические эпохи.
Благодаря этим разнообразным методам исследований ученые установили, что:
1,4 миллиарда лет назад земные сутки длились всего около 18 часов;
620 миллионов лет назад сутки длились примерно 21,9 часа;
400 миллионов лет назад сутки длились около 22,7 часа;
70 миллионов лет назад, во времена динозавров, продолжительность суток составляла уже примерно 23,5 часа.
Взгляд в прошлое и будущее
Анализ изменений продолжительности суток позволил ученым не только реконструировать историю Земли, но и лучше понять множество важных процессов: от эволюции климата до формирования магнитного поля. Эти исследования показывают, насколько тесно связаны все компоненты нашей планеты — от движения небесных тел до микроскопических изменений в кристаллах минералов.
Более того, даже сейчас, в наши дни, процесс замедления вращения Земли продолжается. Каждое столетие продолжительность суток увеличивается примерно на 1,8 миллисекунды. И хотя это изменение настолько мало, что мы его не замечаем в повседневной жизни, сверхточные атомные часы способны уловить этот неумолимый ритм трансформации нашей планеты.
Земля — это динамическая система, находящаяся в постоянном развитии. Каждое мгновение в недрах планеты, в океанах и атмосфере происходят сложнейшие процессы, меняющие облик нашего мира. И чем глубже мы погружаемся в изучение прошлого Земли, тем яснее осознаем, насколько удивителен и хрупок этот голубой шар, который мы называем своим домом.
На расстоянии около 17 000 световых лет от нас, в созвездии Орла, раскинулась величественная туманность W 51 — одна из самых впечатляющих звездных "фабрик" нашей Галактики. Этот космический исполин, заснятый телескопом NASA "Спитцер" в инфракрасных лучах, сияет в 20 миллионов раз ярче нашего Солнца!
Поражает истинный масштаб этого объекта — 350 световых лет в поперечнике. Не будь космической пыли, заслоняющей его от наших глаз, туманность занимала бы на небе область размером с полную Луну. В этой космической колыбели прямо сейчас рождаются новые звезды, продолжая вечный цикл жизни Вселенной.
На дне западной части Тихого океана, к юго-востоку от Марианских островов, находится впадина глубиной почти 11 километров. Это Марианский желоб — самое глубокое место на Земле. Если погрузить туда Эверест, то над вершиной останется еще более двух километров воды.
Давление на дне такое, что любая подводная лодка схлопнется, как консервная банка под прессом: металл согнется, швы разойдутся, вода ворвется внутрь за секунды.
Но как появилась эта бездна? Почему именно здесь, а не в Атлантике или Индийском океане?
Столкновение гигантов
Земная кора не монолитная структура. Она состоит из гигантских плит, которые плавают на раскаленной мантии, как куски льда на воде. В ходе неторопливого движения плиты время от времени сталкиваются, расходятся, налезают друг на друга. Там, где они встречаются лоб в лоб — вырастают горы. Там, где расходятся — появляются океаны. А там, где одна плита подныривает под другую — образуются глубоководные желоба.
Марианский желоб — результат именно такого процесса. Тяжелая Тихоокеанская плита столкнулась с более легкой Филиппинской и начала уходить под нее вглубь планеты. Этот механизм геологи называют субдукцией.
Почему одна плита ныряет?
Тихоокеанская плита — древняя. Ей около 170-180 миллионов лет. За это время она остыла, уплотнилась, стала тяжелой. Филиппинская плита намного моложе — ей около 40-50 миллионов лет. Она легче, теплее, более плавучая.
Когда эти две плиты встретились — старая, тяжелая Тихоокеанская плита не смогла удержаться на поверхности и начала погружаться под молодую Филиппинскую. Там, где плита изгибается, образовался Марианский желоб, глубина которого, между прочим, непрерывно увеличивается на 3-4 сантиметра в год.
Примечательно, что при этом сама плита погрузилась уже на сотни километров. Там, в раскаленной мантии, она постепенно плавится, перерабатывается и становится частью земных недр. Это один из механизмов непрерывного самообновления коры нашей планеты.
Побочные эффекты
Сильное трение, сопровождающее погружение одной плиты под другую, порождает мощнейшие землетрясения. По этой причине Марианская зона — одна из самых сейсмически активных на планете.
А еще погружающаяся плита захватывает с собой океанскую воду через трещины. Вода попадает в раскаленную мантию и химически изменяет окружающие породы, которые начинают плавиться при более низкой температуре*.
*Когда вода попадает в мантию под огромным давлением, она встраивается в кристаллическую решетку минералов. Это меняет их химический состав — породы становятся гидратированными (насыщенными водой). Такие породы плавятся при более низкой температуре, чем сухие.
Так образуется магма, которая поднимается, а после прорывается на поверхность в виде вулканов.
Именно поэтому рядом с желобом — цепочка Марианских островов, имеющих вулканическое происхождение. Каждый остров — это верхушка подводного вулкана, представляющего собой побочный продукт формирования Марианского желоба.
За красивым названием "Восточная изумрудная элизия" (лат. Elysia chlorotica) скрывается морской слизень, обитающий у восточного побережья Северной Америки. Это создание выглядит скорее как плоский лист, чем как моллюск. А его необычный цвет является результатом одного из самых удивительных биологических "ограблений" в природе.
Elysia chlorotica питается нитчатыми желто-зелеными водорослями Vaucheria litorea. Но в отличие от обычных травоядных, слизень не просто переваривает пищу — он "ворует" у нее органеллы, отвечающие за фотосинтез. Хлоропласты из клеток водоросли встраиваются в клетки пищеварительной системы слизня и продолжают полноценно работать там месяцами.
Как работает биологическая кража
Хлоропласты не могут функционировать самостоятельно — им нужны сигналы от ядра клетки растения, которое содержит критически важные гены. Но эволюция вручила слизню решение этой проблемы: моллюск ворует не только хлоропласты, но и часть генетического кода водоросли.
Для успешного встраивания генов водоросли в геном Elysia chlorotica используется горизонтальный перенос генов. Это явление, когда генетический материал передается между организмами не через размножение, а напрямую — редкость для многоклеточных животных, но обычное дело для бактерий.
Благодаря этим украденным генам слизень начинает производить белки, необходимые для обеспечения работы хлоропластов. То есть животное научилось управлять растительной органеллой столь же качественно, как родительское растение.
Когда молодой слизень впервые съедает водоросль и "заражается" хлоропластами, он может обходиться без пищи до 10 месяцев — при условии доступа к солнечному свету. Хлоропласты используют энергию света для преобразования углекислого газа и воды в органические вещества, которые и идут на корм слизню.
Важно понимать, что это не симбиоз, когда два организма мирно сосуществуют на взаимовыгодных условиях. Это клептопластия — буквально "кража пластов" (в данном случае хлоропластов). Водоросль погибает, но ее органеллы продолжают какое-то время выполнять свои функции в теле нового хозяина.
Elysia chlorotica ставит под сомнение четкое разделение между животными и растениями. Да, перед нами, определенно, животное с пищеварительной и нервной системами, способное свободно передвигаться. Но при этом оно фотосинтезирует как растение и располагает растительными генами в своем геноме.
Эволюция — гораздо более творческая и гибкая штука, чем принято считать.
Перед вами последний портрет Сатурна и его величественной системы колец, сделанный космическим аппаратом NASA "Кассини" 13 сентября 2017 года. Через 48 часов зонд рухнул в туманную атмосферу газового гиганта, где распался на крошечные частицы, став частью планеты.
"Кассини" был первым — и пока остается последним — искусственным спутником Сатурна, проработав на орбите с 1 июля 2004 года и до момента ликвидации, которая была вынужденной мерой во избежание загрязнения потенциально обитаемых спутников.
Наследие "Кассини" еще десятилетиями будет использоваться в исследованиях, расширяющих наши знания о Сатурне, его сложных кольцах и многочисленных спутниках. "Кассини" — одна из самых важных и потрясающих миссий в истории изучения космического пространства.
Ученые из лаборатории синтетической биологии MIT создали растения, которые светятся в темноте без электричества. Они внедрили гены биолюминесцентных грибов в обычные комнатные растения, заставив их производить фермент люциферазу — тот же, что создает свечение светлячков.
Растения излучают мягкий зеленый свет, достаточный для чтения в темноте. В отличие от предыдущих попыток создания светящихся растений, новая технология не требует внешних химических веществ — все необходимое растение синтезирует само из углекислого газа и воды.
Исследователи работают над увеличением яркости свечения и созданием различных цветов. Потенциальное применение включает не только декоративное освещение, но и "живые фонари" для аварийного освещения в зданиях и создание растений-биосенсоров, светящихся при обнаружении загрязнителей.
В 1963 году, когда черные дыры считались лишь математической абстракцией, 29-летний математик из Новой Зеландии Рой Патрик Керр совершил прорыв, который поразил научное сообщество. Он нашел точное решение уравнений Эйнштейна для вращающейся черной дыры, решив задачу, над которой безуспешно бились лучшие умы физики почти полвека.
Седовласые ученые были ошеломлены элегантностью его решения. Они проверяли и перепроверяли расчеты молодого математика, но не могли найти в них ошибки.
Выводы, следующие из этих расчетов, казались фантастикой.
Вихрь пространства-времени
Керр доказал математически, что при коллапсе массивной вращающейся звезды возникает структура, принципиально отличная от статической черной дыры. Вместо точечной сингулярности в центре образуется сингулярность в форме кольца.
Вращение черной дыры закручивает само пространство-время вокруг себя, как гигантский космический водоворот. Вблизи такого объекта ничто не может оставаться неподвижным – сама ткань реальности увлекается в это вращение.
Но самым удивительным оказалось то, что кольцеобразная сингулярность теоретически может быть... тоннелем в другую вселенную.
Портал между мирами?
По расчетам Керра, если гипотетический космический путешественник сумеет пролететь через центр этого кольца на достаточно высокой скорости, то он сможет избежать разрушительного воздействия чудовищных приливных сил.
И вместо неминуемой гибели, ожидающей в центре обычной черной дыры, смельчак мог бы вынырнуть где-то в совершенно другой области космоса – или даже в другой вселенной.
Как к таким выводам отнеслись коллеги Керра? Они были, мягко говоря, раздражены. Ученые годами "потрошили" решения новозеландского гения, надеясь найти ошибки и избавиться от того, что не укладывалось в их головах. Однако последующие проверки лишь подтверждали математическую безупречность модели.
От теории к реальности
Сегодня мы знаем, что черные дыры действительно существуют. Астрономы изучают их по косвенным признакам: аккреционные диски (те самые "кольца", которые описывал Керр), интенсивное излучение от падающей материи, гравитационные волны от их слияний и влияние на орбитальное поведение и даже форму близлежащих звезд.
В 2019 году проект Event Horizon Telescope получил первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики M 87, а годом позже ученые получили Нобелевскую премию за исследования этих загадочных объектов.
Но вопрос "работают" ли черные дыры как порталы в другие вселенные, остается открытым. Математика допускает такую возможность, но проверить теорию экспериментально пока невозможно.
Космический тоннель, ведущий в один конец
Даже если Керр был прав, путешествие через черную дыру было бы предприятием с крайне низкими шансами на успех. Представьте: вы разгоняетесь почти до скорости света, пересекаете горизонт событий, где пространство и время искажаются до неузнаваемости, выдерживаете колоссальные приливные силы, способные растянуть ваше тело в атомную нить и... если вам каким-то чудом удастся пролететь через кольцеобразную сингулярность, то где вы окажетесь? В другой части нашей Вселенной? В параллельном мире с иными физическими законами? Куда бы вы ни попали, это будет путешествие в один конец.
Современная квантовая механика предполагает, что реальные черные дыры могут быть даже сложнее, чем предсказывает модель Керра. Квантовые эффекты, вероятно, трансформируют сингулярность во что-то еще более экзотическое.
Так что пока путешествия через черные дыры остаются уделом научной фантастики, но эта идея является научно обоснованной! Так что, возможно, через миллионы лет наши очень далекие потомки не только смогут "обуздать" черные дыры, но и составят целую карту мироздания, зная, куда какой "тоннель Керра" ведет.
Бамбук — один из чемпионов растительного мира по скорости роста. Некоторые виды способны вытягиваться более чем на метр за сутки! Это почти четыре сантиметра в час — такой рост можно наблюдать буквально в реальном времени.
Сегодня подтвержденные рекорды принадлежат видам Phyllostachys bambusoides (мадаке) и Phyllostachys edulis (мосо), прирост которых может достигать 120 сантиметров за 24 часа. Средний же показатель для большинства видов бамбука составляет от 30 до 60 сантиметров в сутки в фазе активного роста.
Для сравнения: обычное дерево за год в среднем вырастает на 30-50 сантиметров. Бамбук перешагивает этот показатель за день.
Чем обусловлена суперспособность, которой природа наделила бамбук?
Главный секрет скорости
У большинства растений зона роста находится только на кончике побега — в верхушечной меристеме. Бамбук же устроен иначе: каждый его узел (то место, где стебель разделен перегородкой) содержит собственную меристему — участок активно делящихся клеток.
Молодой побег бамбука имеет десятки таких узлов, и когда он оказывается в благоприятных условиях, то все меристемы начинают работать одновременно. То есть каждый сегмент побега удлиняется параллельно с остальными.
Другими словами, бамбук растет не из одной точки, а сразу из десятков.
Готовая структура
Еще одна особенность, дающая бамбуку преимущество в росте, заключается в том, что побег выходит из земли уже полностью сформированным — со всеми узлами и сегментами. Ему не нужно создавать новую структуру, так как она была заложена еще в корневище. Поэтому побегу остается лишь увеличиваться в размере.
Большинству других растений, ростки которых вырываются на поверхность, приходится тратить время и энергию на постепенное формирование стебля и листьев. Бамбук же делает это заранее, находясь еще под землей, а на поверхности лишь разворачивает готовое. Процесс можно сравнить с растягиванием мехов гармони.
Кроме того, стебель бамбука внутри полый. Следовательно, растению не нужно тратить время и ресурсы на заполнение сердцевины плотной древесиной, как это делают деревья.
Несмотря на внутреннюю "пустоту", конструкция с перегородками-узлами обеспечивает бамбуку впечатляющую прочность, поэтому в некоторых регионах Земли его активно используют в качестве строительного материала.
Заботливая корневая система
Есть и еще один важный момент: бамбук — это трава, а не дерево. Его корневище (ризома) представляет собой сложную разветвленную подземную сеть, которая терпеливо накапливает питательные вещества и воду. Когда же приходит время роста, корневая система щедро снабжает побеги всем необходимым.
А вот деревья так не умеют. Их корни работают "в реальном времени", добывая ресурсы и сразу распределяя их между кроной, стволом и новыми ветвями.
В этом плане корневая система бамбука напоминает аккумулятор: она месяцами запасает все необходимое, а затем "разряжает" накопленное в ходе одного мощного рывка роста.
Конская Голова — относительно небольшая туманность в созвездии Ориона, протяженностью около семи световых лет. Она находится на расстоянии примерно 1 375 световых лет от Солнечной системы. Столь темная природа туманности обусловлена чрезвычайно высокой концентрацией межзвездной пыли, которая блокирует свет от звезд, находящихся позади Конской Головы.
Яркие желтые пятна, разбросанные по "голове", представляют собой формирующиеся маломассивные звезды. Их нестабильное и даже агрессивное поведение приводит к постепенному разрушению туманности.
Изображение поста было создано на основе данных, полученных 1 февраля 2000 года с помощью телескопа KUEYEN, который входит в состав Очень Большого Телескопа (VLT), находящегося под управлением Европейской южной обсерватории (ESO).
Перед вами цветное изображение Венеры, полученное 5 июля 2007 года космическим аппаратом NASA MESSENGER, который был запущен 3 августа 2004 года для изучения Меркурия.
Поскольку Венера находится между орбитами Земли и Солнца, мы всегда видим ее на небе на относительно небольшом расстоянии от светила. Когда Венера находится по одну сторону от Солнца, то планета как бы следует за ним и становится более заметной во время заката на Земле. Однако каждые 584 дня Венера появляется по другую сторону от Солнца, и когда это происходит, то планета восходит утром до рассвета.
Древние греки и египтяне не знали этих астрономических деталей, поэтому они рассматривали Венеру как два разных небесных тела — утреннее и вечернее. Венеру, появляющуюся до восхода Солнца, греки называли Фосфором (др.-греч. Φωσφόρος — "несущий свет"), а Венеру, красующуюся на небосводе после захода Солнца, они называли Геспером (др.-греч. Ἕσπερος — "вечерний, западный").
Примечательно, что древние римляне знали, что перед ними один объект, но, переняв многое из греческой культуры, они не упустили возможность позаимствовать и отдельные определения для утренней и вечерней Венеры: Люцифер (лат. Lucifer — "светоносный") и Веспер (лат. Vesper — "вечерний") соответственно.
Два года назад космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" поставил астрономов в тупик. В ранней Вселенной былиобнаружены галактики, которые, казалось, не могли существовать — они выглядели слишком большими и зрелыми для своего возраста. Теперь эта загадка получила неожиданное решение, которое может изменить наше понимание формирования первых черных дыр.
Эти необычные объекты (аномально зрелые галактики), получившие название "Маленькие Красные Точки" (Little Red Dots, LRDs), существовали, когда Вселенной было "всего" 600 миллионов лет. Изначально их параметры не укладывались в существующие модели эволюции галактик — для формирования таких массивных структур нужно было существенно больше времени.
Масс-медиа, подхватив эту информацию и исказив ее до неузнаваемости, стали причиной появления бесчисленного множества антинаучных публикаций о том, что наблюдения "Джеймса Уэбба" якобы доказали, что никакого Большого взрыва не было, а если и был, то произошел значительно раньше.
Но все это, разумеется, не соответствовало действительности, иразгадка природы"невозможных галактик" крылась в их центрах.
Тайна "Маленьких Красных Точек"
В сердцах этих древних объектов были обнаружены гигантские черные дыры, масса которых составляет около 10% от массы всей системы. Для сравнения: в современных галактиках, включая наш Млечный Путь, на сверхмассивные черные дыры в среднем приходится около 0,01% от массы галактики. Присутствие таких массивных объектов в столь ранний период существования Вселенной стало убедительным доказательством теории прямого коллапса.
Согласно этой теории, первые сверхмассивные черные дыры появились не в процессе гибели массивных звезд с последующим набором массы, а были рождены в ходе прямого коллапса гигантских облаков газа. В условиях ранней Вселенной эти облака могли коллапсировать целиком, минуя стадию формирования звезд, что приводило к появлению черных дыр массой в десятки или даже сотни тысяч солнечных масс.
Наблюдения "Джеймса Уэбба" показывают, что около 70%* "Маленьких Красных Точек" демонстрируют признаки присутствия таких черных дыр — в их центральных областях наблюдается вращение газа со скоростью около 1 000 километров в секунду.
*Речь именно о подтвержденных сверхмассивных черных дырах. По факту же нет никаких сомнений в том, что все LRDs наделены этими гигантскими "гравитационными монстрами".
Анатомия "Маленьких Красных Точек"
По сути, каждая "Маленькая Красная Точка" - это:
Огромная черная дыра, на массу которой приходится около 10% от массы всей системы;
Примечательно, что "Маленькие Красные Точки" существовали только в определенный период ранней Вселенной, а затем... исчезли, что делает их еще более интригующими для изучения.
"Маленькие Красные Точки" представляли собой особый класс объектов — своего рода "эмбрионы" будущих галактик, где главную роль играли именно сверхмассивные черные дыры.
Большинство "Маленьких Красных Точек" эволюционировали в современные галактики, но те, что "исчезли", на самом деле превратились в системы со спящими сверхмассивными черными дырами. Другими словами, за миллиарды лет черные дыры "сожрали" все вокруг и из-за дефицита материи "заснули". Это, так сказать, бракованные протогалактики, которые мы не можем наблюдать ни в оптическом, ни в инфракрасном диапазонах.
Открытие, сделанное на основе новых наблюдений "Джеймса Уэбба", проливает свет на происхождение первых сверхмассивных черных дыр и помогает лучше понять процессы формирования галактик в молодой Вселенной.
Комментарии