Современные марсоходы по-прежнему сильно зависят от операторов на Земле, а задержка сигнала между планетами, составляющая от трех до 22 минут, превращает даже простые действия в чрезвычайно медленный процесс.
Чтобы спланировать научные операции, ровер должен осмотреться по сторонам и отправить данные на Землю, где их проанализируют специалисты. После этого роверу передается набор команд, после каждого шага выполнения которых он должен вновь отправлять отчет, чтобы операторы убедились в правильности его действий и в том, что ему ничего не угрожает. Поэтому марсоходы преодолевают за день всего несколько метров, а не сотни метров, как позволяют их технические возможности.
Решить эту проблему способен четвероногий робот ANYmal, созданный швейцарской компанией ANYbotics и прошедший испытания на полигонах, имитирующих условия работы на южном полюсе Луны и на Красной планете.
Одно из главных преимуществ ANYmal — полуавтономная работа. В испытаниях он самостоятельно перемещался к заранее выбранным целям, разворачивал приборы, проводил измерения и передавал данные исследователям, продолжая при этом выполнять другие задачи. ANYmal ускорил выполнение всех научных задач в 3-4 раза. При этом речь идет не просто о быстром перемещении, включая карабканье по горным уступам, но и об эффективном распознавании горных пород, важных для астробиологии и геологических исследований, как на марсианских, так и на лунных аналогах местности.
Исследователи отмечают, что ANYmal — перспективное решение не только для исследования Луны и Марса, но и для более сложных и далеких миров вроде юпитерианской Европы или сатурнианских Титана и Энцелада, где высокая автономность уже не просто преимущество, а критическая необходимость.
Туманность Розетка — область активного звездообразования в созвездии Единорога, где гигантские облака водорода и пыли под действием гравитации сжимаются, формируя новые светила.
В таком виде галактическое ядро предстает чрезвычайно активной областью, наполненной раскаленным газом, плотными пылевыми облаками и следами мощных энергетических процессов.
В центре нашей Галактики царят одни из самых экстремальных условий, какие только можно представить. Здесь находятся протяженные газовые структуры, нагретые до миллионов градусов, остатки звездных взрывов и сверхмассивная черная дыра Стрелец A*, связанная с ядром Млечного Пути.
Особую выразительность этому изображению придают гигантские вытянутые структуры, поднимающиеся над центральной областью. Они наглядно показывают, что процессы в галактическом ядре могут влиять на окружающую среду на расстояниях в сотни световых лет.
Составные изображения дают возможность увидеть более полную картину мира, большая часть которой скрыта от наших органов чувств. Обходя эти ограничения с помощью технологий, ученые лучше понимают эволюцию галактик, а значит — и Вселенной в целом.
В ходе пилотируемой миссии NASA "Артемида-2" был сделан впечатляющий снимок лунного затмения, который озадачил многих. Все дело в том, что темный диск Луны усеян множеством ярких точек, создающих впечатление, будто на ее поверхности горят огни — если не целых городов, то как минимум баз постоянного присутствия людей. Но все куда прозаичнее.
На самом деле эти светящиеся точки — не реальные источники света на Луне. Это так называемые горячие пиксели — артефакты, возникающие на матрице цифровой камеры. Чтобы получить качественный снимок затмения в условиях крайне низкой освещенности, камеру настроили на высокую светочувствительность. Большое значение параметра ISO, определяющего чувствительность сенсора к свету, позволило запечатлеть детали в темноте, но одновременно усилило цифровой шум — случайные светлые точки, появляющиеся на изображении.
Однако в космосе на фотосъемку влияет еще один фактор, с которым люди на Земле почти не сталкиваются, — космические лучи. Это потоки высокоэнергетических частиц, главным образом протонов и ядер атомов, которые непрерывно пронизывают космическое пространство. Часть из них приходит от Солнца, часть рождается при вспышках сверхновых и других мощных процессах далеко за пределами Солнечной системы. Пройдя через корпус космического корабля "Орион" и матрицу камеры, они оставили энергетические следы на сенсоре. Каждый такой след выглядит как яркая точка на снимке.
Для аппаратуры это в основном источник незначительных помех и редких сбоев, а для человека при длительном воздействии — серьезный фактор риска: космическое излучение повреждает клетки и ДНК, повышает вероятность рака, катаракты и может приводить к нарушениям в работе нервной и сердечно-сосудистой систем. Кстати, фантазеры, рассуждающие о колониях на Луне, Марсе и у черта на куличках, почему-то этот фактор обходят стороной.
Мы, живя на Земле, защищены от большей части космических лучей благодаря плотной атмосфере и магнитосфере. Поэтому астрофотографы с подобной проблемой почти не сталкиваются. Но в открытом космосе высокоэнергетические частицы воздействуют на аппаратуру гораздо сильнее. Чем дольше выдержка и выше светочувствительность камеры, тем заметнее этот эффект. Именно поэтому на снимке затмения от "Артемиды-2" оказалось так много ложных световых точек.
Таким образом, этот кадр, несмотря на всю его эстетическую привлекательность, служит важным напоминанием о том, насколько суровы и опасны условия за пределами нашей родной планеты.
На протяжении тысячелетий звезды казались людям лишь яркими точками на черном полотне ночного неба. Даже после изобретения телескопа астрономы не могли рассмотреть детали их поверхности: из-за колоссальных расстояний все звезды — не считая Солнца — продолжали выглядеть как крошечные источники света без хоть сколько-нибудь различимой структуры.
Лишь в последние десятилетия развитие технологий позволило получить изображения дисков некоторых звезд, и Антарес стал одним из первых объектов, чья поверхность была детально изучена.
Антарес — ярчайшая звезда в созвездии Скорпиона и один из самых известных красных сверхгигантов на небе. Его название происходит от древнегреческого "Анти-Арес", то есть "соперник Марса". Такое имя звезда получила из-за красновато-оранжевого цвета, напоминающего окраску планеты. От Земли Антарес отделяют примерно 550 световых лет.
Антарес — умирающая звезда, которая уже давно исчерпала запасы водорода в своем ядре и раздулась до гигантских размеров. По оценкам астрономов, в течение нескольких или тысяч лет это далекое светило завершит свой эволюционный путь грандиозной вспышкой сверхновой — взорвется.
Антарес примерно в 700 раз больше нашего Солнца. Если бы эта звезда оказалась в центре Солнечной системы, ее внешние оболочки простирались бы далеко за орбиту Марса, достигая пояса астероидов. Все планеты земной группы, включая Меркурий, Венеру, Землю и Марс, были бы поглощены этим сверхгигантом.
Несмотря на столь колоссальные размеры, масса Антареса всего в 12 раз больше массы Солнца. Это говорит о том, что вещество звезды крайне разрежено. Однако планеты, оказавшиеся внутри ее оболочки, все равно не уцелели бы: высокая температура и потоки раскаленной плазмы быстро разрушили бы их.
Красный цвет Антареса обусловлен относительно низкой температурой его поверхности — около 3 400 градусов Цельсия. Для сравнения, поверхность Солнца разогрета примерно до 5 500 градусов. При такой температуре звезда излучает преимущественно в красной и инфракрасной частях спектра, что и придает ей характерный оттенок. Низкая температура указывает на то, что звезда пребывает на очень поздней стадии эволюции. Связано это с тем, что, когда массивная звезда исчерпывает запасы водорода в ядре, она начинает сжигать гелий, углерод и другие более тяжелые элементы, появившиеся в ходе нуклеосинтеза. Это приводит к расширению звезды и охлаждению ее поверхности.
Именно колоссальный размер Антареса позволил астрономам впервые получить детальное изображение его диска. Для этого ученые использовали комплекс Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили. Когда его телескопы работают совместно в режиме интерферометра (VLTI), они фактически превращаются в один огромный супертелескоп с разрешением, достаточным для того, чтобы различить структуру звездного диска.
На полученном изображении видны неоднородности на поверхности Антареса — яркие и темные области, вызванные конвекцией и движением газа в звездной атмосфере. Это гигантские ячейки горячего и холодного вещества, поднимающиеся из глубин и опускающиеся обратно, подобно кипящей воде, только в несопоставимо больших масштабах.
Наблюдения за Антаресом не только демонстрируют возможности современной астрономии, но и дают ключ к пониманию последних этапов жизни массивных звезд. Красные сверхгиганты — это звезды, стоящие на пороге катастрофы. В объектах такого рода идут термоядерные реакции синтеза все более тяжелых элементов, предел которых определяется накоплением в ядре железа. Железо не может участвовать в термоядерном синтезе с выделением энергии, поэтому система теряет стабильность — хрупкий баланс между внутренним давлением и гравитационным сжатием нарушается. За доли секунды ядро коллапсирует, а затем звезда взрывается, разбрасывая свое вещество по окружающему пространству.
Когда звезда Антарес взорвется, ее вспышку можно будет наблюдать даже днем невооруженным глазом в течение нескольких недель или месяцев. Взрыв обогатит окружающее пространство тяжелыми элементами, из которых со временем сформируются звезды следующего поколения и планеты.
В донных отложениях Тихого, Атлантического и Индийского океанов ученые обнаружили изотоп железа-60 — радиоактивный элемент с периодом полураспада около 2,6 миллиона лет.
В заметных количествах этот изотоп естественным образом на Земле не образуется: он синтезируется в недрах массивных звезд в процессе нуклеосинтеза, а его образование может дополнительно усиливаться на стадии вспышки сверхновой, которая затем разносит железо-60 по космическому пространству. Присутствие этого изотопа в океанских отложениях возрастом в несколько миллионов лет указывает на то, что в прошлом до Земли доходило вещество, выброшенное относительно близкими сверхновыми.
Вспышка сверхновой происходит, когда массивная звезда исчерпывает запасы ядерного топлива, теряет способность поддерживать равновесие между внутренним давлением и собственной гравитацией, после чего ее ядро стремительно коллапсирует, а внешние слои выбрасываются в окружающее пространство.
Некоторые ученые предполагают, что близкие сверхновые могли сыграть важную роль в эволюции жизни на Земле. Всплеск космического излучения теоретически мог не только повлиять на климат, но и увеличить мутационную нагрузку у живых организмов.
Любопытно, что появление в донных отложениях железа-60 по времени совпадает с заметными изменениями в земной биосфере, однако прямая причинно-следственная связь между этими событиями пока остается предметом научной дискуссии.
В 1998 году исландец Гудмундур Феликс Гретарссон работал электриком и получил мощный удар током — около 11 000 вольт. Травмы оказались настолько тяжёлыми, что врачам пришлось ампутировать обе руки на уровне плеч.
Следующие более 20 лет он жил без верхних конечностей, пока не нашёл команду хирургов во французском городе Лион, готовых попробовать крайне сложную операцию.
В январе 2021 года ему провели трансплантацию, которая длилась примерно 15 часов. Врачи заново соединили кости, мышцы, сухожилия, сосуды и нервы. Уникальность операции в том, что пересадили не только руки, но и полностью плечевые суставы — подобное вмешательство раньше не проводили.
А точнее именно нейтрофилы, они циркулируют между эритроцитами и проверяют, что нет чужеродных организмов. Сохраняют биологическую целостность организма. Они распознают и обрабатывают патогенные микроорганизмы, такие как вирусы и бактерии.
14 января 2005 года произошло одно из самых впечатляющих событий в истории исследования Солнечной системы: спускаемый модуль ESA "Гюйгенс" совершил посадку на Титане — крупнейшем спутнике Сатурна и единственном, кроме Земли, мире с плотной атмосферой и жидкостью на поверхности.
Мякоть яблока, которое было разрезано или с которого сняли кожуру, очень быстро темнеет и приобретает характерный коричный, т. н. ржавый цвет. Многие ошибочно полагают, что данный эффект связан с большим содержанием в яблоках железа, которое окисляется (ржавеет) при контакте своздухом. В действительности железа в яблоках сравнительно мало, около 0,9 мг на 100 г, что меньше, чем, например, вбобахилиорехах, и значительно меньше, чем в пище животного происхождения (содержание железа впечениживотных – от 3 до 8 мг на 100 г).
Потемнение мякоти яблока обусловлено защитным механизмом растения, направленным против насекомых-вредителей, и происходит за счётферментативногоокислениямолекулполифенолов. Полифенолами называют вещества, молекулы которых содержат большое количествофенольныхгрупп (фенольных колец).
Растения синтезируют полифенолы изаминокислотыфенилаланина, поэтому полифенолы также называются фенилпропаноидами.
Фенольные соединения играют ключевую роль в процессах деленияклеток,гормональнойрегуляции,фотосинтетическойактивности, минерализации питательных веществ,размноженияи участвуют в защитных реакциях растений, направленных против насекомых-вредителей,грибови сорняков.
При повреждении плода от контакта с воздухом в клетках растений начинает работатьферментполифенолоксидаза, который окисляет полифенолы, т. е. присоединяет к этим молекулам кислород с образованиемхинонов.
Хиноны имеют желтоватый цвет, и именно их накопление отвечает за потемнение мякоти плодов растений. Хиноны связываются с пищеварительными ферментами внутри среднейкишкинасекомых, таким образом они действуют как вещества, препятствующиепищеварению.
Благодаря такой системе защиты растение может не только отпугнуть и замедлить, но даже в некоторых случаях отравить насекомых и их личинки.
При этом выраженного влияния полифенолов и хинонов на пищеварение человека к настоящему времени не обнаружено, более того, эти вещества могут обладатьантиоксидантнойипротивоопухолевойактивностью.
Такая система защиты от насекомых встречается не только у яблок. Аналогичный механизм приводит к потемнению картофеля, бананов, груши, баклажана, авокадо и др. При желании сохранить эстетические свойства этих продуктов окисление полифенолов можно предотвратить, смочив мякоть плода лимонным или ананасовым соком.
Так почему разрезанные яблоки и картошка перестали темнеть?
Скорее всего, это говорит о том, что они трансгенные. Учёные уже создали и широко распространили картошку и яблоки, которые не окисляются на воздухе.
Уже больше века человечество пытается понять, одиноки ли мы во Вселенной. И по сей день у нас нет никаких доказательств существования не только инопланетных цивилизаций, но и вообще какой-либо другой жизни за пределами Земли.
Но зато за последние десятилетия мы научились отлично находить планеты у других звезд, называя их экзопланетами. По состоянию на 6 апреля 2026 года подтверждено существование 6 153 экзопланет.
И вот тут возникает вполне справедливый вопрос: если мы когда-нибудь обнаружим убедительное подтверждение существования "братьев по разуму", проживающих на относительно небольшом расстоянии от нас, то стоит ли выходить с ними на связь?
Не все считают, что это хорошая идея
Осторожную позицию по этому поводу доступно сформулировал Стивен Хокинг (8 января 1942 года — 14 марта 2018 года) в 2015 году, принимая участие в запуске проекта Breakthrough Listen, направленного на поиск разумной внеземной жизни во Вселенной:
"Мы ничего не знаем об инопланетянах, но хорошо знаем людей. История показывает, что встречи более развитых и менее развитых цивилизаций часто заканчивались плохо для последних. Если другая [внеземная] цивилизация значительно старше нас, то она может быть намного могущественнее и не считать нас более ценными, чем мы считаем бактерий. А если инопланетяне когда-нибудь нас посетят, итог может быть примерно таким же, как когда Христофор Колумб высадился в Америке, — для коренных жителей это закончилось плохо".
Мнение Хокинга перекликается с гипотезой "Темного леса", описанной китайским писателем-фантастом Лю Цысинем в книге "Темный лес": если вы не знаете намерения незнакомца, то лучше не вступать с ним в контакт. То есть в условиях неопределенности коммуникация с инопланетной цивилизацией рассматривается как возможный риск с далеко идущими последствиями, а скрытность — как залог безопасности.
Но есть и другая сторона медали
Во-первых, человечество уже больше века "светит" в космический радиоэфир. Связь, телевидение и радары давно оставляют заметный след, так что добиться абсолютной скрытности уже не выйдет. Другими словами, поздно пить Боржоми.
Во-вторых, среди специалистов нет единого мнения, насколько действительно опасны целенаправленные попытки взаимодействия с кем-то, учитывая колоссальные расстояния между звездными системами. Кроме того, споры вызывает и практическая сторона вопроса: даже в случае успешного обмена сигналами задержка может составлять десятки, сотни, а иногда и тысячи лет. Ценность такого общения сомнительна.
Рациональный взгляд
Несмотря на дискуссии, в научном сообществе царит позиция: искать и проверять (слушать, сравнивать, перепроверять), но с передачами не спешить, пока не будут сформулированы международные правила с оценкой возможных рисков.
Но нет никаких сомнений, что даже если мы когда-нибудь и найдем разумных существ во Вселенной, то диалог начнется не с обмена приветствиями, а с унылого этапа: один странный сигнал, сотни проверок, десятки альтернативных объяснений, тысячи измерений, годы работы с новыми инструментами и споры. И это нормально. В таких историях сенсация занимает место в последнем ряду.
На этом изображении — гигантский двойной вихрь над южным полюсом Венеры. Снимок был сделан в 2006 году аппаратом ESA Venus Express с помощью инфракрасного прибора VIRTIS.
Главная особенность структуры — ее нестабильность. Два "глаза" вихря постоянно смещаются, деформируются и иногда даже временно сливаются в единое образование.
Вся система связана с так называемой суперротацией атмосферы Венеры: ее верхний облачный слой делает один оборот вокруг планеты примерно за четыре земных дня, тогда как самой Венере требуется 243 земных дня, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси.
Это один из самых ярких примеров того, насколько чуждой и динамичной может быть атмосфера другого мира.
Среди удивительных созданий, населяющих темные глубины Мирового океана, особое место занимает кальмар-вампир (лат. Vampyroteuthis infernalis). Его название, дословно переводимое как "вампир из преисподней", точно передает таинственный облик и необычный образ жизни этого существа.
Этот 30-сантиметровый головоногий моллюск не является ни настоящим кальмаром, ни осьминогом. Ученые выделили его в отдельный отряд — вампироморфов (лат. Vampyromorphida), существующий более 300 миллионов лет. Примечательно, что кальмар-вампир — единственный современный представитель этой древней группы головоногих.
Обитает это существо в умеренных и тропических водах Мирового океана, предпочитая зону кислородного минимума — слой на глубине от 400 метров до одного километра, где концентрация растворенного кислорода крайне низка. В таких условиях, смертельных для большинства морских обитателей, кальмар-вампир чувствует себя вполне комфортно.
Его уникальная адаптация к экстремальным условиям проявляется не только в способности существовать при критически низком содержании кислорода — менее 5% от уровня поверхностных вод. У кальмара-вампира самый медленный метаболизм среди всех головоногих моллюсков: его сердце бьется всего несколько раз в минуту, что позволяет экономить драгоценную энергию в суровых глубинах.
В отличие от своих активных родственников — кальмаров и осьминогов, охотящихся на живую добычу, кальмар-вампир приспособился к весьма специфической диете. Он питается так называемым "морским снегом" — смесью органической слизи, фекальных пеллет обитателей верхних слоев водной толщи и фрагментов тел мертвых животных, медленно опускающихся из освещенных слоев океана. Такая пища идеально соответствует его малоподвижному образу жизни.
Особенно интересны защитные механизмы этого создания. При угрозе кальмар-вампир может буквально выворачивать свое тело, укрытое перепонкой, словно наизнанку, превращаясь в подобие "ежика" с шипообразными выростами. А вместо чернильного облака, которым спасаются его родственники, он выпускает облако биолюминесцентной слизи, способное светиться до 10 минут, дезориентируя хищников и сбивая их с толку.
Глаза кальмара-вампира — самые крупные относительно размеров тела среди всех животных: их диаметр достигает в среднем 2,5 сантиметра. Они способны улавливать отдельные фотоны света, даже в почти полной темноте океанских глубин. Если бы глаза человека занимали пропорционально столько же места, сколько глаза кальмара-вампира по отношению к его телу, то при росте в 170 сантиметров диаметр каждого глазного яблока составил бы более 14 сантиметров!
Восемь щупалец кальмара-вампира соединены перепонками, которые в расправленном виде образуют своеобразный "плащ" — еще одна особенность, благодаря которой моллюск и получил свое "вампирское" название.
Кальмар-вампир выглядит так, словно прибыл на Землю с другой планеты. Это действительно один из самых необычных обитателей нашей планеты, напоминающий о том, что Мировой океан изучен всего на 3-5%.
Обложка журнала ACS Nano, в котором была опубликована обсуждаемая статья. На рисунке, созданном при помощи нейросетей, показан вирус парагриппа на поверхности с наношипами. Изображение с сайта pubs.acs.org
Международному коллективу ученых удалось создать материал на основе кремния, покрытый наноразмерными острыми шипами. Такая нанотекстурированная поверхность способна убивать осевшие на нее вирусы парагриппа, механически прокалывая их оболочки.
За 6 часов инкубации материал снижает количество жизнеспособных вирусов на 96%, что делает его перспективным для применения в больницах, лабораториях и других учреждениях, где существует повышенная опасность передачи инфекционных заболеваний.
После событий последних лет в очередной раз мы вспомнили, что опаснее всего дверные ручки, ленты транспортеров в супермаркетах, перила эскалаторов и прочие поверхности, за которые ежедневно хватаются сотни людей, превращая их в гигантский хаб-вирусообмениик. В одночасье вопрос создания поверхностей, способных убивать вирусы сами по себе, без расхода антисептиков и необходимости их постоянного применения, оказался снова актуальным.
Идею, как часто бывает, подала сама природа — а конкретно, насекомые. Бактерии и грибы представляют для них, как и для человека, угрозу — и, не имея адаптивного иммунитета, они вынуждены эволюционно находить другие решения. Ситуация усугубляется тем, что хитиновый экзоскелет, включая крылья, не промывается гемолимфой, поэтому иммунные белки бесполезны против бактерии, решившей прилипнуть к крылу, размножиться и им полакомиться. Похоже, что один из ответов насекомых на эту угрозу —нанотекстурированные поверхности.
А в начале 2024 года группа исследователей под руководством профессора Елены Ивановой (Elena P. Ivanova) из Мельбурнского королевского технологического института (Австралия) разработала и протестировала аналогичный нанотекстурированный материал для защиты от вирусов. Именно эта группа более 10 лет назад описала наношипы на крыльях цикад, а в прошлом году они же изобрели нанотекстуру, убивающую грибы родаCandida(P. Le et al., 2023.Apoptosis of Multi-Drug ResistantCandidaSpecies on Microstructured Titanium Surfaces). Результаты их нового исследованияопубликованыв журналеACS Nano.
Кремниевая поверхность бомбардировалась химически активной плазмой, содержащей фторид-ионы и кислород. Шипы возникали из-за причудливой химической конкуренции между двумя процессами: образованием защитного слоя из фторидов кремния с одной стороны и удалением материала с поверхности активными формами кислорода с другой. Чрезвычайно малые неоднородности в соотношении этих процессов приводили к формированию острых пиков высотой в среднем чуть менее 300 нм — более чем в 15 раз меньше диаметра человеческого эритроцита! — и шириной примерно 1–2 нм (рис. 3).
Рис. 3. Вирус парагриппа на нанотекстурированной поверхности с шипами спустя один час после начала инкубации. Шипы уже начали впиваться в него, но это пока не очень заметно — вирусная частица еще сохраняет форму. Увеличение — 65 000 раз. Изображение с сайта rmit.edu.au
Противовирусные свойства поверхности были испытаны на вирусепарагриппа человека 3-го типа, вызывающем гриппоподобное ОРВИ. Это шарообразный вирус, покрытыйсуперкапсидом, диаметром 100–420 нм, что вполне соответствует размеру шипов поверхности.
Материал с шипами и контрольный материал без шипов, не подвергнутый реактивному ионному травлению, инкубировались с вирусами парагриппа на протяжении 1, 3 и 6 часов, а затем с поверхностей брались смывы и анализировались методом бляшкообразования — то есть засевом на клеточную культуру с подсчетом образовавшихся бляшек из мертвых клеток.
Спустя час инкубации на нанотекстурированной поверхности сохранилось на 74% меньше жизнеспособных вирусов, чем на контрольном материале. Спустя 3 часа разница выросла до 85%, а спустя 6 часов — на 96%. Очевидно, что поверхность с шипами оказалась убийцей вирусов.
Сканирующая электронная микроскопия (а также ее более точная модификация с фокусированным ионным лучом) выявила механизм такого вирулицидного действия.
Как оказалось, микроскопические наноколючки прокалывали вирусы, проникая внутрь суперкапсида и приводя к постепенному механическому разрушению вируса.
На протяжении 6 часов прилипшие к поверхности вирусы постепенно теряли форму и спустя 6 часов оказывались полностью разрушенными (рис. 4).
Любопытно, что ПЦР смывов с поверхности оставался положительным — РНК вируса сохранялась.
Но вирус с разорванным суперкапсидом уже не способен заразить даже культуру клеток, не говоря о человеке.
Рис. 4. Спустя шесть часов вирусы на поверхности с наношипами напоминали лопнувшие воздушные шарики. Cудя по моделированию физики процесса, с ними примерно это и происходило. Изображение с сайта rmit.edu.au
Интересно, что поверхность с шипами проявляла и бактерицидный эффект — правда, менее впечатляющий. На такой поверхности погибало 20% клеток синегнойной палочки и 30% клеток золотистого стафилококка — это не очень большой результат.
Но фото синегнойной палочки с дырками в мембране в электронном микроскопе (рис. 5) явно стоит того, чтобы его увидеть.
Рис. 5. Клетки синегнойной палочки, побывавшие на нанотекстурированной поверхности, носят на себе явные следы воздействия шипов в виде отверстий в мембране, обозначенных синими стрелками. Для бактерии такие повреждения несовместимы с жизнью. Рисунок из обсуждаемой статьи
В заключении статьи авторы отметили, что 96-процентного снижения заразности вируса на поверхности с наношипами достаточно для того, чтобы существенно снизить вирусную нагрузку, вызванную каплями выдыхаемого зараженными людьми аэрозоля вирусов.
Эффективность такого снижения напрямую зависит от вида вируса и его инфекционной дозы — так что требуется еще много исследований с разными геометриями шипов и с разными вирусами.
Но даже сама идея наконец сделать поверхности в больницах, лабораториях и общественных уборных безопасными — просто изготавливая их из нанотекстурированного материала — чрезвычайно интересна.
Невысокие, худые серые гуманоиды с непропорционально большими головами и черными глазами — узнаваемый и очень устойчивый образ инопланетян, порожденный массовой культурой. Однако ученые, занимающиеся поиском внеземного разума, считают, что в реальности встреча с чем-то подобным крайне маловероятна.
Главный астроном и директор Центра исследований SETI — организации, занимающейся проектами и инициативами по поиску внеземных цивилизаций и возможному контакту с ними, — Сет Шостак и его коллеги сходятся во мнении, что при первом контакте с внеземным разумом человечество, скорее всего, столкнется не с биологическими существами, а с формой искусственного интеллекта.
По мнению Шостака, вероятность существования разумной жизни в нашей Галактике довольно высока. Однако из этого вовсе не следует, что представители таких цивилизаций по каким-то причинам посещают именно Землю и бороздят наше небо.
"Очень вероятно, что в Млечном Пути существуют другие разумные цивилизации, — говорит Шостак. — Но я сомневаюсь, что они уже летают в нашем воздушном пространстве".
И тем не менее ученый убежден, что в обозримом будущем человечество получит не только убедительные доказательства существования внеземного разума, но и, возможно, даже установит с ним контакт.
Внеземные разумные машины
Шостак предполагает, что развитые цивилизации, которые на миллионы лет старше нас, могли давно выйти за пределы биологической формы существования. Их интеллект и сознание могут быть реализованы не в нервной ткани и не в мозге, а в искусственных вычислительных системах. Такое решение позволяет достичь условного бессмертия и дает возможность "прокачивать" интеллектуальные возможности без необходимости тратить годы и десятилетия на обретение тех или иных знаний и навыков.
"Любые существа, способные путешествовать между звездами, скорее всего, уже давно перешли от биологического разума к машинному", — считает он.
Космос — это доминирование пустоты. Межзвездные расстояния просто колоссальны. Даже ближайшие к Солнечной системе звезды находятся в нескольких световых годах от нас, а большинство потенциально обитаемых экзопланет — в десятках или сотнях световых лет.
Поскольку в этой Вселенной ничто не может двигаться быстрее* света, межзвездные перелеты будут занимать тысячи, десятки тысяч и даже миллионы лет.
*Это фундаментальное ограничение мироздания, которое невозможно обойти, даже если очень хочется. Сверхсветовое движение нарушало бы причинно-следственные связи: в ряде случаев следствие могло бы возникать раньше причины. Фактически это открывало бы возможность сценариев, близких к путешествиям во времени, а значит — и к появлению логических парадоксов.
Биологические существа едва ли способны участвовать в таких путешествиях. Этому мешают ограниченный срок жизни, необходимость создания сложных систем жизнеобеспечения, которые должны работать без обслуживания тысячи или даже миллионы лет, а также высокая уязвимость перед внешними угрозами космической среды.
Речь идет о мощном космическом излучении, потоках высокоэнергетических частиц, вспышках сверхновых, ударных волнах и постоянной опасности столкновения с микрометеоритами. Даже при наличии какой-нибудь футуристической защиты такие факторы делают сверхдолгие межзвездные путешествия губительными для любой биологической формы жизни.
А вот для машинных форм интеллекта эти ограничения уже не столь критичны. Они могут существовать практически неограниченно долго, переносить экстремальные условия без риска облучения, лучевой болезни или рака, а также не нуждаются в сложных системах жизнеобеспечения и колоссальных запасах продовольствия.
Цифровые внеземные цивилизации
Человечество только начинает развивать искусственный интеллект, но уже сегодня многие исследователи уверены, что в ближайшие десятилетия машины превзойдут человека в решении любых интеллектуальных задач. То есть мы делаем уверенные шаги к созданию преемника нашего вида, который сможет не только колонизировать Марс и спутники газовых гигантов, но и однажды отправиться к далеким звездам.
Если подобный переход возможен для нас, то цивилизации, которые появились на миллионы лет раньше, могли пройти этот этап задолго до появления первых людей на Земле.
В таком случае по Млечному Пути могут путешествовать не биологические существа, а некогда созданные ими интеллектуальные системы — автономные машины или цифровые формы разума.
Этот гигантский обрыв, известный как скала Хатхор, возвышается примерно на 900 метров — и это в условиях крайне слабой гравитации. Для сравнения: высота "Бурдж-Халифа", самого высокого сооружения на Земле, составляет 828 метров.
Поверхность скалы испещрена трещинами и покрыта осыпями. Это следствие постоянной "работы" Солнца: при сближении с ним лед внутри кометы сублимирует — переходит из твердого состояния сразу в газообразное. Газ вырывается наружу и буквально разрыхляет поверхность, разбрасывая материал, который сначала взмывает вверх, а затем очень медленно оседает.
Со временем такие процессы меняют форму целых участков ядра, являясь неотъемлемой частью постепенного и необратимого разрушения кометы.
Снимок был получен космическим аппаратом ESA "Розетта", который изучал комету 67P/Чурюмова — Герасименко с 6 августа 2014 года по 30 сентября 2016 года.
Возьмите два одинаковых бокала. Заполните один из них водой наполовину, а второй оставьте пустым.
Левой рукой прижмите ножку (подставку) пустого бокала к поверхности стола. Затем смочите водой указательный палец правой руки и медленно проведите им по верхнему краю пустого бокала, постепенно увеличивая давление пальца на край.
При достаточном давлении эти круговые движения пальца приведут к возникновению звука. Затем сделайте то же с бокалом, наполовину заполненным водой. Вы услышите, что бокал с водой издаёт более низкий звук.
Чтобы понять, почему поют бокалы, для начала надо понять, что звук — это колебания воздуха.
Часто воздух колеблется потому, что свои колебания ему передают твердые тела. Например, когда человек говорит, его голос раздается потому, что у него в горле колеблются голосовые связки. При игре на гитаре звук получается от того, что колеблются струны — для этого музыкант дёргает их или ударяет по ним пальцами.
Немного иначе получается звук при игре на скрипке. Когда музыкант ведёт по струне смычком, струна за счёт трения оттягивается на некоторое расстояние. Сила упругости стремится вернуть её обратно; как только эта сила превысит силу трения, струна «срывается» со смычка, совершая колебание, а смычок снова «захватывает» её, и всё повторяется — в итоге струна колеблется, и мы слышим звук.
С поющим бокалом всё устроено почти так же, как со скрипкой: если вести пальцем по краю бокала, мелкие неровности кожи то цепляются за стекло, то срываются, заставляя стекло колебаться. Разница со скрипичной струной в том, что эти колебания — микроскопические, глазом их не увидеть (хотя можно почувствовать пальцем). Впрочем, если в бокал налита вода, то, «играя» на бокале, можно заметить возникающие на поверхности воды волны. Значит, стекло бокала действительно колеблется: колебания бокала передаются воде и становятся видимыми.
Для того, чтобы опыт удался, важно, чтобы стекло и палец не были жирными (ведь тут работает сила трения); палец надо смочить водой для лучшего сцепления (смычок для аналогичной цели натирают канифолью).
Но почему же бокал с водой звучит ниже, чем бокал без воды? Точное объяснение непросто, но примерно это явление можно объяснить так:
Более низкими нам кажутся те звуки, при которых воздух колеблется медленнее.
А теперь давайте представим себе пружинный маятник — пружинку с прикреплённым к ней грузиком.
Из опыта видно, что пружина с мандарином колеблется гораздо реже, чем без него. Действительно, чем больше груз, тем больше времени требуется пружине, чтобы вернуть его в исходное положение. Примерно то же происходит и с бокалом: заполнив бокал водой, мы увеличиваем массу, которая колеблется, и поэтому частота колебаний уменьшается, как у пружины, когда к ней прикрепили мандарин.