Новый класс самых маленьких черных дыр и «паучье» зрение компьютеров. Главное на QWERTY №104
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал Qwerty, а меня по-прежнему зовут Владимир. Мы представляем вам выпуск самых интересных новостей науки прошедшей недели.
В этом ролике самое маленькое обнаруженная черная дыра, нейтрализация бактерий иммунитетом еще на подступах к организму, идея сверхкомпактной камеры, подсказанная пауками, очистка радиоактивных отходов микро роботами, чуть-чуть про крыс и многое другое. Все подробности будут, как всегда, по ссылкам в описании.
И да, лучшие, самые интересные и самые главные, и самые важные новости прошлого выпуска! Вы признали новость про крыс в микро автомобилях не иначе как при помощью протестного голосования? Мы несколько удивлены, и спасибо вам за это. Чуть больше подробностей прогрессивной раме при щелчке по подсказке.
А мы давайте еще раз порадуемся за этих счастливчиков! Вот мы нашли кадр с других ракурсов. На них видно, с каким удовольствием крысы разъезжают в специально построенных для них транспортных средствах. Но дело даже не в том, что крысы смогли научиться вождению. Они-то способные существа!
Исследователи отмечали, что еще по предыдущим работам было понятно, что уровень стресса у крыс падает при выполнении сложных задач. Например, выкапывание еды из-под земли. Такое же удовлетворение они испытывали и при отращивании новых умений. Подобное случается и у людей особого склада характера. Относите ли вы себя к таким?
Подтверждалось такое состояние у крыс высоким уровнем гормона дигидротестостерона, который противостоит стрессу. Те же крысы, которых катали в дистанционно управляемых машинах в качестве пассажиров, страховали, как обычно. Вопрос: заменят ли крысам стандартные тесты с лабиринтами? Но площадки для вождения остаются открытыми.
Но однозначно можно сказать одно: если крыса будет ездить в условиях пробок, если ее будут подрезать или обгонять на обочине, то ни о каком снижении стресса говорить не придется.
Черные дыры бывают разные, различают их по массивности. Во-первых, бывают черные дыры звездных масс. Они образуются после смерти звезды массой примерно от двух с половиной солнечных и выше, но меньше пяти солнечных. Мы пока еще не видели.
Но и где-то до нескольких десятков чаще всего мы их ловим в двойных системах, когда понятно, что звезда имеет с неким невидимым объектом общий центр масс, либо вообще видим перетекание вещества от звезды в черную дыру. Во-вторых, в центре галактик находятся черные дыры массой миллионы и миллиарды солнечных. Они ярко светятся, поглощая вниз то вых вихрях падающее на них вещество.
Яркий, в буквальном смысле, представитель этой группы — это квазар. Черная дыра Стрелец А со звездочкой в центре Млечного Пути имеет массу примерно в 4 миллиона солнечных. В-третьих, бывают черные дыры промежуточного типа в тысячи солнечных масс. Кандидаты на такие черные дыры обнаружены, например, рядом со Стрельцом А со звездочкой.
В этом году японцы определили, что в 7 парсеках от него есть черная дыра размером с Юпитер и массой в 32 тысячи солнечных. Еще гипотетически существуют первичные черные дыры массой в несколько земных и даже меньше. Подробно о них мы говорили в ролике про возможность существования такой черной дыры в Солнечной системе. Подробности в подсказке.
И вот, ученые обнаружили черную дыру на нижнем пределе массы — всего в 3,3 солнечных. Она образует двойную систему со звездой-гигантом. Вокруг общего центра масс они обращаются с периодом 83 дня. Понятно, что на таком большом расстоянии перетекание вещества из звезды в черную дыру не возникает, поэтому обнаружить ее удалось при помощи изменения в спектре звезды, таким же методом, который используют для обнаружения экзопланет.
Путь и масса чуть меньше, быть ей нейтронной звездой, хотя это и не исключено из-за погрешности измерений. Самая массивная нейтронная звезда имеет массу в 2,2 солнечных, и при превышении этого предела объект становится черной дырой. Найденная черная дыра самая маленькая из известных, и она первая, кто попадает в так называемую массовую щель между нейтронными звездами и черными дырами.
Астрономы даже завели для нее отдельный класс с массами от двух с половиной до пяти солнечных. Для наших технологических достижений мало что так помогает, как подсмотреть за эволюцией. Ученые обратили свой несовершенный двумерный взгляд на пулковской кончиках и разработали крутой оптический сенсор.
Глубины человеческий глаз видит двумерное изображение, потому что сетчатка воспринимающая свет двумерна. Для создания эффекта глубины нужно два человеческих глаза, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.
Еще для обработки изображений в реальном времени нужен не слабый вычислительный орган. Хорошо, когда есть большой мозг, но у насекомых с этим как-то не задалось. А охотиться и оценивать расстояние до добычи как-то надо. Вот они и получают информацию о глубине изображений при помощи модификации периферийных устройств, то есть с помощью особого строения глаз.
В глазах пауков скакончиков есть несколько полупрозрачных слоёв сетчаток. Свет фокусируется на них по-разному, и за счет этого они воспринимают различные состояния размытости изображения. А с помощью этого можно понять, на каком расстоянии находятся объекты.
И такое 3D при помощи одного сенсора в компьютерном зрении уже есть. Концепт глубины из расфокусировки, но он как минимум требует моторизации камер или их нескольких штук, или больших размеров. Ученые воплотили же идею, подсмотренную у пауков, в мире линз. Ее размер всего три миллиметра, и она может использоваться в носимой электронике, в микро роботах или инвазивных зонда для хирургии.
Главное — это малые размеры и отсутствие подвижных частей. В этой метаматериале сочетаются микро структурированная поверхность, воспринимающая излучение по-разному. С помощью них строится карта из двух по-разному расфокусированных изображений. Не на фото-сенсоре, и с помощью специального алгоритма вычисляется глубина. Причем нагрузка на вычислительный блок в 10 раз меньше, чем при обработке изображений из двух камер, то есть для бинокулярного зрения.
А глубину можно определить по единственному кадру. Работает мета-линза на расстоянии до 10 сантиметров. У нее мало поле зрения, и она зависит от освещения. Пока что, но после допиливания она вполне способна поменять правила игры для компьютерного зрения.
Золотистый стафилококк — это весьма мерзкая грамположительные бактерии. Специализация как таковой у нее нет. Это специалист очень широкого профиля: угри и фурункулы — это цветочки. Менингит, пневмония — и это цветочки покрупнее.
А когда золотистый стафилококк становится устойчивым к антибиотикам, с каким-нибудь послеоперационным осложнением или эндокардитом, вот тогда начинаются ягодки. Воз acnes, медицине резистентный золотистый стафилококк к десяти самым опасным резистентным бактериям.
Интересно то, что от четверти до сорока процентов людей являются постоянными носителями этой бациллы. Причем обитает она и на коже, и даже в носу. Но раз так, почему же количество погибающих от него не исчисляется в десятках процентов? Похоже, человечество приспособилось с ним жить в основном. И защитным механизмом вполне может выступить наша кожа.
Если поселить бактерию на поверхности кожи, то поначалу она начнет размножаться, но через 10 дней исчезает. Кстати, кожи в экспериментах была хоть и человеческой, но пересаженная.
Иммунодефицит на мужчину. А вот как это выглядит: верхний ряд — прижившаяся кожа, нижний ряд — постепенно погибающий стафилококк, желтые точки. Причем до нижних слоев кожи он так и не добрался, оставаясь только на поверхности наружного рогового слоя пересаженной кожи. Обнаружили противовоспалительные цитокины интерлейкин 8.
Его задача — позвать на помощь разновидность белых кровяных клеток, нейтрофилы, и это фагоциты, пожиратели бактерий. И таки иммунный спецназ, который может выбраться за пределы сосудов и капилляров. Он захватывает патогены и уничтожает их.
И вот эти самые нейтрофилы выходят как триада с рыцарями на поверхность кожи и расправляются с захватчиками. Их фиксировали и в дерме, и в эпидермисе. Получается, что клетки кожи поднимают сигнал тревоги при помощи интерлейкин 8, и затем, при условии наличия достаточного количества иммунных клеток, организм сам очищается от напасти прямо на передовой, рядом с воротами внутрь организма, то есть на коже.
Единственное у стафилококка и в его арсенале есть некий набор химических средств против нейтрофилов, но это уже совсем другая история. Пока из Германии в России едут поезда с радиоактивными отходами, поговорим о ядерной энергетике.
Мирный атом — явление неоднозначное. С одной стороны, атомные электростанции не делают выбросов в атмосферу, в отличие от, например, угольных. С другой — после деления ядер урана и выделения энергии остаются радиоактивные отходы, которые при недостаточно надежном хранении или транспортировке могут попасть в воду или почву. Ну и тогда последствия окажутся плачевными.
Что делать? Ученые уже нашли один из возможных вариантов решения проблемы ядерных отходов, разработав специальные наметочные металлоорганические каркасы, могущие захватывать радиоактивный уран из воды. Но просто захватить отходы недостаточно, нужно их еще и извлечь.
Поэтому ученые решили модернизировать технологию и добавили к мукам своеобразные моторчики, тем самым превратив их в микро-роботов. Микродвигатель Z и F8 представляет собой стержень в 15 раз тоньше человеческого волоса. В составе него есть атомы железа и наночастицы оксида железа.
Для прямо ничего не я. То есть когда микро-робот захватывает отходы, ученые достают свой большой магнит и с его помощью захватывают всех микро-роботов вместе с отходами и выводят их. Этот двигатель работает фактически на каталитической реакции.
На одном конце стержня располагаются наночастицы платин, которые превращают перекись водорода в воду. В результате этого выделяется кислород, пузырьки толкают микро-робота, и он перемещается. Кроме того, микродвигатель позволит роботу не только передвигаться самостоятельно, но и активнее улавливать радиоактивные загрязнения.
В ходе эксперимента микро-роботы смогли удалить из симуляции загрязненной воды 96 процентов урана, и это очень неплохой результат. Ну что ж, а на этом сегодня все!
Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях, ставьте лайк этому видео, если оно вам понравилось, и обязательно делитесь им со своими друзьями. Проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в подсказках к этому ролику. Они находятся наверху. Не забудьте подписаться на Qwerty здесь, на Ютубе, в Инстаграме, Телеграме, и щелкните, пожалуйста, колокольчик. И до скорых встреч! Пока! [музыка] Вот! [музыка]