Последняя работа Хокинга. Главное на QWERTY
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир. Мы представляем вам выпуск самых интересных новостей науки прошедшей неделе.
В этом ролике материал, который поглощает парниковые газы, для самовосстановления, оптимальная продолжительность сна, российский вариант управления роем дронов и многое другое. Все подробности будут по ссылкам в описании.
Самой интересной темой прошлого выпуска вы посчитали новость про Нобелевскую премию по медицине. И как показывает наш опыт, почти всегда, когда разговор заходит о лечении различных болезней, ваши голоса отдаются этим темам. Лечение рака с помощью иммунотерапии действительно стало прорывом. Например, когда начали применять эпилимумаб — первый одобренный препарат в своем роде, пациенты с агрессивной меланомы стали выживать в полтора раза чаще по сравнению с химиотерапией.
Но обычно иммунотерапию, препараты ингибиторы чек-поинтов, назначают тогда, когда традиционные типы терапии не работают. Связано это с тем, что такие препараты стимулируют иммунитет, буквально спуская собак с цепи, и эти псы войны могут буквально загрызть собственные органы. Воспаление может начаться в самых неожиданных местах.
Но что мы не сказали в прошлом ролике, так это то, что хотя эти методики спасли десятки тысяч жизней, они работают только у взрослых. У детей иммунная система плохо распознает опухоли, и поэтому для них иммунотерапия не произвела такой революции, как для взрослых.
Переходим к нашим новостям. Европа — спутник Юпитера — крайне интересный объект для изучения, ведь на ней, скорее всего, имеется жидкий океан, спрятанный под слоем льда. То есть под этим льдом в теории могло зародиться нечто живое. Но и над этим льдом тоже могло вырасти нечто, мешающее исследовательским миссиям. NASA и ESA уже делились планами о спуске модуля на Европу, но ученые предостерегают: не везде можно будет совершить посадку.
Есть вероятность, что по экватору спутника может быть покрыт кольга спорами острыми иглами, состоящими из альдо и достигающими 15 метров в высоту. Их называют по-разному: кающиеся снега или даже кающиеся монахи. Это название прижилось из-за неслабого сходства с их определенным видом головного убора.
Вот поглядите, весьма удобные шляпки! Такие иглы есть на земле и они не редкость: их можно встретить в Андах, в Чили, в Штатах, там, где сухой и холодный воздух сочетается с высоким стоянием солнца. Ключевую роль в их образовании играют процессы абляции — это научный термин, обозначающий циклическое просачивание и замерзание льда в ледниках при хорошем, таком мощном активном солнце.
И вот ученые предположили, что примерно такие же условия присутствуют и на Европе. Они смоделировали ситуацию, включив модель доступности воды, эрозии и падения метеоритов. Вердикт: при экваториальных зонах могут быть покрыты сетью 15-ти метровых кольгаз, стоящих друг от друга всего на расстоянии 7,5 метров.
Есть одна вещь, которая не дает нам отмахнуться от этой работы: как вот дослушивать до масла, радарные съемки Европы указали на наличие нерегулярных структур на ее поверхности, рассеивающих радиосигнал. Да и на Плутоне подобные иглы тоже находили.
Как что нам определенно нужно — миссия к Европе! Давайте признаем, человек множество вещей подсматривает у природы. Идея превращения углекислого газа в органику принадлежит растениям: выдохнуть побольше CO2 и построить еще один кирпичик своего организма с помощью фотосинтеза.
Рук нельзя сказать, что человеку ранее удавалось воплотить в жизнь эту идею для каких-то своих утилитарных вопросов, но вот сейчас может получиться. Им предложил новый вид материала, который самовосстанавливается и растет за счет содержащегося в атмосфере углекислого газа. Выглядит этот полимер как гелеобразное вещество с постоянно протекающим в нем химическим процессом.
Чтобы получить это вещество, в гелевую основу добавляют глюкозу и хлоропласты, получаемые учеными, пока что из шпината. Она жидкая, и если это вещество получает углекислый газ, она крепчает и твердеет. Построить из него сейчас пока что ничего нельзя, но зато покрыть им что-то сверху или заполнить лакуны и трещины вполне.
Слой этого вещества, если его повредить, зарастет. Ему не нужен ни нагрев, ни облучение ультрафиолетом, как того требуют другие материалы — только воздух и солнце или даже искусственный свет. Всю магию делают хлоропласты — это те органеллы в клетках растений, которые обеспечивают фотосинтез.
Живыми их назвать нельзя, но они выступают катализаторами при превращении углекислого газа в глюкозу. Правда, если их вытащить и оставить без шпината, то через очень короткое время они прекратят быть полезными. Но ученые нашли способ продлить их срок действия.
Но даже с длинным сроком годности для промышленного производства хлоропластов не напасешься, поэтому сейчас работают над их необ biological аналогом. А вообще представьте: на заводе делают легкие полуфабрикаты панелей, причем без использования ископаемого топлива. Это я про нефть. Сейчас перевозит, ставят на место, и всего лишь под действием солнца и воздуха они затвердевают и встают, как положено. Красота!
Главное, чтобы это вещество не шагнуло за рамки, а то будет нам и серая смесь, и горшочек не вари.
Иногда хочется почувствовать себя волшебником телекинетиком, Magneto, двигающим предметы силой мысли, ну или, на худой конец, Дэвида Блейна. Российские ученые из Сколково дают эту возможность всем страждущим, ну или скоро дадут. Они разработали систему для управления роем дронов. Выглядит круто!
Система состоит из собственно беспилотников, перчатки с вибромоторчиками и систему захвата движений. Самое сложное в разработке таких систем — это позиционирование дронов, отслеживание в пространстве без ошибок и задержек. В российской разработке такая проблема решена с помощью нескольких высокоскоростных камер, расположенных по периметру. Кстати, в сердце этой разработки всего лишь Arduino.
Рой повторяет движение руки и дает обратную связь через вибрацию на манжете. Кино в каждом пальце перчатки передают данные о расположении дронов в пространстве особыми видами импульсов, указывая на состояние их строя. Алгоритм системы будто бы соединяет дроны и перчатки виртуальными пружинами, а еще отслеживает препятствия и не дает дрону в них врезаться. Возможные сценарии применения: прохождение через плотную городскую застройку или огороженную трассу.
Да, естественно, все делается для того, чтобы вместо тестовых 10-сантиметровых вперед по мановению руки летели взрослые беспилотники. Но тогда встает вопрос: а где размещать камеры захвата движений на дополнительных дронах по углам?
Знаю, рой дронов сейчас не редкость, но в основном ими управляют заранее написанные программы. Поспать любят все, но не все делают это по науке. У вас 5 меньше 7 или больше 8 часов в сутки и не соблюдаете режим — тогда вы рискуете заполучить сердечно-сосудистые заболевания да и вообще всячески навредить своему организму, особенно мозгу.
В июле 2017 года ученые снова решили провести исследования на такую благодатную тему, как сон, и выяснить, как реагирует мозг на недосып или переизбыток сна. В онлайн-исследовании приняли участие 40 тысяч человек по всему миру. Они отвечали на вопросы и демонстрировали свою когнитивную активность, то есть проходили всякие тесты. Исследователи учитывали такие факторы, как употребление медикаментов, уровень образования, место жительства и так далее.
Оказалось, что у тех, кто спит по 7-8 часов в сутки и соблюдает режим сна, когнитивные способности были выше, чем у всех остальных испытуемых. Если люди спали больше или меньше этого количества времени, то умственные способности снижались. Особенно сильное влияние сон оказывал на мотивационные и вербальные способности, а меньше всего сон влияет на краткосрочную память.
А если вы спите меньше 4 часов в сутки, то уровень ваших когнитивных способностей будет соответствовать уровню человека старше вас на 9 лет. Ещё одним удивительным открытием стало то, что недостаток или переизбыток сна одинаково действует на людей всех возрастов, и нормы сна не зависят от возраста человека. Так что даже если тебе 18 и ты думаешь, что поспать всего пару часиков в ночь перед экзаменом — хорошая идея, то смею разочаровать: к профессору ты придешь со способностями уже 27-летнего.
Кстати, в среднем люди спят 6:20. Однако иногда в более продолжительном сне есть свои преимущества. Люди, которые в отдельно взятую ночь спали больше, проходили тесты лучше, чем те, которые спали свое обычное количество часов или меньше. Так что иногда перед особенно важными мероприятиями все-таки стоит высыпаться.
Эта новость не совсем недельной, а скорее полутора недельной давности, но она очень милая. Ведь разве можно не любить хаски за их голубые глазки? А кстати, а откуда эти голубые глазки взялись? Конечно же, все дело в генетике. Откуда пошли человеческие голубые глаза? Понятно, древние европейцы заполучили мутацию, евгений, который регулирует проникновение в радужку вещества, из которого получается пигмент меланин.
И пошло-поехало. А вот откуда у собак голубые глаза, было пока непонятно. У некоторых пород возникают мутации в генах, регулирующих развитие меланоцитов — клеток, содержащих меланин. Но тогда под удар попадают не только глаза, становящиеся голубыми, но и шерсть, становящаяся пегой, плюс дополнительные бонусы, типа эпилепсии или рака кожи. Но хаски — то не какие-нибудь выцветшие вельш корги!
Один из стартапов по анализу ДНК домашних питомцев проверил 6000 собак на особенности генома, видимо, зарабатывая себе репутацию Embark. Вот что они выяснили: за голубые глаза хаски и аляскинских маламутов отвечают два участка ДНК. А ниже, кстати, иногда определяют разноцветные глаза — гетерохромия.
18 собачьей хромосоме целый участок в почти 100 тысяч оснований имеет дубликат. Сначала идут 100,000 нуклеотидов первого участка, а сразу за ними 100,000 нуклеотидов таким же 2 участка. И этого достаточно, чтобы целой породе стать уникальных голубоглазой.
Но основной посл в том, что всего лишь за год ученые смогли собрать достаточно материала, чтобы провести самое обширное в своем роде, но не самое важное исследование ДНК, причем не у человека, а у собак.
А сейчас буквально пару слов о том, что последняя работа Стивена Хокинга была опубликована онлайн. Она затрагивает информационный парадокс и была закончена всего лишь за несколько дней до его смерти в марте этого года. Название работы: "Black Hole and Shape and Soft Энтропия Черных Дыр и Мягкие Волосы".
Мальку Империи, соавтор работы, сообщил, что эта тема была центральной в жизни Хокинга последние 40 лет. Хокинг пытался разобраться, куда девается информация после того, как попадает в черную дыру. Он считал, что черные дыры обладают температурой, а значит постепенно теряют тепло в космическое пространство, испаряются вплоть до исчезновения.
Но согласно квантовым законам информация не может просто так исчезнуть вместе с черной дырой, и в своей работе Хокинг доказывает, что хотя бы часть информации должна сохраняться при падении объектов в черную дыру. И температура изменяется, точно так же изменяется и ее энтропия. И эту энтропию можно отследить по состоянию фотонов на горизонте событий черной дыры.
Сияние фотонов вокруг черной дыры и есть "мягкие волосы", указывающие на состояние энтропии и вероятных объектов, хранящих информацию о упавших черной дыре объектах. Это шаг вперед в разрешении информационного парадокса, но далеко не полное решение проблемы. Ни слова больше: статьи Хокинга — это не его научно-популярные книги, так просто не разобраться.
За подробностями к The Guardian или к самой статье — 26 страниц концентрата высшей физики. Ну а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр. Оставляйте свое мнение в комментариях, ставьте лайк этому видео и делитесь им со своими друзьями. Не забудьте подписаться на QWERTY в Instagram, Telegram и здесь на YouTube, и щелкнуть колокольчик. Проголосовать за самую интересную новость можно в подсказках к этому видео, а не наверху.
До скорых встреч! Пока! [музыка] А этот вот [музыка]