Квантовая батарея. Земля остывает. Гребля по воздуху. Черная дыра «наоборот». Новости QWERTY №202
Из этого ролика вы узнаете, как работает квантовая батарея, что бывает, когда чёрная дыра ведет себя наоборот, насколько быстро остывает Земля, можно ли вырастить свою шевелюру на боку мыши и можно ли буквально плавать по воздуху.
[Музыка] Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY, а меня зовут Владимир.
С друзьями не хотите немножечко Джеймса Уэбба? Космический телескоп почти что долетел до точки Лагранжа L2 в системе Солнце-Земля. 19 января телескоп завершил настройку 18 сегментов главного зеркала с миллиметровой точностью. Но это еще не все! После того как аппарат попадет на гала орбиту, начнется трехмесячный процесс тонкой юстировки зеркала для придания ему совсем уж идеальной параболической формы.
То есть сегменты будут настраиваться с микронной и нанометровой точностью. Но насколько точно? Мы выбираем самые интересные новости науки за предыдущую неделю - судить только вам. И для этого у вас есть все ссылки на источники и подробности в описании к этому видео.
Мы как-то привыкли, что у чёрных дыр плохая репутация. Они как голодные монстры в основном поглощают звезды вокруг себя. Но Хаббл, которого еще рано списывать в утиль, обнаружил доказательства того, что есть черные дыры, наоборот, создающие звезды. В центре одной карликовой галактики, расположенной в 30 миллионах световых лет от нас, телескоп подтвердил наличие особенной массивной черной дыры, пытаясь вести себя как большие взрослые собратья.
Эта черная дыра также выбрасывает из себя раскаленное вещество, но вот только их скорость составляет всего одну целую шесть десятых миллионов километров в час, что очень медленно по сравнению с релятивистским виджетами других сверхмассивных черных дыр. Скорее всего, поток вещества от черной дыры встречает на своем пути область плотного газа, который и замедляет джет. Более того, поток вещества от черной дыры в этой карликовой галактике не только медленнее, но еще и холоднее, чем от ее более больших и жестких собратьев.
Поэтому в смешении вещества джета и облака плотного газа начинают зарождаться звезды. Иначе, если бы вещество было слишком горячим и ультрабыстрым, как от более привычных нам черных дыр, в нем не могли бы начаться процессы звездообразования.
Черные дыры карликовых галактик почти все время сохранили свои размеры и, сталкиваясь с другими галактиками, могут раскрывать тайны рождения черных дыр в молодой вселенной, когда они только начали формироваться и расти.
После того, как четыре с половиной миллиарда лет назад наша Земля оказалась покрыта раскаленной магмой, с тех пор она в основном только остывала. Остыла она так сильно, что в процессе охлаждения образовала земная кора, на которой завелась жизнь. Однако раскаленное ядро до сих пор обеспечивает жизненно важные процессы: конвекцию магмы, тектонику плит, вулканизм.
Марс в силу меньших размеров и более ускоренного остывания такими вещами похвастаться просто не может. С другой стороны, мы не знаем, а как долго еще будет остывать наша Земля. Помочь ответить на этот вопрос могут минералы, которые располагаются между внешним ядром и нижней мантией.
И этот пограничный промежуточный слой важен, потому что он находится в непосредственном контакте с железным никелевым ядром. Градиент температур между ядром и мантией достаточно резкий; по-видимому, теплообмен там весьма высок. Промежуточный слой состоит в основном из минерала бриджманаита, но понять, сколько тепла переносится из ядра в мантию, очень сложно, потому что экспериментально получить такие данные в полевых условиях мог бы, наверное, только Патрик Бран.
Иногда прямой эксперимент можно заменить лабораторным, если создать условия, давление и температуру, как в центре Земли, а показания снимать при помощи сложной системы, в основе которой оптической абсорбция алмаза, разогретого при помощи импульсного лазера. Измерения показали, что теплопроводность бриджманаита полтора раза выше, чем считалось ранее. Это значит, что и тепло течет в мантию в полтора раза быстрее.
Увеличенная теплопоток означает и более сильную конвекцию магмы, и это означает, что Земля остывает быстрее. Также ученые выяснили, что ускоренное остывание мантии изменит стабильные фазы минералов в пограничном слое, и режим "нет" при остывании превращается в постперовскит, но его появление будет означать еще больше остывание мантии, потому что теплопроводность постперовскита ещё выше.
Плохая новость: Земля остынет быстрее, чем мы думаем. Хорошая новость: это произойдет все еще очень не скоро. Плохая новость: это произойдет позже, чем мы ощутим последствия глобального потепления.
Хорошая новость: на этой утке по воде плывет. Но корабль по воде идет, а по воздуху самолет вроде бы летит, утка летит и укрыть, и но не всякий есть жуки, которые по воздуху плавают. Всё дело в том, что они очень-очень маленькие, до 0,4 миллиметров, поэтому воздух для них становится очень вязким. Чтобы передвигаться в таком супе, эти жуки отрастили себе особые крылья: первая пара – открытые жесткие, вторая пара крылья – мягкие, все как положено.
Но вот только мягкие крылья исполнены в виде перьев. За это, кстати, таких жуков называют жуками-перокрылками. И такой тип крыльев достаточно распространен среди разных видов микросекунд. Перья, практически не пропускающие через себя вязкий воздух, могут его прекрасно загребать.
Вы видите, что движение похоже на грибковые с касаниями над телом и под телом жука. Аэродинамической эффективности крыльев не уступает обычным пластиночным крыльям жуков, к тому же у них меньше масса, а следовательно, меньше инерции. Жесткие надкрылья также активно принимают участие в полете, что не характерно для жуков; они достаточно сильно колеблются, компенсируя вращение тела, которое неизбежно наступало бы, если бы перьевые крылья двигались сами по себе.
Вообще, будь движение пера крыльев обычными, подъемной силы, создаваемой ими, не хватило бы для взлета. Поэтому и приходится крутить крыльями восьмерку, как бы грести, используя большие углы атаки. Надо сказать, что такой вид или стиль полета никогда ранее не был зафиксирован.
Скорее всего, нам нужно больше внимания уделять разным микронасекомым. Как минимум, это будет интересно инженерам микро роботов. Ещё более интересно то, что такие жуки-перокрылки не уступают скорости полета своим более крупным собратьям, даже в три раза больше себя.
То есть получается, что их ускорение даже выше, чем у других жуков. А если пересчитать скорость с учетом размеров тела, ну что-то типа количества корпусов в секунду, то они вообще рекордсмены в живой природе, даже быстрее колибри, у которых скорость достигает 400 корпусов в секунду. Хотя обычно чем меньше насекомое, тем медленнее.
Не припоминаю, чтобы мы рассказывали о квантовых батареях в наших новостных выпусках и предлагаю исправить этот недочет. Квантовые батареи предлагаются с удивительным принципом: чем быстрее, тем меньше скорость зарядки, и есть вероятность, что эта зависимость будет даже нелинейной в каком-то смысле. Такой эффект, эффект супер поглощения, имеет одну природу с эффектом супер излучения.
Супер излучение уже достаточно известно и изучается. Его смысл примерно в том, что в супер излучателях вместе с ростом пиковой интенсивности уменьшается время излучения. Логика физики говорит, что раз уж был зафиксирован эффект супер излучения, то и супер поглощение тоже где-то рядом.
И на самом деле его уже получали, но только на очень небольшом количестве атомов. Собственно, такой же принцип супер поглощения, только больше и немного другой, хотели продемонстрировать ученые. Они создали несколько структур, представляющих собой многослойные полости разного размера, выложенные изнутри разным количеством органических молекул.
Затем их разместили между бриллонтовыми зеркалами, получив микро резонатор, и зарядили при помощи лазера, причем так, чтобы число приходящихся на каждую молекулу фотонов оставалось одинаково. Активный слой микро полостей содержит органические полупроводниковые материалы, запасающие энергию, а точнее, поглощающие фотоны из лазерного излучения.
В основе супер поглощения лежит идея, что все эти молекулы работают в едином порыве благодаря суперпозиции. Измерение при помощи абсорбционной спектроскопии, данные которых обработали при помощи компьютерного моделирования, показали, что время зарядки уменьшалось, а пиковое значение накопленной энергии увеличивалось при росте размера батарей, что и требовалось доказать.
По идее супер поглощающий материал также должен из супер излучать, но ученые смогли так настроить параметры этого прототипа квантовой батареи, что в супер излучении не наблюдалось. А это говорит о возможности запасать энергию впрок для последующего нормального использования.
Они для все здесь и сейчас любой ценой. К тому же в теории можно так настроить контур этой квантовой батареи, что она начнет отдавать электрический ток. Ну, чтоб уж совсем по красоте, взгляните на эту мышь. На ее боку растет чья-то будущее шевелюры, ну или усы. На самом деле, нет: это экспериментальный образец, вряд ли этот куст кому-то пересадят.
Перед вами мышь, которую через генетические манипуляции сделали безшерстной, а затем подсадили ей перепрограммированные стволовые волосяные клетки. В момент рождения мы обладаем всеми волосяными фолликулами, которые у нас когда-либо будут. Далее, стволовые клетки в них будут только отмирать из-за тестостерона, старения, генетической лотереи, рака или даже языка вида.
Благодаря господину Яманаке, клетки можно перепрограммировать, превращая их практически в любые нужные нам данные на данный момент. Например, стволовые клетки волосяного фолликула, которые в дальнейшем дифференцируются в разные клетки, составляющие наши волосы: от кертиницитов до фибробластов.
То есть ученые рассматривают клетки не как какую-то стабильную физическую сущность, а как состояние, которое можно менять для достижения эффекта шевелюры. Состояние клеток крови или жира донора перепрограммировали на стволовые волосяные, ну а мышиное состояние на, скажем так, суррогат налысо.
Но все вместе это гарантирует тебе прекрасные прически после 70. Кстати, чуть не забыл: если вы вдруг подумали об экспериментах над волосяными органоидами, me too! Эксперименты с выращиванием органоидов человеческой кожи с волосяными фолликулами тоже ведутся. Вот так выглядит такой органоид в увеличении.
Лучше новостью предыдущего выпуска вы определили новость про то, что человеку с терминальной стадии болезни сердца впервые в истории пересадили сердце генетически модифицированной свиньи. Для 5-7 летнего Дэвида Беннетта это был последний шанс выжить, потому что в пересадке сердца человека ему было отказано из-за плохого здоровья.
Ну а так как на данный момент свежих обновлений о состоянии Дэвида не поступало, то вот вам три факта про него и эту историческую операцию. Первое: Дэвид в молодости совершил нападение с ножом на человека, который привело к тому, что его жертва оказалась в инвалидной коляске. Второе: ксенотрансплантация, которой подвергся Дэвид, называется дискарданной, то есть пересадка осуществлялась между неродственными видами – свиньей и человеком.
Если бы виды были филогенетически близки, например, крысы и мыши или приматы и человек, токсина трансплантация была бы конкордантной. Операция вызвала множество этических дискуссий, что, как бы естественно. Но более интересно то, что она может стать отправной точкой для нового типа животноводства и даже новых политических и экономических видов.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Вы как всегда можете проголосовать за самую интересную новость выпуска в нашем телеграм-канале, оставить ваше мнение в комментариях, подписаться на QWERTY и поставить лайк к этому видео. И до скорых встреч! Пока!
[Музыка] Вот! [Музыка]