Когда Земля будет необитаема? Антиматерия в гравитации. Млечный путь уменьшился. Новости QWERTY №274
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир, и, как говорится, вновь продолжается бой. Медики из Балтимора пересадили сердце свиньи живому человеку во второй раз. Первый раз, напоминаю, закончился смертью пациента Дэвида Беннета. Примерно через 2 месяца после операции из-за своевременно не обнаруженного свиного цитамегаловируса. Теперь же тот же хирург в том же медицинском центре осуществил точно такую же операцию. Свинью перед этим проверили неоднократно на вирусы.
Разумеется, в целом семья имела целых 10 генетических модификаций. Три гена, которые могли бы вызвать отторжение тканей, были нокаутированы, шесть человеческих генов, обеспечивающих принятие органа человека, были добавлены, а заодно был удален ген, отвечающий за рост сердца, чтобы оно, так сказать, не выходило за рамки реципиента. Лоуренс Фосфор не имел, собственно, других вариантов продлить свою жизнь, потому что у него была уже терминальная стадия болезни сердца, изношенные сосуды и даже внутренние кровотечения.
В таких ситуациях донорское сердце человека не предоставляет, поскольку шансы на успех операций минимальны, и лучше отдать сердце более здоровому пациенту. Поэтому оставалось только ксенотрансплантация. После операции Фосфор чувствует себя хорошо. Он сам дышит, сердце не нуждается в поддержке со стороны аппаратуры. Это еще один важный шаг на пути к широкому применению ксенотрансплантации, уже сейчас показывающий перспективность работы с органами животных. Но мы будем следить за состоянием Фосфора.
А теперь нам ничего не мешает отправиться по волнам самых интересных новостей науки за предыдущую неделю. Как обычно, все ссылки и источники на подробности в описании.
Если вы когда-либо гордились нашим общим домом из-за его размеров, но мало ли, какие виды галактического шовинизма присущи людям, то появились свежие данные, способные пошатнуть вашу убежденность. Млечный Путь мы всегда считали довольно крупной спиральной галактикой, далеко не малышом. От сотни до 400 миллиардов звезд. Общая масса – триллионы, даже больше солнечных масс. Это включая темную материю.
Вообще именно благодаря темной материи мы можем наблюдать странное явление: внешние части галактик вращаются гораздо быстрее, чем надо. Будто есть какая-то дополнительная невидимая масса, помогающая ускорить их. Это как раз темная материя. Так-то, по идее, чем дальше от центра, тем медленнее будет вращаться вокруг него внешняя часть диска. Хороший пример – планеты в солнечной системе, подчиняющиеся законам Кеплера.
Но, как мы уже успели убедиться, галактики, которые мы видим на небе, показывают совсем иное поведение в отношении своих внешних частей. Что же с Млечным Путем? А здесь, за деревьями, очень сложно разглядеть лес. И я имею в виду, что пыль, газ, даже сам центр нашего Млечного Пути мешают нам наблюдать за звездами нашей собственной галактики. Правда, тут есть помощники, которые осуществляют наблюдение из космоса. Один из них – это космический телескоп Гая, расположенный в полутора миллионах километрах от Земли.
В точь килограмм он там работает, сканируя уже 10 лет. На основании данных Гае было сделано довольно-таки много астрономических открытий. Но недавно вышла статья, так сказать подводящая некоторые итоги его работы, которые вызвали много астрономических вопросов. В статье приводятся графики зависимости скорости звезд от их расстояния от центра галактики.
По скоростям можно вычислить силу гравитации, действующую на звезды, а по ним, соответственно, и массу галактики. Так вот скорости внешних звезд нашей галактики гораздо меньше, чем у внешних звезд других спиральных галактик. То есть внешние части Млечного Пути ведут себя больше как обычные внешние планеты, обычной звездной системы.
Но тогда получается, что наша галактика не похожа на другие спиральные галактики. В ней гораздо меньше темной материи – примерно в два раза. В спиральных галактиках на одну часть обычной материи обычно приходится 6 частей темной, а для Млечного Пути это соотношение всего лишь один к трём. Да и масса нашей галактики тоже будет меньше, чем мы представляли. Никакой нет триллион, а всего около 200 миллиардов солнечных масс, что выводит нас в разряд маленьких спиральных галактик.
А еще это значит, что мы бы тогда не смогли бы удержать галактики-сынки Млечного Пути, если бы они обладали их общепринятой на данный момент массой Магелланового облака. Следовательно, их массу тоже надо пересматривать. Нет, ну лучше поздно, чем никогда, осталось только понять, а что же пошло не так. Вероятно, когда-то Млечный Путь просто упустил шанс поглотить достаточное количество галактик в процессе своей эволюции, в то время как другие насыщались в достаточной мере.
А может быть, всё дело в Гае: его расчеты некорректные, методика подсчета как-то сильно отличается. Но тогда для ряда работ, которые основывались на его прежних данных, нужно будет инициировать процедуру перерасчета или пересмотра. В любом случае, это важное астрономическое открытие, которое по-любому вызовет много дискуссий.
Карта нашей Земли никогда не была чересчур статичной. Сейчас суша разбита на 6 континентов, но когда-то она вся была объединена в один суперконтинент. Процессы схождения и расхождения материков повторялись и будут повторяться в будущем. Через пару сотен миллионов лет материки опять сольются в суперконтинент Пангеи Ультимум. И это место не будет приветливым для млекопитающих.
Млекопитающим последние 55 миллионов лет крупно везло. Для них когда-то очень хорошо подходили климатические условия. После этого они адаптировались и заполонили все вокруг. В целом адаптация продолжится и в будущем, но у всего есть свои пределы. Дело в том, что будущее Земли довольно мрачное, и глобальное потепление разогреет планету, ведь почти точно мы пройдем точку невозврата.
Но сближение континентов добавит еще перца. Компьютерное моделирование показало, что будет с климатом, учитывая всю текущую ситуацию. Оно опиралось на текущие модели циркуляции атмосферы, воды в океане, динамики растительного покрова и подобные. Также учитывалось количество солнечного излучения, достигающего поверхности Земли, а оно будет расти. Следовательно, нагрев будет увеличиваться.
Дополнительно столкновение континентов приведет к возрастанию вулканической активности, и все это в совокупности с ростом концентрации углекислого газа из-за антропогенных факторов приведет к печальным последствиям. Климат на Пангея Ультима, она же Пангея Проксима, она же, довольно пророчески, последняя Пангея будет резко континентальным.
Концентрация углекислого газа составит в среднем около 620 частей на миллион, полтора раза больше, чем сейчас, но может вырасти и в два раза. Средняя температура воздуха поднимется, возможно, на 14 градусов Цельсия. То есть большая часть планеты будет иметь температурный режим от 40 до 70 градусов. Это означает, что пригодными для проживания будут только около 15 процентов суши, и, естественно, не для всех видов млекопитающих. То есть грядёт очень массовое вымирание.
Вот на этом графике можно посмотреть, как Пия Пангея Ультима будет скатываться из зеленой зоны обитания в красную зону необитаемости. То есть вообще нечего бояться, что через несколько миллиардов лет солнце превратится в красный гигант. Тут и сама Планета делает определенные телодвижения к быстрейшему решению задачи избавиться от человечества. Так что решать проблему нужно гораздо быстрее, ну там за сотню миллионов лет.
Вот уж где часть кита тикают. Антиграв – это не пленка, которая обклеивает пороги автомобилей. Антигравитационная пленка – это транспортное средство, которое преодолевает гравитацию. К примеру, вот такие аппараты. Один из них пилотировал юный Дарт Энакин Скайуокер. Само собой, ученым хотелось бы создать нечто подобное. Ведь теоретически способы немного нарушить привычный нам ход событий, когда все предметы в гравитационном поле падают как бы вниз, есть. Это привычный ход вещей, ещё и жестко закрепленный в общей теории относительности.
Однако физики постоянно пытаются её челленджить, испытывать. В конце концов теории всего, объединяющие гравитацию и квантовую физику, пока еще нет, поэтому что-то там, да, может быть в этой ещё не созданной квантовой теории гравитации, например. А вдруг антиматерия в гравитационном поле будет падать вверх? Мало того, что Эйнштейна можно подвинуть тогда, но и гонки на поводах станут доступными в теории.
Вот только антиматерия, а ученые давно научились её получать, не очень хорошо ведет себя в экспериментах. Постоянно норовит аннигилировать сапоги, касаясь с обычной материей. А когда помещаешь её в магнитные ловушки, и эти же ловушки создают помехи и наводки своими магнитными полями, и всё равно непонятно, как ведет себя антиматерия в плане гравитации.
Но установка, пытающаяся это выяснить, существует. Ещё в 2018 году была запущена Ловушка Альфа G при CERN; она как раз работает с атомами антиводорода. В её составе есть вакуумная камера, в которой стабилизируют антиводород в магнитном поле. Туда просто нагнетают позитроны и антипротоны с довольно мощного генератора антиматерии.
Какие-то из них не аннигилируют и комбинируются в атомы антиводорода, оказываются пойманными в ловушке. Затем это магнитное поле выключают, чтобы добиться для антиводорода свободного, так сказать, падения и зафиксировать, сколько атомов куда упадет. В соответствии с общей теорией относительности, 1/5 обычных атомов, например, атомов водорода, таки должна отправиться вверх из этой ловушки.
Но не из-за того, что действует антигравитация, а из-за принципа слабой эквивалентности сил гравитации и инерции. Остальные атомы все должны падать вниз. Но что же произошло с атомами антиводорода? С ними на практике вышло абсолютно то же самое, что и с обычным веществом: в том же самом соотношении 80 процентов анти-атомов упали вниз. Антиматерия не движется. Наоборот, в гравитационном поле никакой антигравитации через антиматерию получить человечеству не удастся.
Конечно, этот эксперимент не позволил рассчитать силу, с которой Земля притягивает атомы антиводорода. Так что тут ещё можно немного поспекулировать, пока не наберется больше данных. Но теперь совершенно точно ясно, что поды где-нибудь на Татуине точно работают не на антиматерии, а на чем-то другом. И мы это ещё выясним.
Лучший новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что ученые создали генетически модифицированную бактерию, которая может разлагать пластик ПЭТ, находясь прямо в соленой воде. Сделано это с прицелом разобраться с огромными залежами пластика в мировом океане в целом и в Большом Тихоокеанском мусорном пятне в частности.
Разумеется, в комментариях написали об опасности помещения в дикую природу подобных бактерий, поскольку они могут не ограничиться пластиком из океана и приступить ко всем остальным ПЭТ в нашем мире. А может быть, даже переключиться на другие виды пластика. Я не нашел прямого ответа на вот подобную угрозу участников эксперимента, но думаю, что здесь все дело в условиях, которые требуются этой генномодифицированной бактерии – вибрион натрий генс для размножения. Это достаточно высокая концентрация соли – 2 процента, то есть вне морской воды этой бактерии делать нечего.
На сушу она не выберется, также она пока что нацелена только на ПЭТ. Поэтому, хотя бы частично городские механизмы и аппараты, использующие детали из полиэтилентерефталата, могут быть под угрозой. Но это далеко не единственный пластик, который используется в промышленности и на море. Если ученые таки смогут заставить эту бактерию питаться ПЭТ, напомню, что сейчас она просто его разлагает, то тогда ей будет очень сложно выбраться за пределы мусорного пятна, и там будет просто не хватать пищи.
Ну и уверен, что у ученых есть еще козыри в рукаве для того, чтобы защитить детали из ПЭТ от атак этой бактерии и как-то ограничить её размножение. Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр!
Как обычно, мне будет очень приятно, если вы поставите лайк этому видео, поделитесь им со своими друзьями и подпишитесь на QWERTY. Щёлкните колокольчик! Проголосовать за самую интересную новость этого выпуска можно в нашем Telegram-канале, ссылочка будет в описании, и вы видите на экране. До скорых встреч, пока!