Влияние космоса на структуру мозга и гигантская экзопланета: главные новости на QWERTY
[музыка] Приветствую вас на канале Qwerty! Это выпуск самых важных новостей науки прошедшей недели. А меня зовут Владимир. В этом ролике: неизбежность старения, влияние космоса на структуру мозга, землетрясение из-за замедления вращения Земли и необъяснимо большая экзопланета. Все подробности вы можете найти по ссылкам в описании. Поехали!
Все мы умрем рано или поздно. Ученые борются за поздно. Теории старения организма множество. Это и генетическая запрограммированность, и накопление случайных ошибок и мутаций, и укорачивание теломер на концах хромосом. Ученое сообщество еще не пришло к единому мнению, но мы точно знаем, что есть организмы, у которых продолжительность жизни просто огромна, как у олиупскова морского окуня, или которые потенциально бессмертны, например, пресноводная гидра или некоторые медузы и губки.
В лабораториях ученые уже продлевают жизнь мышам и червям. И нет особых проблем с человеком до определенного предела. Но возможно ли победить старость в принципе? Математики подошли к этому вопросу через компьютерную модель организма, состоящего из большого количества клеток. Клетки были запрограммированы на постепенное дирихлее и разрушение межклеточных связей, что вызывало утрату их жизнеспособности. Все согласно принятым теориям о старении.
Чтобы избежать этого и вывести нечто потенциально бессмертное, необходимо поддерживать конкуренцию между клетками, которые приводят к замещению увядающих клеток новыми. Но в большом организме кроме конкуренции должна быть также и взаимовыручка, кооперация, которая снижает уровень отбора и понижает жизнеспособность. И без кооперации при высокой конкуренции резко возрастает риск возникновения раковых клеток, бессмертных клеток, которым не нужна никакая кооперация и которые захватывают весь организм.
Моделирование показало, что конкуренция противопоставлена сотрудничеству, а жизнеспособность организма зависит от обеих этих переменных. Возрастающая роль одной из них не компенсирует низкого уровня другой. То есть, при отсутствии конкуренции все клетки просто состарятся и отомрут, а при высокой конкуренции с самыми олимпийскими чемпионами станут раковые клетки, которые плевать хотели и на кооперацию, и на организм. В общем, есть вероятность того, что борьба со старением может оказаться бессмысленной. А с другой стороны, это всего лишь компьютерное моделирование с рядом ограничений и условностей.
В ролике от 25 сентября мы говорили о прорывах в 3D печати алюминием, и вот пришел черед нержавеющей стали. Печатать ею, мягко скажем, нелегко, ведь нержавейка – это не просто железо с углеродом, это еще и молибден, и хром, и никель, и титан, и кобальт, и многое другое. И все это ступенчато сплавляется и обрабатывается, формируя внутреннюю высокопрочную структуру. Вывести это на уровень 3D обычно пробовали нанесением микрочастиц сплава на подложку и спеканием их лазером, послойно формируя объект.
Но вполне ожидаемо в объекте оказывалось слишком много пор, что не лучшим образом сказывалось на прочности. И вот инженеры из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса все же смогли использовать в 3D печати низкоуглеродистую нержавеющую сталь, причем прочность изделия оказалась выше обычной выплавки или прессовки. Оказалось, что для этого нужно всего лишь быстро охлаждать каждый слой после лазерного спекания. Тогда кристаллы сплава плотно упаковываются и укрепляют все соединительные стенки.
На малом решили не останавливаться и заодно поколдовали над компьютерными алгоритмами печати, обеспечив более точный контроль над структурой материала вплоть до на нано-уровне. А ведь именно на нано-уровне дефекты структуры определяют пластичность или прочность материала. В результате, при некоторых типах нагрузок объекты выходят три раза лучше своих собратьев, полученных стандартными методами. Ученые заявляют, что 3D печать поможет подняться над компромиссом между пластичностью и прочностью нержавеющей стали.
Космос, конечно, манит человека, но он достаточно коварен и не раскрывает всех своих секретов. Так, мы до сих пор не знаем обо всех последствиях длительного пребывания в состоянии невесомости. На скидку можно предположить мышечную атрофию. А в ролике от 4 сентября мы рассказывали о том, что организм воспринимает космический полет как болезнь. Американские ученые выяснили, что микрогравитация на протяжении длительного времени меняет структуру мозга, что может приводить к нарушениям зрения у космонавтов.
Исследования проводили на товарищах, которые находились в космосе от двух недель до полугода. 18 космонавтов в среднем летали полгода, а 16 всего две недели. Им делали МРТ головного мозга и анализ циркуляции спинномозговой жидкости до и после полетов. У 17 долголетчиков обнаружили сужение центральных борозд мозга – это разделитель между двигательной и сенсорной зонами коры. Причем такая же петрушка случилась с тремя краткоэлитами.
А еще оказалось, что кора больших полушарий немного сдвигается вверх в черепной коробке у космонавтов. Буквально шевелятся мозги. На фоне этого изменения циркуляции спинномозговой жидкости в теменных долях у всех долголетчиков уже и не так настораживают. Ученые считают, что весьма распространенные последствия длительных космических полетов – отек диска зрительного нерва и жалобы на ухудшение зрения – могут быть связаны с такими изменениями структуры мозга.
Поневоле задумаешься, какие еще сюрпризы преподнесет космос человеческому организму. В любом случае, придумают защиту от таких последствий или не придумают, люди все равно будут продолжать полет. И будь то даже миссия на Марс, куда вполне можно долететь и безмозглым.
На этом космические странности не заканчиваются, и чем дальше в космос, тем больше необычного. Ученые из Британского Морикс университета в ходе обзора Next Generation транзит-сервий в обсерватории SU обнаружили первую экзопланету, которая, к тому же, оказалась крупнейшей из известных экзопланет по отношению к размерам своей звезды. Эта малышка – газовый гигант, который расположен 600 световых лет от Земли. По размерам он прямо как наш Юпитер, а по массе на 20 процентов легче.
Экзопланеты сейчас в принципе измеряют в единицах массы и размера Юпитера. Все бы ничего, но только масса его звезды вдвое меньше массы Солнца, а орбита планеты всего лишь 3 процента от Юпитера. В Sky это ближе, чем вращается Меркурий вокруг Солнца. Получается, что год на экзопланете длится двое с половиной суток, а поверхность газового гиганта раскалена до 530 градусов Цельсия. А это, между прочим, как темно-коричневое колено и для стали. Эта планета одним своим существованием бросает вызов парня этой теории образования планет.
Согласно ей, небольшие звезды образуются из небольших газопылевых облаков, и существующего материала недостаточно еще и для образования крупных газовых планет. Звезда нашей малышки – это самый обычный красный карлик M-класса, широко распространенный в галактике, и существование вот такой звезды газового гиганта очень удивило ученых. Возможно, дело в том, что упускать их звезд достаточно сложно.
Обнаруживать экзопланеты в любом случае надо искать дальше. Секреты египетских пирамид вполне можно раскрывать не с помощью лома и лопаты, а с помощью суперменовского зрения. Ну, то есть, сканеров и сенсоров. Поэтому, хотя никаких новых секретных комов, которые можно было бы зайти вот так вот пешочком, но зато международная команда исследователей обнаружила тайную комнату в пирамиде Хеопса дистанционно.
В пирамиде Хеопса расположены три погребальные камеры: недостроенная погребальная яма, камера царя с гранитным саркофагом и камера царицы. К царской камере под наклоном идет большая галерея длиной почти 50 метров. В прошлом году археологи якобы нашли в пирамиде еще 2 пустоты, но их закидали тапками, сославшись на то, что вместо пустот был просканирован просто другой тип камня. И вот ребята из проекта Scan Pyramids опубликовали новую статью с подтверждением открытия.
Причем достоверности добавляет способ исследования, а именно мюонная томография. Мюоны – это субатомные частицы, родственники неуловимого нейтрино, которые в 200 раз тяжелее электрона. Они регистрируются в космических лучах, а их время жизни просто катастрофически мало по нашим меркам – 2,2 микросекунды. Но, тем не менее, они чемпионы по продолжительности жизни среди частиц. Потоки ионов свободно проникают сквозь здание, но все же бетон и камень задерживают какое-то их число.
Поэтому мюонный детектор работает, как рентген для построек, регистрируя количество и траектории частиц. И такие детекторы были установлены еще в 2015 году внутри, а снаружи вообще использовали минные телескопы. Несколько экспериментов, в том числе с использованием ядерной фотографической эмульсии для поимки мюонов, показали, что над большой галереей, на высоте 40-50 метров от пола камеры царицы, есть 30-метровая камера. Вероятность ошибки практически исключена, что это отдельная камера, группа камер или вообще коридор. Только предстоит выяснить, а заодно и обнаружить новые проклятия фараона.
Всем известному, скорее всего, что в гибели динозавров стоит винить астероид диаметром около 12 километров, который не поделил траекторию с Землей около 65 миллионов лет назад. Где теперь тот астероид, и где теперь Земля? Современным напоминанием о той катастрофе служит кратер Чиксулуб на знаменитом полуострове Юкатан в Мексике. Эта катастрофа, которая привела к так называемому мел-палеогеновому вымиранию, до сих пор будоражит умы человечества.
Ученые из Института планетологии в США (не путать с палеонтологией) и Имперского колледжа Лондона решили удовлетворить свое любопытство и провели новое моделирование падения астероида и его последствий. Результаты моделирования изменили их представления о мел-палеогеновом вымирании. Согласно исследованию, столкновение произошло под углом 60 градусов. Удар такой силы выбросил порядка 325 миллиардов тонн серы и 425 миллиардов тонн углекислого газа на скорости более одного километра в секунду и на высоты более 25 километров. И это в 3 раза больше серы и в три раза меньше углекислого газа, чем считалось ранее.
И это всего лишь в 10 раз больше, чем выбросил в атмосферу всякой гадости человечество в 2014 году. Атмосферу заполонили частицы пыли, серы и углекислого газа, из-за чего солнечное излучение, достигающее поверхности планеты, заметно сократилось, что и привело к резкому и длительному снижению температуры. Авторы исследования посчитали, что температура в среднем уменьшилась на 26 градусов и держалась ниже 0 3 года. Естественно, что не все живые организмы смогли пережить это вымирание. Так что спасибо этому астероиду и Чипу Слуге за наше современное.
Сегодня предсказание землетрясений – сложная задача. До сих пор не существует надежного и достоверного способа предсказать это стихийное бедствие, которое уносит сотни тысяч жизней, а уж вовремя эвакуировать население. Американские геологи из Университета Монтаны и Университета Колорадо предложили новую методику вычисления землетрясений. Они установили связь между замедлением вращения Земли вокруг своей оси и усилением сейсмической активности.
Следующий за максимумом на Земных сутках за последние сто лет наблюдений произошло 5 сильных скачков сейсмической активности, и каждый из них совпадал с периодом замедления вращения Земли и увеличением земных суток. Соответственно, между началом замедления Земли и всплеском сейсмической активности проходит примерно 5-6 лет. А это вполне себе закономерность. Замедление вращения Земли объясняется трением медведей, а зимой – жидких и твердых частей планеты, то есть океанов и жидкого ядра о земную кору.
От начала до пика замедления проходим где-то 5-6 лет, а всего от пика до пика – то есть цикл длится 20-24 года. Глобальное увеличение сейсмической активности происходит в промежутках между пиками. И эта связь становится более заметной. Эта странная корреляция между скоростью вращения Земли и землетрясениями объясняется двумя гипотезами. Согласно первой, в результате замедления вращения уменьшается сплюснутость Земли, а вторая списывает все на некий литосферный проскок – явление, при котором скорость движения земной коры становится намного больше, чем вращение жидкого ядра под ней.
Точно предсказать место и время землетрясения новая методика не позволяет, но обычно самые сильные землетрясения происходят в Индии, странах Юго-Восточной Азии, Южной Америки и Карибского бассейна. 80 процентов мощнейших землетрясений на границе Карибской литосферной плиты произошли через пять лет после максимумов замедления вращения Земли. Ну что ж, на этом сегодня все. Ставьте лайк этому видео, если оно вам понравилось! Если не понравилось, то напишите в комментариях и друзьям своим отправьте, пусть они тоже напишут, почему им не понравилось. Подписывайтесь на Qwerty и нажимайте колокольчик. И до скорых встреч! Пока! [музыка]