Как найти одинокую сверхмассивную? Мюоны и тайна пирамид. Электроды из геля. Новости QWERTY №249
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. А меня зовут Владимир. Как вы думаете, зачем нужно выбрасывать своё мочу с ускорением в 40g? Это нужно мелким цикадкам про конини, чтобы не умереть от истощения.
Дело в том, что они питаются исключительно соком растений, и из-за этого вынуждены выводить из организма количество мочи в 300 раз превышающее их вес. Оказывается, удаление жидких экспериментов струей для таких малышей крайне энергозатратно, не то что для больших млекопитающих. Чтобы экономить энергию, цикадки используют пружинные механизмы, расположенные в задней части тела.
Когда набирается капля, а это происходит за 80 миллисекунд, цикада взводит так называемый стилус, который затем придает капле ускорения в 40g. Стилус подбирает идеальный момент для спуска, сочетающийся с колебанием самой капли. Поэтому скорость капли быстрее скорости самого стилуса на 40 процентов. Такой механизм в несколько раз снижает траты энергии по сравнению с обычным струйным способом и по факту помогает цикадам выживать.
Эти цикадки называют снайперами, и не зря. И уж если стрелять, то только так. Удивительное рядом! В выпусках самых интересных новостей науки за предыдущую неделю и, как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
[музыка]
Казалось бы, мы уже почти все знаем про назначение, постройку и структуру пирамид Гизы. Шучу, и половина, наверное, не знает. И это несмотря на то, что пирамиды просвечивают методом мионной томографии, подставляя в нужные локации специальные пластинки, которые потом засвечиваются почти как при рентгене, но только за счет прилетающих из космоса мионов.
Так можно определить внутреннюю структуру огромных объектов. Правда, достаточно медленно: поток мионов не слишком интенсивный. В 2016 году были сделаны замеры в области необычной арки, расположенной над входом, на северной стороне пирамиды Хеопса. Они показали, что внутри есть неизведанная пустота, поэтому ее стали исследовать более подробно, обкладывая вот такими пластинами, реагирующими на мионы.
Все вокруг арки и входы. И вот теперь, после анализа всех данных, в том числе полученных из других источников и превращения вот таких пятен в объемную структуру, вышла статья, раскрывающая форму и размеры коридора. Его длина примерно 99 метров, высота и ширина около 2 метров. Он находится примерно в 20 метрах над землей и примерно в 85 см от внешней поверхности стены.
Это, кстати, примерная толщина такого блока, из которых сложена арка. То есть коридор должен начинаться прямо за аркой. Внутрь смогли заглянуть при помощи эндоскопической камеры. Там абсолютно чисто, никаких следов. А вот проникнуть внутрь все еще нельзя, если вы, конечно, не Марк Спектр.
Но зато можно с благоговением наблюдать, как наши технологии помогают получать удивительные знания и раскрывать тысячелетние тайны. Мы вот как-то привыкли, что сверхмассивные черные дыры — это вот те, которые миллионы солнечных масс, находятся в центрах галактик, как, например, Стрелец A со звездочкой в центре Млечного Пути.
Но теория заявляет, что нет препятствий к нахождению таких дыр за пределами галактики, в межгалактическом пространстве. Вот только ни одна такая самостоятельная не была зафиксирована до недавнего времени. Будем надеяться, что это все-таки не погрешность наблюдения, а реальный объект.
Примерно полгода назад астрономы наблюдали за галактикой RCP-28, расположенной в 7,5 млрд световых лет от нас. Она очень маленькая, в 12 раз меньше Млечного Пути и раз в 200-300 легче. На снимках Хаббла, а затем и телескопа Кека, в определенных спектрах рядом с галактикой обнаружился странный вытянутый на 200 тысяч световых лет объект, исходящий из центра маленькой галактики.
В его голове, точка A на рисунке слева, скорее всего, и находится сверхмассивная черная дыра, массивнее Солнца в 20 миллионов раз. Стрелец A, со звездочкой, к примеру, имеет массу в 4 миллиона солнечных. Вытянутый объект — это струя горячего газа. На минуточку, настолько крупная, что в ней рождаются звезды. И если ее действительно возглавляет одиночная сверхмассивная черная дыра, то это первый подобный объект, обнаруженный учеными.
Одиночные черные дыры меньших звездных масс были замечены ранее в пустоте, а вот сверхмассивные всегда были привязаны к центрам галактик. В теории разрыв мог бы произойти вот так. Представьте, что сталкиваются две галактики. Это достаточно частое явление. Затем к ним присоединяется еще одна.
Тогда три сверхмассивные черные дыры попадают в ситуацию, которую мы знаем как задачу трех тел. А ее исход непредсказуем, и один из объектов вполне может быть выброшен из танца с ускорением. Есть предположение, что объекты B и C — это напарницы объекта A, но это не точно.
А теперь начинается детектив! Вот как можно было бы обнаружить подобную черную дыру где-то там, в пространстве, кроме гравитационного линзирования, что было бы очень сложно доказать на таких малых масштабах. Кроме того, что эта черная дыра могла бы захватить собой в полет несколько звезд, что опять же на расстоянии в миллиарды световых лет очень сложно заметить. Есть еще один способ.
Так как межзвездное пространство заполнено очень разреженным ионизированным газом, то через него такого объекта, как сверхмассивная, да еще и на высокой скорости, оставляет за собой такой след, как Катя расставляет на воде. Газ начинает колебаться от ударной волны, потом он сгущается, и из него образуются массивные горячие звезды, которые своим свечением подсвечивают след от дыры, да движущейся сквозь пространство со скоростью в 1600 км/c.
С большой долей вероятности, это и есть реальный сценарий нашей истории и первый подобный обнаруженный объект. Как часто мы вводим металлические электроды в наши тела, импланты нейроинтерфейсов, типы нейролинка может и на слуху.
Но это лишь один из примеров аппаратной помощи при повреждениях нервной системы. Чаще речь идет о оживлении электродов больным эпилепсией, у кардиостимуляторах и просто об экспериментах на нервной системе, в том числе и у животных. Но каким бы тонким не был электрод, толщиной пусть даже волос, он что-то там, до повредит внутри органа. Плохо, если это будут нервные клетки.
А вот сами по себе микротравмы не страшны. Однако организм реагирует на них рубцами и разрастанием соединительной ткани. А это вредит уже самому электроду, и через какое-то время его придется заменить. А это новая операция. Это все расплата за жесткость материалов и за негибкость электродов.
Но что, если бы можно было сделать эти электроды гибкими? Можно, если формировать их на основе геля, состоящего из полимеризующихся материалов, мономеров, тиофена и некоторых ферментов. Такой гель вводят внутрь ткани, причем он не повреждает ее, а затем ферменты под воздействием молочной кислоты и глюкозы, имеющихся в организме, запускают процесс застывания.
В итоге гель превращается в гибкий проводящий материал, контактирующий с нейронами. Эксперименты на рыбах и пиявках, которым вводили жидкие электроды в мышцы, а рыбам еще и в мозг и сердца, показали, что повреждений в их внутренних органах не появилось. Гель застыл, вот такие синие гибкие электроды, причем нетоксичные.
Был нюанс: электрод не очень-то спешил выйти наружу из ткани. Внутрь он хорошо попадал, но чтобы получить к нему доступ, нужно было сделать надрез, что портило всю концепцию. В идеале, конечно, было бы сделать электрод беспроводным, но это уже другая история. Также еще не успели проверить точность электрода, она может быть невысокой, учитывая, что электрод мог растечься вдаль от целевых клеток.
Но с другой стороны, это всего лишь начало новой серии экспериментов, и как знать, возможно, в будущем электроды будут нам не вживлять, а вливать. Еще одна новость про гель, про гидрогель. Гидрогели уже какое-то время для медицины являются средством для восстановления поврежденных органов, учитывая, что они могут нести в себе, помимо собственно воды, полезную нагрузку в виде стволовых клеток и полезных веществ.
Их вполне можно нацелить и на восстановление нервной ткани или даже коры головного мозга. В чем-то эта методика даже похожа на использование нейрорганоидов для залечивания повреждений, но отличия тоже есть. Как минимум в том, что к стволовым клеткам, которые будут находиться в гидрогеле, впрыснутом прямо в мозг, нужно будет добавить сигнальные вещества, которые помогут этим клеткам дифференцироваться, то есть превратиться в обычные клетки.
А знаю, что внутри мозга может быть плохо с кислородом, то и какой-то его запас. Без кислорода нейроны не смогут полноценно вызреть и протянуть синапсы к другим клеткам, а плохо с кислородом будет обязательно в поврежденных местах, скорее всего, повреждены сосуды, поставляющие кислород.
А в толще нервной ткани снаружи кислород проникает достаточно плохо. Получается, что стволовые клетки из гидрогеля, которые поместят прямо на поврежденный участок, сделают всё и превратятся в нейроны, строясь в нервную ткань. Но только если что-то придумают с кислородом.
Как жаль, что его нельзя просто взять и добавить в гидрогель. Но зато добавить в него можно миоглобин — это белок из наших мышц, который умеет удерживать кислород, а затем отдавать его в сложных ситуациях. Кстати, у китов, которые очень надолго ныряют, и у лошадей, которые могут очень долго интенсивно скакать, миоглобин, так сказать, проапгрейден.
Поэтому в гидрогель добавляли модифицированные версии миоглобина, похожие на миоглобин китов и лошадей. И лучше всего стволовым клеткам помог миоглобин, который отдавал кислород нехотя. Затруднение он высвобождал кислород тогда, когда запасы в окружающей нервной ткани уже закончились.
Ему просто ничего не оставалось, как и самому начать делиться. С таким миоглобином клетки хорошо превращались в нейроны и встраивались в нервную ткань. Ученым получилось прокачать гидрогель, а это значит, что эту наработку можно использовать не только с нервными клетками, но и с другими.
Конечно же, нужны дополнительные исследования, но результаты уже обнадеживают. Лучше новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что физики из Сколтеха смогли закрутить жидкий свет при помощи двух лазерных лучей, вращающихся с частотой до 4 ГГц. Это помогло увидеть квантовые вихри, образующиеся в тем больших количествах, чем быстрее было вращение.
Этот эксперимент продвигает полиэти тонику как науку и направлен на получение оптического контроля за жидким светом. Но что же это за субстанция? Жидкий свет можно отнести к разновидности конденсата по За Эйнштейна, а именно состоящего из полиоритонов. Полиуретон — это частицы, образующиеся при взаимодействии между светом, фотонами и веществом и ксетонами.
По сути, это свет, который ведет себя подобно жидкости, даже может выливаться из контейнера. И несколько лет назад, по некоторым данным, такое состояние света получили уже при комнатной температуре.
Ну что, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет приятно, если вы поставите лайк этому видео, поделитесь им со своими друзьями и подпишитесь на QWERTY, если этого еще не сделали. Как обычно, проголосовать за самые интересные новости выпуска можно в нашем Telegram канале. Все ссылочки в описании, и до скорых встреч! Пока!
[музыка]