502
Вселенная атомов, атом во вселенной. На канале публикуются заметки по различным направлениям естественных наук, их истории и персоналиям. Проникнись духом науки! Наш чат: t.me/spacegateway
Изображение. Установка для управляемого термоядерного синтеза WHAM (the Wisconsin HTS Axisymmetric Mirror), постепенно вводящаяся в эксплуатацию в Physics Sciences Lab в Висконсинском университете в Мэдисоне. Принцип действия опирается на один из самых ранних дизайнов термоядерных установок — магнитное зеркало, в русскоязычной традиции поэтично именуемое пробкотроном (потому что магнитное зеркало иногда называется магнитной пробкой — физикам такая метафора гораздо больше по душе). В магнитном зеркале для удержания плазмы создаётся такая конфигурация магнитного поля, что линейно движущаяся частица постепенно замедляется в продольном направлении уплотняющимся силовыми линиями и отражается обратно. Схема очень простая, но её быстро признали нерабочей — никак не удавалось таким образом разогреть плазму до достаточных температур, и дизайн быстро забросили. Но сейчас он, кажется, переживает ренессанс, ибо сразу несколько научных групп в последние годы заявили о модификациях, позволяющих добиться значительно более высокой температуры плазмы. В данном девайсе для этого используются мощнейшие сверхпроводящие магниты, дающие поле в 17 Тл, а также схема нагрева ионов, основанная на нагреве быстрой волной на высших гармониках (HHFW, high harmonic fast wave), при которой из нейтрального предварительно разогретого пучка отбираются и селективно разгоняются только наиболее быстрые ионы. При этом, проектировщики решили вернуться к простейшей схеме дизайна зеркал — осесимметричной, что отражено в названии.
Что думаете?
#наука #scimage
Новости науки. Астрономы из Института радиоастрономии им. Макса Карла Эрнста Людвига Планка нашего дорогого в Бонне полагают, что обнаружили пару сверхмассивных черных дыр в центре галактики Маркарян 501 в 500 млн. световых лет от нас, которые пребывают буквально на грани слияния. На грани означает, что событие может произойти уже через какую-то сотню лет, что по астрономическим меркам пшик. Такой вывод стал возможным только в результате многолетних наблюдений — в течение 23 лет американский радиоинтерферометер VLBA в Нью-Мексико следил за объектом, и, похоже, что у него два джета, исходящих под разными углами, а это значит, что черных дыр там тоже две. Кроме того, яркость источника колеблется с периодом в 121 день, что интерпретируется, как орбитальный период пары. А 121 день для таких объектов это действительно довольно мало. Пока не все специалисты согласны с интерпретацией авторов, но если она подтвердится, то мы буквально в реальном времени сможем наблюдать за слиянием сверхмассивных черных дыр, начиная с самых ранних стадий процесса.
Статья опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 27 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Изображение. Вы только посмотрите, какой крутой камень нашел марсоход Curiosity в кратере Гейл на Марсе. Его возраст составляет примерно 3.6 млрд. лет, и он покрыт так называемыми сверхкритическими восходящими волнами (supercritical climbing ripples), представляющие собой пластинки породы, наслаивающиеся друг на друга под крутым углом (да простят меня геологи за такую формулировку). Это очень редкая структура, которая образуется во время сильных и длительных штормов, когда ветер переносит много песка крупной фракции. Авторы считают, что для этого требуется гораздо более мощная атмосфера, чем та, которой Марс обладает сегодня. Говорят, даже на Земле таких образований нашли всего несколько штук. А значит, мы имеем очередное свидетельство того, что миллиарды лет назад атмосфера Марса была существенно плотнее.
Статья опубликована в Geology 27 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #scimage
Видео. Учеными из Калифорнийского технологического института опубликованы первые результаты проекта SWOT (Surface Water and Ocean Topography), одной из важных задач которого является изучение рек нашей планеты.
Технически проект реализован с помощью спутника, на котором установлен широкополосный интерферометр Ка-диапазона (длина волны 8 мм), состоящий из двух радарных приемников, разнесённых на мачте длиной 10 м. Такая конфигурация позволяет сканировать полосу поверхности шириной в 120 км с вертикальным разрешением в 0.1 м (горизонтальное разрешение не указано, но картографированы реки от 30 метров шириной). В итоге получается высотная карта поверхности всей планеты, отображающая как высоту, так и ширину всех рек, начиная от тридцати метров. Авторы указывают цифру в примерно 130 000 участков рек, только не очень понятно, как именно реки разделяются на участки.
Измерения одного и того же участка обновлялись с частотой в месяц, что позволило оценить, как меняется суммарный объем вод в реках мира в течение года. В исследовании представлены данные за 2023-2024 гг. Вероятно, измерения будут продолжены, чтобы набрать статистику.
Это первые систематические данные подобного рода. До этого измерялась либо ширина, либо высота, и всегда преимущественно локально. То есть, никакой единой глобальной базы данных по вариации объема вод во всех реках мира до сих пор не было.
Измерения показали, что за год водохранение рек проварьировалось на 313 кубических километров при суммарном объеме порядка 2000 кубических километров, что примерно на 28% ниже самых консервативных оценок существующих моделей. Самой вариабельной оказалась Амазонка с изменением в 173 кубических километра, затем идут Обь, Индостан, Ориноко и Конго. Нил, интересным образом, в число рекордсменов не попал.
Однако авторы отмечают, что на год наблюдения пришлась рекордная засуха в ряде регионов, поэтому эта точка данных может слегка выбиваться из распределения. А это значит, что надо продолжать измерения. Ну а мы уже можем насладиться красивой пульсирующей картой.
Статья опубликована в Nature 4 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука
APOD. Астрофотографу AJ Smadi из Сиэтла в 2025 году удалось запечатлеть полумесяц Венеры и МКС на одном снимке. Оказывается, их угловые размеры при наблюдении с Земли примерно одинаковы. Венера плохо старается.
Что думаете?
#космос #apod
Цитата в гостях у Истории науки. Вот как в 1926 г., уже сильно после СТО и ОТО, немецкий астроном Куно Хоффмайстер интерпретирует результаты опыта Майкельсона-Гэля-Пирсона. Понадобилось немало времени, чтобы изжить представления об эфире.
“Вопрос о том, зависит ли скорость света от движения источника света и от движения системы, в которой распространяется свет, играл очень большую роль в последние десятилетия. С ним тесно связан вопрос о том, увлекается ли носитель световых колебаний — эфир — движущимися телами или же он покоится. Последнее предположение напрашивается из явления аберрации неподвижных звёзд: световые лучи как будто достигают нас через неподвижный эфир, и поскольку Земля движется, направление приходящих лучей кажется изменённым. Первые опыты Майкельсона и Морли (1881 и 1887 годов) и их повторения, напротив, не обнаружили никакой зависимости скорости света от орбитального движения Земли, что указывает на то, что эфир увлекается.
В основе нового опыта лежит следующий ход мысли. Если бы удалось послать световой луч вдоль экватора вокруг Земли, то при увлекаемом эфире было бы безразлично, направляем ли мы луч на восток или на запад — в обоих случаях он затратил бы одинаковое время на полный оборот. Иначе обстоит дело, если эфир не участвует во вращении Земли. В таком случае, когда луч вернулся бы в свою исходную точку в неподвижном эфире, земная точка отправления за это время вследствие вращения Земли сместилась бы на некоторое расстояние к востоку. Луч достигал бы её раньше, если бы двигался против направления вращения, и позже — если бы двигался по направлению вращения. По результату опыта можно было бы судить о том, покоится эфир или участвует во вращении Земли.
Достаточно заставить луч пройти по замкнутому пути на поверхности Земли в двух противоположных направлениях — при условии, что удастся измерить незначительные различия во времени пробега сравниваемых лучей. Открывается возможность свести два луча к интерференции и по смещению интерференционных полос судить о разности фаз световых колебаний. По этому пути и пошли Майкельсон и его сотрудники Гейл и Пирсон.
Световой путь представлял собой прямоугольник с большим протяжением в направлении восток–запад. Второй прямоугольник, частично совпадавший с первым, но имевший весьма малое протяжение в направлении восток–запад, давал вторую систему интерференционных полос, которые по указанной причине не могли показывать ожидаемого смещения и потому служили своего рода точкой отсчёта для измеряемой величины.
Прямоугольники были образованы из водопроводных труб диаметром 30 сантиметров. Длина светового пути составляла 1904 м. Насос служил для поддержания давления в трубной системе постоянным на уровне около 15 мм ртутного столба во время измерений.
Хотя отдельные наблюдения давали довольно значительный разброс, тем не менее удалось получить безупречный результат. Из 269 наблюдений смещение интерференционных полос составило 0,230 ширины полосы, тогда как теоретически ожидаемое значение равнялось 0,236 ширины полосы. Таким образом, свет действительно затрачивал больше времени на прохождение всего пути, когда направлялся на восток, чем в противоположном направлении. Правда, разность времён составляла не более 4 × 10⁻¹⁶ секунды.
Тем самым показано, что эфир при вращении Земли не увлекается — в противоположность результату первого опыта Майкельсона, который относился к орбитальному движению Земли. Значение опыта состоит прежде всего в том, что он станет одним из оснований для рано или поздно необходимого пересмотра теории эфира.” (c) Куно Хоффмайстер, “Die Sterne”, 1926, S. 58.
Что думаете?
#наука #цитата #scihistory
Новости науки. Физики (ну или ладно, в этот раз химики) из Манчестера, Оксфорда и IBM Research синтезировали первую в историю молекулу с новым типом топологии π-электронной системы, который они назвали “полу-мёбиусовой”.
Тема сложная, я предупредил.
Если взять обычную молекулу бензола, состоящую из шести замкнутых в кольцо атомов углерода, у нее есть σ- и π-связи между атомами. σ-связи расположены в плоскости молекулы, непосредственно между углеродами, а π-связи торчат перпендикулярно плоскости. Связи это молекулярные орбитали, которые можно рассматривать как волновые функции электронов, которым также приписывается знак. Например, π-связь это такая гантелька с двумя лепестками, одному из которых приписывается положительный знак волновой функции, а другому отрицательный. В общем, у стандартного бензола, который имеет топологию, именуемую хюккелевской, все эти гантельки сонаправлены друг с другом, и, обходя молекулу по кругу, плюс будет всегда с одной стороны, а минус с другой.
В 2003 году химики из Кильского университета в Германии синтезировали первую молекулу с топологией Мёбиуса, у которой знак волновой функции π-связей поворачивается на 180° по мере обхода молекулы. Зачем это вообще надо, я понятия не имею, но это очень круто.
Новое достижение заключается в том, что знак волновой функции за один обход поворачивается даже не на 180°, а лишь на 90°, то есть, нужно обойти молекулу четыре раза, чтобы вернуться к начальной конфигурации. Если проводить аналогию с физикой, это можно представить как эффект Ааронова-Бома, в котором электрон, облетающий соленоид, приобретает определенный фазовый сдвиг, зависящий от магнитного поля через контур. Боюсь, что объяснить этот эффект на пальцах довольно сложно, но можно ещё погуглить фазу Берри.
Формула новой молекулы — C₁₃Cl₂, она представляет собой две полуцепочки атомов углерода, одна из шести атомов, другая из пяти, а между ними находится по атому углерода, к которым сбоку присобачено ещё по хлору. Эта небольшая асимметрия приводит к своего рода конкуренции между половинками, из-за чего орбитали причудливо перекручиваются. Синтезирована молекула на кристалле поваренной соли, нанесенном на золотую подложку. Конфигурация проверена с помощью атомно-силовой и туннельной микроскопии, в статье есть соответствующие фотографии.
Говорят, что с помощью приложения напряжения (в работе оно осуществлялось с помощью иглы туннельного микроскопа) можно также переключать молекулу между хюккелевской и мёбиусовской топологиями, что уже может быть полезно.
Статья опубликована в Science 5 марта 2026 года, а текст можно почитать в arXiv — тыц.
Что думаете?
#наука #news
Новости науки в гостях у истории науки. В 1939 году английский математик русского происхождения Александр Д’Агапеев опубликовал книгу “Коды и шифры” (”Codes and ciphers”), в которой рассказывал маленьким любителям математики об истории развития и принципах техник шифровки сообщений. На одной из последних страниц он поместил числовую криптограмму, приведенную на изображении выше, которую предложил читателю разгадать самостоятельно. Задание оказалось чуть сложнее, чем предполагалось (а может, именно таким!), и в течение следующих 87 лет никаких докладов о решении не поступало. Да и сам Д’Агапеев позднее признал, что забыл, как зашифровал сообщение.
Но вот, третьего дня пользователь твиттера с ником Michael Coggi доложился о решении, и не абы как, а с помощью ChatGPT! Он пишет:
Я расшифровал шифр Александра Д’Агапеева 1939 года, попросив ChatGPT предположить, что каждое двузначное число кодирует букву, а затем применить частотный анализ к этим парам.
После этого я попросил его поискать два самых распространённых трёхбуквенных «якорных» слова в английском — “THE” и “AND”.
Единственный способ расшифровать это сообщение — разбить пары на двузначные символы и использовать частотный анализ и типичные паттерны английских слов. Как только определишь наиболее частые пары, опорные слова вроде THE и AND помогут зафиксировать подстановку. Затем итеративно заполняй остальные буквы, используя контекст и повторения. Наконец, исходные группы из 5 цифр — просто форматирование и могут быть проигнорированы.
Новости науки. Химики из Афинского университета считают, что им удалось разгадать тайну секретного элевсинского зелья, с помощью которого древние греки упарывались переживали трансцендентный опыт.
Элевсин это небольшой городок недалеко от Афин, в котором на протяжении двух тысячелетий ежегодно проводился ритуал, известный как Элевсинские мистерии. Мифологически он был посвящен смерти и возрождению природы, вызванными гневом и последующей милостью Деметры, у которой Аид похитил дочь, Персефону. Тогда боги решили, что Персефона будет две трети года жить в поверхностном мире, и в это время Деметра радуется, а цветочки цветут, а треть года проводить в подземном царстве, и тогда никому уже не до радости.
В общем, старожилы рассказывают, что употребляли на элевсинских мистериях особый, значительно изменяющий состояние сознания эликсирчик, именуемый кикеоном, секрет которого никому не рассказывали, потому что мистерии же, и над восстановление рецепта которого давненько уже бьются химики.
Лишь в одном старом тексте VII в. до н. э. в уста Деметры вкладываются слова, что в кикеоне содержатся “ячмень и вода с нежной мятой”. Опираясь на это, ещё в 1978 г. была выдвинута гипотеза, что действующим веществом кикеона были алкалоиды, выделяемые спорыньей — грибком, произрастающим на злаках. Проблема только в том, что наряду с ними спорынья выделяет и всякие нехорошие вещи, приводящие к переживаниям совсем иного рода.
Нейтрализовать плохие вещества можно в высокощелочной среде, например, в щелке, получаемом из золы. К счастью (для празднующих), в ходе Элевсинских мистерий приносилось в жертву огромное количество скота, туши которого сжигались, так что золы было хоть завались. В общем, ученые брали порошок спорыньи, смешивали его с щелоком, полученным из золы и воды, в разных пропорциях, и кипятили полученную смесь в течение различного времени. Всего было испробовано 48 различных рецептов, и только один сработал — небольшое количество спорыньи в щелоке с pH 12.5, прокипяченное в течение 120 минут. Только в такой комбинации вредные вещества успевали разрушиться, а “полезные” психоактивные компоненты нет.
Получаемые таким образом психоактивные вещества, кстати, очень родственны ЛСД, которая также была впервые получена из спорыньи. Так что искусство употребления этого вещества гораздо старше, чем мы привыкли думать.
Конечно, это все предположения, и вполне возможно, что истинный кикеон готовился иначе, да у кого ж теперь спросишь.
Статья опубликована в Scientific Reports 13 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Изображение. Невзрачное по форме, но офигенное по сути. Офигенное же? Впервые удалось зафиксировать в естественных условиях коронные разряды в кронах деревьев во время грозы. Головастые мужики уже в середине прошлого века додумались, что что-то такое может иметь место быть, ведь мы регулярно видим коронные разряды на высоких металлических конструкциях или огни святого Эльма на мачтах кораблей. Так почему бы похожему явлению не возникать в деревьях, которые являются самыми высокими объектами в лесу. Однако вживую увидеть это никак не удавалось, как сейчас выяснилось — из-за слабости эффекта.
Команда физиков из Пенсильванского университета решила попытать счастья в ультрафиолетовом диапазоне, в котором коронный разряд должен быть более заметным. Они собрали специальную УФ-камеру, загрузились в минивэн и поехали на шашлыки в лес, до первой грозы. И действительно, когда началась ночная гроза, камере удалось зафиксировать колеблющиеся огонёчки, движение которых хорошо коррелировало с колебаниями ветвей деревьев. Удалось увидеть корону в кронах (корона в короне, поняли?) сосны и ликвидамбара (знали про такое?).
Кстати, эти разряды довольно интересны с точки зрения химии. Известно, что коронный разряд может разрушать метан и углекислый газ, но в богатом различными химикалями лесном воздухе под действием разряда могут протекать и более необычные процессы.
Статья опубликована в Geophysical Research Letters 12 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #scimage
Видео. Процесс деления зелёной водоросли Micrasterias rotata (что на латыни означает “маленькая вращающаяся звёздочка”), снятый в тёмном поле (темнопольная микроскопия, а не картофельное поле ночью!) с увеличением 160х.
Micrasterias состоят из двух зеркально отраженных полуклеток, соединенных “истмусом”, в котором находится ядро. При бесполом делении путём митоза (в половое размножение они, кстати, тоже умеют), между исходными полуклетками вырастают две новые, постепенно увеличиваясь в течение нескольких часов.
Micrasterias живут в пресноводных средах, в основном в озёрах и болотах. Это одна из древнейших групп зелёных водорослей, которая считается близкородственной предкам наземных растений, поэтому их изучение представляет интерес для понимания эволюционного перехода растений из воды на сушу.
Что думаете?
#наука #видео
Изображение. Линза полного погружения (solid immersion lens), изготовленная из фосфида галлия, в интерферометре Тваймана-Грина, исследующем её качество. Кажется, что сферическая линза парит в воздухе, но это иллюзия — на самом деле линза изготовлена в форме полусферы и лежит на зеркальной поверхности.
Линзы полного погружения делают из материалов с очень высоким показателем преломления (например, у фосфида галлия в ближнем ИК он составляет 3.3, то есть, свет движется в нем в три раза медленнее, чем в вакууме). С ростом показателя преломления уменьшается длина волны света в веществе, а так как предел разрешающей способности микроскопов определяется длиной волны (дифракционный предел Аббе), использование линз полного погружения позволяет значительно улучшить этот важный параметр. Линзы полного погружения обычно используются в качестве передних линз микроскопов и вплотную прислоняются к исследуемому объекту.
Что думаете?
#наука #scimage
Новости науки. Нидерландские ученые полагают, что выяснили правила древнеримской настольной игры, доску от которой нашли в конце XIX в. около нидерландского города Херлена, на месте которого ранее стоял римский Кориоваллум.
Доска представляет собой плоский известняковый блок, на поверхности которого расчерчено поле из двух трапеций в прямоугольнике, по линиям которых, по-видимому, перемещались фишки. Так как совершенно никаких описаний правил не сохранилось, учёным пришлось прибегнуть к симуляции — они скомпилировали правила более чем 100 европейских игр с похожими полями и посадили двух ИИ-агентов наигрывать тысячи часов по разным наборам правил. Чтобы выяснить, какие правила похожи на настоящие, базы данных наигранных ходов сравнивались со следами механической изношенности на артефакте (из которых можно вывести частотную карту перемещений фишек). В итоге были выделены девять наборов правил, все из которых указывают на то, что для победы фишки одного игрока должны заблокировать фишки другого (предположим, что речь идёт об охоте, и “собаки” должны поймать “зайцев”).
Интересно, что в очень похожую игру играли в XIX в. в Скандинавии. Считалось, что у неё раннесредневековые корни, но теперь не исключено, что они восходят и к римским временам.
Игру обозвали Ludus Coriovalli, что означает просто “Игра из Кориоваллума”. Сыграть в неё даже можно онлайн вот тут — тыц.
Статья опубликована в Antiquity 11 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
История науки. Здание Обсерватории им. доктора Карла Ремейса в Бамберге, конец XIX в. Дозорный пост по наблюдению за вселенной был основан в 1886 году на деньги юриста и астронома-любителя Карла Ремейса. Со времени основания и до своей смерти в 1923 году обсерваторию возглавлял Карл Эрнст Альбрехт Хартвиг, впервые научно задокументировавший вспышку сверхновой за пределами Млечного Пути. Сегодня она принадлежит Университету Эрлангена-Нюрнберга имени Фридриха-Александра и служит в основном учебным целям.
Что думаете?
#наука #scihistory
Новости науки. На уединённом греческом полуострове Мани в западной Лаконии живёт народ маниотов или майнотов, который на сегодняшний день культурно мало отличается от остального населения Греции. Тем не менее, исследования, проведённые греко-израильскими биологами, показывают, что генетически маниоты сохранили свою самобытность на протяжении как минимум последних 4000 лет. Причины этого пока не совсем понятны. Высказываются предположения, что они сами культурно сопротивлялись смешению с другими народами, или что полуостров просто нафиг никому не был нужен из-за его труднодоступности. То есть, в то время как прочие греки активно перемешались как между собой, так и с другими окружающими нациями, например, со славянами, маниоты остаются такими же, какими они были в античную эпоху.
Ну, не совсем так: на полуостров происходила ограниченная миграция, но почему-то только женская. Также говорят, что больше половины сегодняшних маниотов происходят от единственного предка, жившего где-то в седьмом веке. К сожалению, по итогам беглого поиска, я не нашел, сколько вообще маниотов сейчас есть.
Получается такое окошко в античную генетику, которое, думаю, поможет узнать ещё много интересного.
Немного разнится это с восприятием Греции как перекрестка цивилизаций.
Статья опубликована в Communications Biology 4 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Изображение. Поперечное сечение подземных слоев местности вблизи южного полюса Марса в районе 86° южной широты и от 280° до 10° восточной долготы (всего длиной около 330 км), полученное с помощью инструмента SHARAD (Shallow Subsurface Radar), установленного на борту Mars Reconnaissance Orbiter. Инструмент облучает поверхность импульсными радиоволнами c частотой в 20 МГц, которые проникают на глубину до нескольких километров, различным образом отражаясь от границ раздела сред с разной диэлектрической проницаемостью (например, горных пород, водяного льда или углекислоты), так же, как свет отражается от поверхностей различных веществ. По задержке и силе сигнала можно установить, на какой глубине залегает граница раздела, а значит — выяснить состав подповерхностного слоя. На этом изображении показана глубина около 1.7 км, а черные зоны, практически не дающие отраженного сигнала, исследователи интерпретируют как слой замерзшей углекислоты. Интересно, что только в одном этом месторождении содержится достаточно углекислого газа, чтобы удвоить марсианскую атмосферу, если его весь испарить.
Что думаете?
#наука #scimage
Видео. Смотрите, как прикольно деформируются алюминиевые банки с жидкостью, если их медленно сжимать вдоль оси. Пустая банка схлопывается непредсказуемым образом, а вот полная ведёт себя совершенно иначе — одна за другой на ней начинают возникать кольцевые складки, постепенно увеличивающиеся и достигающие устойчивости. Авторы исследования из Университета Манчестера даже объяснили, как это происходит: когда в материале появляется начальная небольшая складка, материал в этом месте размягчается, что означает, что деформации выгодно продолжать расти в этом месте. Но процесс не продолжается бесконечно — при больших деформациях материал снова ужесточается, стабилизируя складку. Происходит это только если внутренность банки заполнена несжимаемой средой, то есть, жидкостью. Математически всё это дело хорошо описывается дифференциальным уравнением Свифта-Хоэнберга, впервые предложенным (угадайте, кем) в 1977 году для описания конвекции в жидкости, но нашедшем множество иных применений. Описанные нелинейности это свойства самого материала, а не геометрии нагружения — говорят, что некоторого рода анизотропность возникает в алюминии после штамповки.
Статья опубликована в Communications Physics 31 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #видео
Новости науки. Ахаха, вот это прикол. Экспериментальные физиологи из Университета Претории в Южной Африке опровергают устоявшуюся гипотезу о том, что древние насекомые были более крупными благодаря большему содержанию кислорода в атмосфере в карбоновом периоде (ок. 300 миллионов лет назад).
Насекомые потребляют кислород иначе, чем мы, — пассивным образом через систему трахеол в мышцах. То есть, процесс чисто диффузионный, без активного дыхательного насоса. До сих пор повсеместным было представление, что карбоновые насекомые были крупнее (самая крупная известная ископаемая особь, стрекоза Meganeuropsis permina, достигает 100 грамм массы), потому что в атмосфере содержалось больше кислорода. Но так как объём растет быстрее, чем площадь поверхности, считается также, что гигантские насекомые должны были наращивать плотность системы трахеол.
Авторы решили проверить, а как вообще с этим делом обстоит вопрос у современных насекомых. Они взяли 44 вида всяких жучков (в широком смысле) разного размера и измерили объёмную долю трахеол в их мышцах с помощью электронной микроскопии. Удивительно, но зависимости от размера не было практически никакой — у всех видов трахеолы занимают менее 1% мышц. Экстраполяция этой зависимости на карбоновых насекомых показывает, что и у них объём трахеол был не сильно больше.
Стало быть, говорят авторы, дело было не столько в количестве кислорода, сколько в том, что в то время ещё не было птиц и летучих мышей, являющихся основными пожирателями насекомых. А так как крупное насекомое заметить проще, то с появлением птиц им стало эволюционно выгодно уменьшаться.
Меня в этой истории смущает то, что никто до этого не озаботился этим вопросом, что ли? Так как я не энтомолог, мне это сложно оценить. Буду рад послушать более знающих пирожков.
Статья опубликована в Nature 25 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Новости науки. Многие слышали про эффект, открытый в 1963 году танзанийским школьником Эрасто Мпембой. Он обнаружил, что горячая вода, будучи поставленной в морозилку, замерзает быстрее аналогичной холодной. Тогда это вызвало большое недоумение, да и по сей день редкий обыватель или даже специалист скажет, почему так происходит. В том, что касается воды, факторов, влияющих на скорость замерзания, а потому и предлагаемых объяснений явления, великое множество, от материала контейнера до количества растворенных в жидкости газов.
Однако оказывается, что эффект Мпембы не ограничивается водой, а является, не побоюсь этого слова, универсальным. Со времени оригинального открытия эффект Мпембы обнаружен в большом количестве физических систем, состоящих из разных материалов и агрегатных состояний: это и клатратные гидраты, и пластик для 3D печати. Да и фазовым переходом из жидкого состояния в твёрдое эффект Мпембы не ограничивается: его нашли в магнитных переходах (некоторые магнитные материалы быстрее размагничиваются из сильно намагниченного состояния, чем из слабо намагниченного) и даже в квантовых системах — в одиночных ионах в лазерных ловушках и в распределении спинов в цепочках ионов.
Выделяют, кстати, и обратный эффект Мпембы. Например, нагреть более холодные ионы в лазерных ловушках до одной и той же температуры иногда оказывается проще, чем более горячие.
В общем, происходит повсеместно, а поэтому теоретические физики (и даже некоторые математики) пытаются построить его общую модель. Теоретическое объяснение, которое было предложено в 2017 году Разом и Лу, следующее: система, находящаяся дальше от равновесного состояния, имеет доступ к большему числу путей для возврата к равновесию, поэтому ей часто удаётся отыскать более короткие маршруты, недоступные из более близкого состояния. В 2020 году их модель подтвердили экспериментально на взвеси стеклянных шариков в воде (привет, коллоидная химия).
В новой работе группа Джона Гулда из Тринити-колледжа в Дублине предлагает единый теоретический фреймворк, объединяющий классические и квантовые эффекты Мпембы. Они подошли к проблеме с точки зрения квантовой теории информации и описали эволюцию системы через потребление определённого ресурса. Им могут быть температурные флуктуации или магнитная асимметрия (под ресурсом здесь понимается просто количественная мера отклонения чего-то от целевого состояния, гуглится по запросу “resource theories”, если сильно надо). Механизм таков: в системах, далёких от равновесия, самые медленные каналы релаксации могут взаимно компенсироваться, и система расходует ресурс аномально быстро, приходя к равновесию раньше, чем система, стартовавшая ближе к равновесию.
Кажется, что всё это мутное дело можно даже как-то практически применить. Например, разработать более быстрые системы охлаждения или даже более эффективные атомно-силовые микроскопы.
Статья опубликована в Phys. Rev. X 25 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
История науки. Инженеры NASA оценивают на глаз радиус кривизны главного 2.4-метрового зеркала Телескопа им. Эдвина Ивановича Хаббла, изготовленного компанией PerkinElmer, конец 80-х гг. Глазомер инженеров дал сбой — вскоре после запуска в форме зеркала был обнаружен дефект — отклонение от заданной кривизны примерно на 1 мкм по краям зеркала, — приводящий к довольно значительным сферическим аберрациям, искажающим изображения. Оказалось, что дефект возможно устранить, навесив на телескоп дополнительный корректор, своеобразные очки, который назвали COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) и запустили с первой миссией по обслуживанию телескопа (она и без того была запланирована) в 1993 году.
Что думаете?
#наука #scihistory
Новости науки. Биофизики из Иллинойса создали полную пространственно-кинетическую компьютерную модель бактериальной клетки JCVI-syn3A, описывающую как её структуру, так и практически все происходящие в ней химические процессы, включая деление. Собственно, симуляция представляла собой полный жизненный цикл клетки между делениями.
JCVI-syn3A это, пожалуй, самая простая известная клетка, способная к делению. Её получили искусственно, удалив 400 несущественных генов из генома бактерии Mycoplasma mycoides, сократив геном всего до 493 генов.
Модель клетки основана на гибриде из четырех методов: пространственная стохастическая кинетика (RDME) это основа симуляции, она разбивает весь объем клетки на воксели со стороной 10 нм и обрабатывает диффузию и локализованные химические реакции внутри вокселей; отдельно хромосомная динамика моделирует поведение ДНК, которая слишком большая, чтобы с ней справился RDME; метаболизм (динамика глюкозы, нуклеотидов, аминокислот) обрабатывается системами дифференциальных уравнений; а также отдельные реакции описываются без пространственной сетки с помощью стохастической кинетики. Технически всё это реализовано на графических картах.
Результаты моделирования очень хорошо совпали с реальными данными — предсказано время репликации клетки в 105 минут, медианное время полужизни мРНК в 3 минуты, ну и всякие прочие технические непонятные штуки.
Конечно, некоторые детали были упрощены. Например, отброшены функции нескольких десятков генов, которые пока непонятно что делают, а также принято допущение, что только одна рибосома может сидеть на одной молекуле РНК, что в реальности не так.
Тем не менее, это самая полная, да наверное и вообще первая полноценная модель функционирования клетки на сегодняшний день. И вычислительно сложная — симуляция одной репликации занимает 4-6 дней на двух GPU A100.
Статья опубликована в Cell 9 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Наука и искусство. Завершился ежегодный конкурс “Dance Your Ph.D.” (сиречь, “Станцуй свой дисер”), организуемый Science. Номинации — физика, биология, химия, социальные науки (а они чего тут забыли), а также, впервые, награда за танец, созданный с помощью ИИ!
Объявили главного победителя — им стали, конечно, физики (потому что они всегда побеждают). София Папа с друзьями из Института биороботики Школы высших исследований Сант’Анна в Италии исполнили танец заряженных частиц, создающих пьезоэлектрический эффект. В красных костюмах — положительные заряды, в синих — отрицательные. Ну или наоборот. Работа Папы связана с созданием ультразвуковых преобразователей.
В категории химии победила Дина Хаддад и Ко. из Кембриджа с танцем “Экстракция внеклеточной ДНК с помощью магнитных наночастиц для мочевой биопсии” (надеюсь, правильно перевёл).
От биологов выступила Лаура Ихалайнен из Университета Восточной Финляндии, сплясавшая под заголовком “Количественная оценка пользы и экономической эффективности измерений в реальном ухе при настройке слуховых аппаратов”. Ну такое.
Ну и от социологов — Азия Кайзер (неплохо!) из Университета Колорадо в Боулдере с танцем “Ландшафт и социально-экологические факторы, определяющие биоразнообразие насекомых в городах”.
В категории ИИ-танца победила Кейт Кондратьева из Маастрихтского университета, визуально объяснившая, “Почему опухоли загораются на контрастной МРТ”.
Какой танец понравился?
#наука #искусство
Новости науки. Физики из Чжэнчжоуского университета в Китае заявляют, что им удалось синтезировать (теперь уже почти точно-точно) гексагональный алмаз.
Ну, не они первые это заявляют. Существование алмаза с гексагональной кристаллической решеткой было предсказано ещё в 1962 году, и с тех пор работы, претендующие на его синтез появляются более-менее регулярно, но всё всегда было крайне сомнительно и мало воспроизводимо. Кстати, знаменитый лонсдейлит, минерал, который нашли в 1967 году в упавшем в Аризоне метеорите, тоже, говорят, гексагональным алмазом не является.
Привычный нам алмаз имеет кубическую, а точнее гранецентрированную кубическую, кристаллическую решетку, хотя с кондачка разглядеть это может быть не просто. Но старожилы уверяют, что это так, и всегда было так. Можно вот тут посмотреть, как можно визуализировать структуру алмаза — тыц.
Гексагональный же алмаз представляет собой ещё более плотную упаковку, с чуть более короткими связями между атомными слоями, благодаря чему материал должен обладать ещё на 50% более высокой твердостью. Беда в том, что для его синтеза нужны более высокие температура и давление, а кристаллическая решетка не настолько сильно отличается от кубического алмаза, чтобы можно было сразу сказать “О, это он!”. К тому же, получать это вещество в достаточных количествах для исследования свойств пока не умеют.
Поэтому так много сомнений в истинности предыдущих докладов — всегда что-то было не так, и искомую гексагональную структуру в пиках дифракционной картины можно было объяснить просто дефектами в обычном алмазе.
Новый результат выглядит более убедительно. Кристалл был получен путём сжатия пиролитического графита при 20 ГПа и 1300-1900 °C. Структура настолько хороша, что рентгеновская дифракционная картина показывает несколько дополнительных пиков, которых раньше не хватало, чтобы однозначно идентифицировать решётку. К тому же результат уже подтверждён другими исследовательскими группами.
Так что, похоже, что природа восстанавливается — гексагоны возвращаются в алмазы!
Статья опубликована в Nature 4 марта 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
История науки. Постдок Иван Малара из Миланского университета, похоже, обнаружил новый рукописный текст, исполненный рукой самого Галилео Галилея. Он работал в архиве Флорентийской национальной библиотеки и ему на глаза попался экземпляр “Альмагеста” Птолемея, изданный на латыни в XVI веке. На одной из страниц, которая в оригинале была пустой, он увидел рукописный текст Псалма 145, восхваляющего Бога. Уже тогда Маларе показалось, что почерк похож на галилеевский, видимый им раньше в других работах. Он начал смотреть дальше, изучая обильные заметки на полях, которыми чаще всего испещрены средневековые книги, и, после бессонной ночи, укрепился в своих подозрениях. Позже он пошлет образцы ещё нескольким специалистам по Галилею и те подтвердят его догадки — заметки принадлежат перу Галилея.
По датировке получается, что заметки были сделаны около 1590 года, когда Галилей был ещё молодым человеком, а до изобретения им телескопа оставалось ещё двадцать лет. То есть, рукопись может помочь нам закрыть некоторые пробелы ранних лет гения. Ну и сам факт того, что он изучал Птолемея, уже говорит нам, какие труды сформировали его, как ученого. Птолемей в “Альмагесте”, кстати, рассуждает о геоцентрической системе мира, которую Галилей впоследствии опровергнет своими наблюдениями.
Записанный им Псалом 145, как считает Малара, является молитвой перед чтением, и это хорошо иллюстрирует мировоззрение людей того времени. Они уже встали на путь рационального познания природы, но религиозные представления по-прежнему лежали в основе их картины мира.
Статья с открытием пока что на рецензировании в Journal for the History of Astronomy.
Что думаете?
#наука #schihistory
Новости науки. Прикольную теорию лунного магнетизма предложили теоретики из Оксфорда. У изученных образцов лунных минералов есть одна особенность — часть из них сохранила в своей структуре признаки воздействия магнитного поля, действовавшего на них в период формирования, причем поля почти настолько же сильного, как земное. С другой стороны, у других образцов минералов таких признаков почему-то нет.
Стандартная теория допускает наличие магнитного поля у Луны, но считается, что оно могло существовать лишь в течение очень короткого времени после формирования спутника, пока его недра не остыли, что по хронологии не согласуется с изученными образцами.
Чтобы закрыть эту нестыковку, ученые предложили новую модель, согласно которой магнитное поле могло периодически включаться и выключаться за счет вулканической активности. Богатые титаном породы у основания мантии могли время от времени плавиться, отбирая тепло у ядра, и подниматься к поверхности в виде плюмов магмы. В процессе этого ещё тёплая мантия получала достаточный импульс, чтобы запустить магнитное динамо, а изливающиеся на поверхность в виде лавы будущие минералы записывали в своей структуре следы его наличия. Каждый такой всплеск длился буквально несколько тысяч лет, а между всплесками могли проходить миллионы лет затишья. Получается такое мерцающее магнитное поле.
Ученые отмечают, что выборка лунных образцов, которой мы располагаем, не особо репрезентативна, потому что они собирались в основном в лунных морях, в которых геологическая история существенно отлична от истории прочей лунной поверхности. Может, когда мы соберём больше образцов из разных биомов, картина станет яснее.
Статья опубликована в Nature Geoscience 26 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
Видео. Очень уж гладенькая демонстрация вихрей фон Кармана в воде с примесью некоторого красителя.
Что думаете?
#наука #видео
APOD. Эй, эй, ты что делаешь! А ну положи обратно, оно нам ещё понадобится. Какой-то хитрец пытается украсть Солнце, пока оно частично скрыто Луной во время солнечного затмения в марте 2025 года над вулканическим кратером Граброк в Исландии. Тогда ему это не удалось, не переживайте, но когда настанет Рагнарёк, Солнце (предположительно) будет украдено и съедено волком Сколлем, а Луна — его братишкой Хати. А снимок мастерский в плане расчета местоположения объектов.
Что думаете?
#космос #apod
Новости науки. В галактике Андромеды исчезла звезда. Предположительно, она превратилась в черную дыру. Мы привыкли думать, что процесс коллапса звезд в черные дыры сопровождается мощнейшими вспышками сверхновых. Однако, согласно теории, коллапс может происходить и без вспышки, если энергии взрыва оказалось недостаточно, чтобы преодолеть гравитационное притяжение ядра. Тогда материя внешних слоёв звезды будет просто постепенно падать в уже сколлапсировавшее ядро. Такие объекты называются неудавшимися сверхновыми и задетектировать их, по понятным причинам, гораздо труднее, чем настоящие сверхновые. Полагается, что неудавшиеся сверхновые случаются с тяжелыми звездами с массами > 16 солнечных.
До сих пор существовало лишь два кандидата в неудавшиеся сверхновые, измеренные в 2009 и 2015 гг. Теперь их три: звезда M31-2014-DS1, находящаяся в Андромеде, пропала. В данных, собранных телескопом NEOWISE с 2014 по 2022 гг. видно, что сперва звезда стала чуть ярче в ближнем ИК, а затем в течение нескольких лет потускнела более чем в 10000 раз в видимом диапазоне и более чем в 10 раз по общему излучению. Говорят, окончательный вывод пока делать рано, надо смотреть, как объект будет вести себя дальше, но вполне вероятно, что звезду действительно скушал горизонт событий. Ну или инопланетяне оперативно построили сферу Дайсона.
Статья опубликована в Science 12 февраля 2026 года.
Что думаете?
#наука #news
История науки. Работяги удобно расположились около заготовки для зеркала телескопа Хейла, всё ещё работающего в Паломарской обсерватории в Калифорнии, около 1934 г.
Пятиметровое зеркало стало апогеем оптических технологий того времени — оно оставалось самым большим в мире с момента введения в эксплуатацию в 1949 г. и вплоть до 1976 г., а своего ближайшего конкурента, зеркало телескопа Джона Хокера, превышало по диаметру в два раза. Собственно, говорят, что стабильное монолитное зеркало больше сделать уже очень сложно.
Изначально зеркало хотели отлить из кварца, но решили использовать новый материал пирекс, боросиликатное стекло, обладающее большей температурной стабильностью. Ячеистая структура заготовки позволила снизить массу зеркала с 40 до 20 тонн, что даёт не только экономию материала, но значительно упрощает эксплуатацию, во многом благодаря тому, что зеркало быстрее выравнивает температуру.
Интересно, что первая проба отливки покосячилась — несколько ячеек заготовки не выдержали температурного стресса и отвалились, всплыв на поверхность зеркала. После второй отливки, успешной, зеркало несколько месяцев (!) охлаждали, затем отполировали и покрыли слоем алюминия, используя вакуумное осаждение, которое здесь также было впервые применено для зеркал телескопа.
Кстати, у Паломарской обсерватории есть олдскульный фильмчик с процессом отливки зеркала — тыц.
Что думаете?
#наука #scihistory
Изображение. В октябре прошлого года увидел первый свет прибор 4MOST (4-metre Multi-Object Spectroscopic Telescope), установленный на телескопе VISTA, принадлежащем Европейскому космическому агентству, в чилийской пустыне. Прибор весьма интересный, он представляет собой 2436 волновода, каждый из которых может наводиться на собственный объект в поле зрения в 2.5 градуса (пять диаметров Луны) на небесной сфере; свет от каждого волновода попадает в один из трёх спектрографов, которые разлагают его в спектр и исследуют элементный состав субстанции, которая его испустила (ну, или пропустила). Прибор наводится на одно поле наблюдения на 10-20 минут, подстраивает волноводы, чтобы они смотрели куда надо, затем переводится на новое поле, снова подстраивает волноводы и так далее. Пока что проводятся тестовые измерения. В качестве первых объектов наблюдения выбраны галактика NGC253 (в ней очень много новых звезд) и шаровое звездное скопление NGC288 на задворках нашей галактики (в нём, наоборот, очень много очень старых звезд). Если всё пойдёт хорошо, то скоро будет завались свежих спектров!
Что думаете?
#наука #космос #scimage