Новости науки
Ученые подсчитали: внеземных цивилизаций в нашей галактике миллиарды – обрадовало нас 28 марта агентство Reuters. Группа европейских ученых заявила, что вокруг 40% красных карликов, наиболее распространенных в галактике Млечный Путь, вращаются так называемые «сверхземли», то есть планеты, вращающиеся в обитаемой зоне. Это означает, что они расположены на комфортном расстоянии от своей звезды, которая обеспечивает пригодные для жизни условия, и главное – возможность существования воды в жидком виде.
Впервые подсчитать количество сверхземель удалось группе ученых под руководством французского астрофизика Ксавье Бонфиса из Института планетологии и астрофизики Гренобля. После изучения 102 звезд южного неба в Европейской южной обсерватории в Ла-Силье, Чили, ученые обнаружили огромное количество скалистых планет, превышавшее количество массивных газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн в нашей Солнечной системе.
Тем не менее скалистый мир, вращающийся вокруг красных карликов, не обязательно будет пригодным для жизни. Дело в том, что эти звезды гораздо холоднее, чем Солнце, а это значит, что любая планета с жидкой водой должна вращаться гораздо ближе к звезде, чем Земля вокруг Солнца. В то время как непосредственная близость к звезде может быть весьма опасной, поскольку поверхность планеты может поглощать ее разрушительное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение.
Однако ученые оптимистичны: если учесть, что в галактике Млечный Путь около 160 миллиардов красных карликов, количество потенциальных обитаемых миров огромно.
Стоит отметить, что прежде ученые были более скромны в оценках. К примеру, Мишель Гованлок из Гавайского университета, проведя статистический анализ на основе своей компьютерной модели под названием «Модель обитаемости в пределах галактики Млечный путь», уверял: лишь 1,2% звезд должны иметь при себе обитаемые планеты. И оценивал их число в миллиард.
Наш комментарий. Нам, если придется перебираться на другую планету, вообще-то и миллиарда хватило бы. Но, конечно, из 160 миллиардов можно сделать лучший выбор.
Добро пожаловать в Мультиверс – под таким заголовком профессор физики и математики в Колумбийском университете Брайан Грин 22 мая в «Newsweek» сообщил сногсшибательную новость: оказывается, новейшие достижения космологии наводят на вывод, что наша Вселенная – всего лишь одна из миллиардов возможных.
Между тем еще Эйнштейн гадал, обязательно ли законы физики порождают вселенную вроде нашей – с галактиками, звездами и планетами, отмечает автор статьи. Или возможны разнообразные вселенные, подобно ассортименту автомобилей в автосалоне, – у каждой свои специфические особенности?
Сегодня физики серьезно занимаются концепцией «мультиверса» – совокупности множественных вселенных. «Звучат предположения, что существуют иные вселенные, причем большая часть из них состоит из элементарных частиц иных типов и управляется иными силами», – говорится в статье. Правда, в научном сообществе идея мультиверса возбуждает жаркие споры: одни говорят, что это следующий уровень постижения реальности, другие объявляют ее чушью, безумным домыслом теоретиков.
В первой трети ХХ века ученые заключили, что наша Вселенная расширяется, и разработали теорию «Большого взрыва». Остается лишь одна загвоздка: уравнения Эйнштейна не в силах описать состояние Вселенной в момент самого «Взрыва», а следовательно, неясно, откуда взялась энергия для толчка.
В 80-х физик Алан Гут предложил гипотезу «космической инфляции» – предположил, что существует некое «топливо», которое при его сильной концентрации в неком месте вызывает тот самый «Большой взрыв». В начале 90-х спутник NASA, замерив температуру фонового космического излучения, обнаружил подтверждение гипотезы Гута – четкий узор из сравнительно теплых и холодных областей, и руководители исследования Джон Матер и Джордж Смут получили Нобелевскую премию.
Матанализ также выявил, что при расширении пространства космическое топливо самовосполняется. Следовательно, «топливо» должно было породить бесчисленное множество других вселенных, помимо нашей. Наша Вселенная – всего лишь один пузырь среди множества пузырей в «ванне» мультиверса.
Наглядными доказательствами существования мультиверса могут стать потенциальные столкновения нашей Вселенной с соседними. При таком космическом «ДТП» будут наблюдаться особые вариации температуры фонового космического излучения, которые однажды, возможно, удастся уловить сверхсовременными телескопами.
Наш комментарий. Что наша Вселенная – не единственная, на наш взгляд, следует из теории Большого взрыва. Раньше просто считали, что Вселенная бесконечна в пространстве и времени.
Но, если она образовалась в результате взрыва, ее максимально возможный размер определяется умножением времени, прошедшего с момента взрыва (около 14 млрд. лет), на скорость ее расширения. Каким бы огромным не оказался этот размер, ясно, что он конечен.
И встает извечный вопрос: а что же за краем нашей Вселенной – абсолютная и действительно бесконечная пустота? Тут все зависит от того, что вам легче представить: эту бесконечную пустоту, в которой болтается наша вдруг из ничего возникшая Вселенная, или бесконечный материальный мир.
И то, и другое представить трудно. Но автору этих строк все же легче представить второе. Значит, за пределами нашей Вселенной должны быть другие.
То же самое – и во времени. Что, до Большого взрыва, в результате которого возникла наша Вселенная, ничего в континууме пространства-времени вообще не было? Или, точнее, была только некая точка или малюсенький шарик, который ни с того, ни с сего вдруг взорвался? В это совсем невозможно поверить.
Остается вариант множества Вселенных, которые в каждый данный момент находятся в разных стадиях своего циклического развития. Одни, молодые, находятся в стадии расширения. В других, старых, этот процесс завершился, в них наступила «тепловая смерть».
Природа, как известно, действует методом проб и ошибок. В более удачных Вселенных возникает живая материя, которая достигнув фазы разума, не позволяет Вселенной так бесславно окончить свой путь. Сознательно или бессознательно, в результате какого-нибудь научного эксперимента, скажем, на гигантском циклотроне, она провоцирует процесс обратного схлопывания Вселенной в точку, с последующим новым Большим взрывом и образованием молоденькой Вселенной, которая в ходе своего расширения поглощает вещество, оставшееся от менее удачливых Вселенных.
Недавно ученые открыли в нашей Вселенной так называемую «темную материю» или «темную энергию». Почему бы не предположить, что это и есть ошметки тех самых Вселенных-неудачниц?
И как вам понравилась картинка из жизни Вселенных?
Время замедляется и когда-нибудь вовсе остановится – решила, видимо, напугать нас 21 июня «La Repubblica». Испанские ученые из Университета Саламанки, Хосе Сеновилла, Марк Марс и Рауль Вера, пришли к выводу о том, что не Вселенная расширяется с ускорением под воздействием темной материи, а в действительности замедляется время и замедляется сам космос. Исследователи опубликовали свою гипотезу в журнале «Physical Review D».
Ученые полагают, что в определенный момент, когда Земля уже давно прекратит свое существование, время и вовсе остановится, и все будет выглядеть, как будто бы было заморожено, подобно картине, которая всегда существовала. По мнению космолога из Кембриджского университета Гарри Гибсона, эта гипотеза не настолько абсурдна, как может показаться: «Мы полагаем, что время возникло во время Большого взрыва, и так же, как оно родилось, оно может и исчезнуть».
Наш комментарий. Во-первых, это вариация на тему «тепловой смерти». А, во-вторых, нас уже ничем не испугать. Мы теперь знаем, что на нашей Вселенной свет клином не сошелся, и в случае чего мы переселимся в другую Вселенную. Надо ее только своевременно подобрать из имеющегося множества – помоложе и получше.
Бактерии влияют на поведение человека, считают ученые. Об этом 20 июня на Deutsche Welle сообщил Владимир Фрадкин. Симбиотические бактерии выполняют в организме человека множество функций – от участия в пищеварении до формирования иммунной системы. Теперь, похоже, выясняется, что они влияют и на поведение человека.
То, что симбиотические бактерии выполняют в организме человека ряд очень важных функций, известно уже давно. Без них невозможно пищеварение, они вносят важный вклад в формирование иммунной системы. Однако все новые и новые исследования указывают на то, что роль бактерий явно недооценивается. Это и побудило редакцию авторитетного научного журнала Science посвятить данной проблеме специальный выпуск. Одна из публикаций свидетельствует о том, что бактерии, похоже, в значительной степени причастны и к регуляции деятельности головного мозга, а тем самым, возможно, и нашего поведения.
Вообще, если долго слушать Свена Петтерссона (Sven Pettersson), профессора Каролинского института в Стокгольме, становится как-то неуютно. Получается, что мы сами себе не хозяева. С другой стороны, это как бы вполне естественно, ведь один только желудочно-кишечный тракт человека населяют более тысячи видов бактерий, а их суммарная численность составляет около ста триллионов особей. И по генетическому разнообразию человеку далеко до симбиотических бактерий: их наследственный материал насчитывает в общей сложности в 150 раз больше генов, чем содержится в хромосомах клеток человека. Так стоит ли удивляться тому, что бактерии активно воздействуют на свою среду обитания, то есть на нас! Профессор Петтерссон говорит: «Наше тело может считаться своего рода жилищем для бактерий. И они генерируют сигналы, посредством которых регулируют температуру и поступление энергии в этом жилище. В то же время постоянство температуры и надежное энергоснабжение – это важные предпосылки для того, чтобы организм мог в процессе эволюции развить столь сложные органы как желудочно-кишечный тракт или головной мозг. Иными словами, бактерии – один из факторов, объясняющих наличие у человека такого высокоразвитого мозга».
И в самом деле, группа исследователей во главе с профессором Петтерссоном смогла экспериментально показать, что нормальное развитие мозга возможно лишь в присутствии бактерий. Правда, опыты проводились не на людях, а на мышах. Ученые выращивали животных в особых стерильных пластиковых изоляторах, а затем анализировали их поведение. «Мы обнаружили, что взрослые животные, не имевшие с самого рождения никакого контакта с бактериями, вели себя более беспокойно, более нервно, чем их сородичи, выросшие в нормальных условиях, – поясняет профессор Петтерссон. – Кроме того, эти стерильные мыши проявляли в ходе наших экспериментов большую готовность к риску, можно даже сказать – безрассудную смелость. Причем этот эффект сохранялся и после того, как мы подвергали безмикробных животных интенсивному контакту с бактериями».
Иными словами, взрослых особей вернуть в нормальное состояние было уже невозможно. Только если стерильные условия носили очень кратковременный характер и мышата уже в раннем детстве вступали в контакт с бактериями, их поведение во взрослом возрасте отвечало стандарту. Видимо, для полноценного развития организма контакт с микробами имеет ключевое значение.
«Это самое важное из наших наблюдений, – говорит ученый, – но мы пока понятия не имеем, какой механизм за всем этим скрывается. Правда, кое-какие взаимосвязи, пусть и косвенные, мы обнаружили. Например, нам удалось показать, что бактерии в определенных участках мозга оказывают влияние на факторы роста, играющие важную роль в процессе формирования и развития мозга. Причем это те самые факторы, которые участвуют в регуляции моторных функций и чувства страха».
Профессор Петтерссон и его коллеги обнаружили также, что бактерии влияют на формирование синапсов – специализированных зон контакта между нейронами. Кроме того, бактерии, похоже, регулируют и концентрацию нейромедиаторов, то есть сигнальных веществ, обеспечивающих информационный обмен между нервными клетками. «Почему бактерии это делают, зачем им это вообще нужно, и почему это происходит не везде, а лишь в некоторых строго определенных отделах мозга, мы не знаем, – признается ученый. – Но особенно интересно в этой связи то, что бактерии регулируют проницаемость гематоэнцефалического барьера. По крайней мере, на это указывает целый ряд признаков. Незадолго до появления младенца на свет бактерии посылают сигнал, извещающий организм плода о том, что пора закрывать этот барьер».
Гематоэнцефалический барьер выполняет в организме чрезвычайно важную защитную функцию: регулирует проникновение из крови в мозг биологически активных веществ, препятствуя поступлению в мозг чужеродных субстанций, токсинов, патогенных микроорганизмов. Если эмбрион даже в утробе лишен контакта с бактериями, гематоэнцефалический барьер, судя по всему, остается открытым и после появления такого стерильного организма на свет, так что вещества, которым обычно путь в мозг заблокирован, легко в него проникают. Возможно, в этом и заключается объяснение аномального поведения взрослых мышей, выросших в безмикробных условиях.
Владимир Фрадкин,
20 июня,
Deutsche Welle – DW-WORLD.DE/russian
Наш комментарий. Ничего удивительного. Наш мозг регулирует работу внутренних органов, но между органами и мозгом существует также обратная связь. Полезные бактерии фактически стали частью нашего организма. За миллионы лет эволюции между ними и нашим мозгом тоже выработалась двусторонняя связь. Короче говоря, притерлись друг к другу.
Вот если бы наши славные ученые научили еще полезные бактерии бороться с вредными. Возможно, в какой-то мере они эту функцию и так выполняют. Хорошо бы ее усилить. Ученым следует объяснить бактериям, естественно, на понятном им языке, что это в их интересах. Ведь гибель хозяина означает гибель и для них.
У городских воробьев мозг больше, чем у деревенских – с некоторым удивлением 28.04.11 сообщил «Der Spiegel». Шведские и испанские орнитологи опубликовали в специальном журнале «Journal of the Royal Society Biology Letters» результаты исследования, которое проводилось в 12 европейских городах и их окрестностях. Биологи проанализировали известные данные о величине мозга в сравнении с массой тела у 82 видов птиц отряда воробьиных, и исследовали, как отдельные виды расселялись. Было установлено, что у видов, живущих в центре города, объем мозга относительно больше, чем у их сородичей, предпочитающих обитать в сельской местности. Исследователи полагают, что больший объем мозга увеличивает способность птиц успешно приспосабливаться к непривычной и постоянно меняющейся городской среде.
Сейчас, сообщает издание, орнитологи планируют новое исследование, которое позволит выяснять, распространяется ли подобная закономерность на других птиц и другие регионы.
Наш вопрос. А на людях не пробовали?
Биологи закончили расшифровку генома томатов – уведомило нас 30 мая РИА Новости со ссылкой на журнал «Nature». Научный коллектив из коллаборации «The Tomato Genome Consortium» под руководством Джованни Джулиано из Национального агентства новых технологий в Риме расшифровал и изучил геномы культурного томата сорта «Heinz 1706» и предположительного дикого предка всех культурных подвидов помидор – Solanum pimpinellifolium.
Геном «Heinz 1706» состоит из 12 хромосом, содержащих в себе 35 тысяч генов, которые, в свою очередь, включают 900 миллионов нуклеотидов – кирпичиков ДНК. Геном дикого родственника томата несколько меньше и содержит 760 миллионов «букв», объединенных в такое же число хромосом. По оценкам ученых, значимые участки геномов диких и культурных помидоров отличаются примерно на 0,6% (чуть больше – на 0,9% – отличаются геномы человека и шимпанзе – Ред.)
«Мы смогли обнаружить практически все гены, влияющие на вкус томатов, их устойчивость к вредителям и болезням или определяющие состав питательных веществ внутри плода. Геном томата станет основой для улучшения вкуса помидоров. Он поможет также разрешить и другие проблемы, влияющие на рост томатов, в том числе и подверженность болезням», – пояснил Джиованни.
Как считают ученые, полный геном томатов поможет лучше понять процессы, которые происходят не только при росте помидоров, но и других культурных растений.
В Израиле создают микросхемы из белка – сообщило 14 марта интернет-издание Jewish.ru. Кремниевые микросхемы стали основой современной электроники, но их естественные ограничения уже начинают сдерживать технический прогресс. Ясно, что потенциал кремния уже близок к своему пределу и микросхемы будущего будут строиться на иной базе. Группа исследователей из Тель-Авивского университета считает, что основой микротранзисторов для микросхем следующего поколения могут стать природные белки.
С использованием белков израильские ученые создают т.н. биологические микросхемы
– они работают на базе иных, чем в традиционном процессоростроении, принципах.
Например, микросхемы на базе белков можно создавать таким образом, чтобы они
самоуничтожались после выполнения каких-то возложенных на них задач. Также такие
микросхемы могут самостоятельно собираться при помещении исходных компонентов в
определенную питательную среду. Но главное, что по своей природе биологические
микросхемы могут быть совершенно нейтральными для организма, не оказывая на него
негативного воздействия. То есть их можно будет внедрять прямо в человеческое
тело, «совершенствуя» его.
Также ученые отмечают, что в зависимости от среды, в которой предполагается
использовать микросхему, может различаться и структура протеинов. Например,
молочные протеины известны своей химической и биологической прочностью и могут
быть использованы в самых агрессивных условиях.
Еще одно преимущество биологических микросхем – их ультрамалый размер.
Современные кремниевые микросхемы производятся с использованием технологических
процессов не менее 18 нанометров. А вот белковые транзисторы могут быть размером
до четырех нанометров.
По мнению тель-авивских исследователей, биологические микросхемы могут стать
актуальными для микроэлектроники примерно лет через десять. Тогда новый тип
транзисторов станет играть значительную роль в создании небольших гибридных
гибких устройств, таких как мобильные экраны, интернет-планшеты, биосенсоры,
интеллектуальные медицинские системы и вычислительные чипы.