Откуда ученые знают, как выглядели динозавры

Еще в 2005 году новый динозавр возрастом 66 миллионов лет был обнаружен в формации Хелл-Крик в Южной Дакоте, США. Его полное описание удалось составить только в 2015 году. Яркие фотографии этого быстрого двуногого хищника, покрытого перьями и с челюстью, полной острых зубов, опубликовали по всему миру. Эксперты, стоящие за открытием, сообщили, что у дакотараптора были большие серповидные когти на вторых пальцах задних лап, длина около пяти метров, а рост чуть больше человеческого. Это сделало его одним из самых крупных дромеозавров («быстрых захватчиков»), к которым принадлежит и велоцираптор. В наши дни мы воспринимаем подобные реконструкции как должное, но насколько они реалистичны и откуда ученые узнают, как на самом деле выглядели динозавры? Люди предпринимали первые попытки представить себе животных, оставивших после себя окаменелости или следы, еще в доисторические времена. Также есть упоминания останков динозавров во многих текстах древней мифологии. Драконы появились в китайских писаниях еще в 1100 году до нашей эры, и, возможно, на этот образ повлияли кости динозавров. Точно так же и с грифонами (звери, сочетающие голову орла с телом льва) — они стали известны в Древней Греции еще в 700 году до нашей эры. Вдохновение на создание этого животного могло быть получено из окаменелостей протоцератопса — динозавра с клювом, останки которого до сих пор находят в пустынях Центральной Азии. Когда древние люди столкнулись со странными костями, они сделали именно то, что делают ученые сегодня, и использовали лучшие доступные им знания для восстановления образа существ. Конечно, иногда это приводило к неверным выводам. Первым наименованием, присвоенным любым останкам динозавров, стало позорное Scrotum humanum. Такое название британский врач Ричард Брукс дал сломанному концу бедренной кости в 1763 году, полагая, что это окаменелые семенники библейского гиганта. Теперь мы знаем, что кость ноги принадлежала мегалозавру, правильно описанному Уильямом Баклендом в 1824 году. Однако нельзя обвинять Брукса в его выводах, поскольку динозавры не считались отдельной группой до 1842 года. Зоолог Ричард Оуэн, глава того места, которое сейчас в Лондоне называется Музеем естественной истории, открыл миру новый класс странных вымерших существ. Он назвал их динозаврами, что означает «страшные рептилии». Он представлял игуанодона, мегалозавра и гилеозавра рептилиями с раскинутыми в стороны ногами с чешуйчатой ​​серой или зеленой кожей — чем-то вроде современных ящериц или крокодилов. В 1854 году художник Бенджамин Уотерхаус Хокинс создал скульптуры этих животных в натуральную величину по указанию Оуэна, и вы все еще можете увидеть их на выставке в парке Кристал Пэлас на юге Лондона. Однако они очень отличаются от того, как изображают динозавров сегодня. Со временем ученые решили полностью пересмотреть понимание внешнего вида динозавров, и многое началось с описания в 1960-х годах другого американского дромеозавра — Дейнониха. Американский палеонтолог Джон Остром из Йельского университета сделал революционное предположение: этот вид был теплокровным, птицеподобным, быстрым, стайным охотником. Это положило начало «возрождению динозавров» 1960-х и 1970-х годов. Остром отстаивал идею того, что птицы — это динозавры. Подтверждение последовало в 1996 году, когда в Китае обнаружили первого известного пернатого динозавра Синозавроптерикса. Первые шаги Столкнувшись с новыми окаменелостями в наши дни, палеонтологи имеют гораздо больший объем знаний, на которые можно опираться при воссоздании образа. Фактически их знания расширились до такой степени, что появилась возможность различать цвета перьев динозавров у целого ряда видов. Все реконструкции динозавров начинаются с их окаменелых костей. Если палеонтологам посчастливится найти довольно полный скелет, они могут расположить эти кости в соответствующем порядке и начать понимать форму существа. Однако полные скелеты динозавров очень редки. У большинства ископаемых образцов отсутствуют кости, а большое количество видов известно только по части первоначального скелета. В этих случаях костные останки разных образцов удается сравнить, чтобы заполнить пробелы, и, если есть части скелетов, которые все еще не учтены, эксперты часто обращаются к родственным видам динозавров за помощью в реконструкции. Здесь полезно детальное знание анатомии ряда современных видов (сравнительная анатомия), поэтому эксперты по динозаврам являются превосходными анатомами. Мелкие детали формы костей позволяют раскрыть достаточное количество информации о животном, от которого они произошли. Например, динозавры и птицы (которые являются разновидностью тероподов) уникальны тем, что имеют отверстие в тазу, называемое «перфорированной вертлужной впадиной», в которое с каждой стороны входит верхняя часть бедренной кости. Эта уникальная черта динозавров позволяет им стоять прямо, подставив ноги под тело, а не раскидывать их в стороны, как у других рептилий. Бедро динозавра также позволяет экспертам различать две основные ветви семейства — орнитисхии и заурисхи. Тероподы — плотоядная группа заурисхических динозавров, к которой принадлежат тираннозавр, аллозавр, а теперь и дакотараптор — имеют ряд других характерных черт в окаменелостях. К ним относятся полые кости с воздушными карманами, три пальца на верхних конечностях и значительно уменьшенные четвертый и пятый пальцы на ступнях. Манирапторы (относятся к тероподам), от которых произошли птицы, имеют более заметные отличительные черты, включая необычный сустав запястья с костью, называемой «полулунной костью запястья». Это дало плотоядным более гибкие запястья, что позволило захватывать добычу верхними конечностями, а со временем — эволюционировать полетному взмаху птиц. Если посчастливится отправиться на раскопки с экспертами, вы поймете, что даже мелких деталей (форм зубов или изгибов костей конечностей) достаточно, чтобы они могли быстро оценить, к каким типам динозавров принадлежали останки. Помимо костей Однако кости — это только начало воссоздания динозавра. Также важно думать о мышцах. Например, мышечные диски между позвонками завропода, такого как брахиозавр или диплодок, имели бы большое значение для общей длины животного. Мышцы добавляются с учетом точного положения их форм у живых животных. На окаменелых костях часто появляются мышечные рубцы с точками крепления, которые помогают в этом процессе. Поскольку уже известно, что у более крупных и тяжелых современных животных есть более крупные отметины, этим динозаврам специалисты добавляют более крупные мышцы. Понимание мельчайших деталей анатомии динозавров со временем изменилось и продолжает улучшаться с появлением трехмерных компьютерных моделей, которые используют физиологию живых животных для предсказания вымерших видов. Зауроподов, таких как диплодок, раньше изображали с высоко поднятой головой и опущенным на землю хвостом, но теперь стало известно, что такое расположение было бы просто невозможно. Вместо этого их реконструируют с шеей и хвостом в более горизонтальном положении, что действует как противовес друг другу. Палеонтологи все чаще используют цифровые биомеханические модели для проверки своих представлений о передвижениях и использовании челюсти динозавров. И наконец, к реконструкциям добавляются слои жира и кожи, а также чешуя, перья, гребни и любые другие элементы (щеки, губы, когти и клювы). Есть удивительные свидетельства времени, которые могут повлиять на эти решения: невероятные оттиски кожи ряда динозавров, особенно травоядных, таких как эдмонтозавр и зауролоф. Преобладание чешуйчатых отпечатков на коже в окаменелостях травоядных динозавров привело экспертов к мнению, что у большинства из них вместо перьев была чешуя (хотя было обнаружено несколько травоядных динозавров с щетиной и другими особенностями, связанными с перьями). Также известно, что некоторые травоядные, особенно бронированные анкилозавры, были покрыты защитными костяными пластинами, шипами и выступами. Эти образования на коже — остеодермы — уже на тот момент являлись окостенениями и теперь дают хорошее представление о том, как такие животные (например, сцелидозавр, обнаруженный в Дорсете в 1850-х годах) могли появиться в жизни. У травоядных динозавров есть и другие особенности, о которых мы можем судить по костям черепа. Гадрозавры с утиным клювом имели большие задние зубы, и вполне вероятно, что они были прикрыты щеками, что позволяло им удерживать во рту больше еды для пережевывания перед глотанием. У других динозавров, таких как протоцератопс, трицератопс и овираптор, можно увидеть внутреннюю костную часть клюва, которая при жизни, вероятно, была покрыта внешним ороговевшим слоем, как у современных птиц. Однако были ли у динозавров губы? Это то, чего ученые до сих пор не знают и что является предметом текущих дискуссий. Пушистые тероподы Плотоядные тероподы, в отличие от травоядных, часто были покрыты перьями. Невероятные окаменелости почти 50 видов (в основном из северо-восточной китайской провинции Ляонин) демонстрируют широкий спектр перистых покровов — от пушистого изолирующего до ярких внешних и маховых перьев. Некоторые из этих животных сохранились настолько хорошо, что мы можем видеть форму и расположение перьев прямо на их телах. Хотя большинство этих пернатых динозавров были обнаружены в Китае, распространение видов по генеалогическому древу предполагает, что большинство тероподов в других частях мира тоже были пернатыми. Иногда есть и другие свидетельства наличия перьев у динозавров, такие как отметки на костях предплечья велоцираптора, на которых сегодня у голубей прикрепляются связки лётных перьев. Именно эта особенность в окаменелостях велоцирапторов из Монголии заставила экспертов предположить, что у всех дромеозавров были маленькие «крылья» на предплечьях — особенность, подтвержденная китайской окаменелостью другого нового дромеозавра, описанная в 2015 году учеными. Перья также были найдены в окаменелости дакотараптора, и палеонтологи, стоящие за этим открытием, во главе с Робертом ДеПальмой из Музея естественной истории Палм-Бич во Флориде, предположили, что размах его крыльев составляет около метра. Художники также играют важную роль в оживлении динозавров и часто обладают экспертными анатомическими и палеонтологическими знаниями, чтобы опираться на научные данные с обоснованными предположениями. Без этих палеоиллюстраторов появление древних животных осталось бы только в умах открывших их ученых. За последние пять лет в центре внимания оказались цвета перьев динозавров, но вскоре появится возможность получить хорошее представление и о цветах кожи. Ученые уже знают по чешуйкам на некоторых «мумифицированных» окаменелостях, что эдмонтозавр, вероятно, был украшен полосатыми узорами. В ряде исследований начали использовать электронные микроскопы, чтобы посмотреть на структурные узоры крошечных формирований пигмента в коже. В 2015 году международная группа ученых использовала этот метод, чтобы показать темную спину и бледный живот мозазавра — доисторической морской рептилии — и универсально темную пигментацию ихтиозавра. Вскоре аналогичные методы будут использовать для определения цвета динозавров. Восстановление животных по окаменелостям — это отчасти догадки, но обоснованные догадки, основанные на знаниях, накопленных за века палеонтологами-первопроходцами. Сегодня у нас есть лучшие представления, чем когда-либо прежде. По материалам статьи «How do we know what dinosaurs looked like?» ScienceFocus

Как свободное время делает людей несчастными?

Мы привыкли к тому, что отсутствие свободного времени часто способствует стрессу и заставляет человека чувствовать себя несчастным. Однако ученые обнаружили, что избыток отдыха приводит ровно к такому же результату. Не беспокойтесь, специалисты также выяснили, как правильно использовать свой досуг, чтобы взять от него максимум удовлетворения. Ученые попросили 21,7 тысячи американцев сделать детальный отчет о том, чем те занимались в течение последних суток, и рассказать, как они себя при этом чувствовали. После этого были опрошены еще шесть тысяч человек. Результаты обоих экспериментов оказались одинаковыми. «Респонденты, у которых было всего 15 минут свободного времени, испытывали больший стресс и более плохое самочувствие. Те, у кого было семь часов, сказали, что их самочувствие было значительно хуже в результате того, что они чувствовали себя менее продуктивными», — говорится в статье, опубликованной в издаваемом Американской психологической ассоциацией «Журнале психологии личности и социальной психологии». Отдыхать нужно от двух до пяти часов в день в зависимости от того, чем вы привыкли заниматься в свободное время. В первом случае речь идет о бесцельном нахождении в соцсетях или просмотре заурядных сериалов, во втором — об общении с людьми, занятии хобби или спортом, подработке. Дело в том, что люди ощущают себя счастливее, когда проводят свое время продуктивно. Под продуктивностью подразумевается все, что имеет ценность для конкретного человека. Так, просмотр фильма, который вы давно хотели посмотреть, принесет больше удовольствия, чем любая другая случайная картина, попавшаяся вам на стриминговой платформе или телеканале. А все потому, что в первом случае вы будете знать, что потратили свободное время не зря и исполнили свое желание. «Люди должны стремиться к тому, чтобы иметь умеренное количество свободного времени, чтобы проводить его так, как они хотят», — заключают психологи. Заметим, что, по мнению ученых из Кентского и Редингского университетов, повысить уровень эндорфина людям помогает не только правильный досуг, но и употребление фруктов и овощей, а также занятия спортом. Вместе с тем, на ощущение счастья влияет то, сколько времени человек проводит перед экраном компьютера или смартфона, заявляет профессор Университета штата Калифорния в Сан-Диего Джин Твенг. В ходе одного из его экспериментов участники согласились на неделю отказаться от использования соцсетей. К концу этого периода они чувствовали большую удовлетворенность от жизни. Однако полный отказ от использования гаджетов, по мнению специалистов, делает людей несчастными. Поэтому не стоит бросаться из крайности в крайность и важно помнить, что все должно быть в меру.

Что посмотреть сейчас, если не «Игру в кальмара»

С момента премьеры сериала «Игра в кальмара» прошло чуть больше месяца, а проект уже обрел такую популярность, что о нем услышали даже те, кто не смотрел и не планировал. Сейчас фанаты скупают белые мокасины и черные маски, готовят сахарные печенья и реконструируют игры, в которые играли главные герои. Однако до второго сезона «Игры в кальмара» как минимум два года. Что делать все это время? И что смотреть, если корейский кинематограф вам не по вкусу? Мы подобрали десять новых и интересных сериалов разных жанров, обсуждение которых может разнообразить рабочий перерыв или посиделки за чашечкой кофе. «Сцены из супружеской жизни» Мини-сериал о разводе двух любящих друг друга людей. Зрители в большинстве своем отмечают невероятную химию между главными героями, которых сыграли Джессика Честейн и Оскар Айзек, а также красивые постельные сцены. Это ремейк одноименного фильма Ингмара Бергмана, который не затмил оригинал, но смог порадовать новым взглядом на тему любви. «Зачистка» Комедийный проект о буднях уборщика мест преступлений. Главный герой — Пол Уикстед, или просто Викки — каждый день общается с родственниками жертв, а иногда даже с убийцами или призраками покойных. Сериал подойдет для любителей черного юмора. «Ты» Третий сезон драматического триллера «Ты» стартовал менее недели назад и привлек к сериалу внимание не только фанатов, но и новых зрителей. И те, и другие начали изучать темное прошлое главное героя — менеджера книжного магазина, серийного убийцы Джо Голдбера, который к сегодняшнему дню уже обзавелся ребенком. Проект по-прежнему нагоняет жуть, но в то же время держит внимание зрителя. «Семья черной мафии» Если тот факт, что продюсером этого криминального мини-сериала выступил рэпер 50 Cent, а одну из ролей в нем исполнил его коллега Эминем, еще не заставил вас включить «Семью черной мафии», то это может сделать сюжет. Проект рассказывает об изнанке Детройта конца 80-х годов и двух братьях, создавших одну из самых знаменитых преступных группировок. Идеально для любителей сериалов о грязных деньгах, злых улицах, оружии и запрещенных веществах. «Катла» Триллер о таинственных силах, оказывающихся на земле после извержения подледного вулкана, и людях, жизнь которых теперь находится под угрозой. Сериал в духе «Соляриса» для тех, кто предпочитает мистику, колоритные пейзажи и атмосферу изоляции. «Кто убил Сару?» Криминальная драма о мужчине, который пытается доказать, что не причастен к смерти сестры, но по ходу дела узнает и имя настоящего убийцы, и страшные подробности произошедшего. Тогда он хочет привлечь виновного к ответственности, но сделать это оказывается очень сложно. Для поклонников детективов, Мексики, фильмов о мести и открытых концовок. «Подземная железная дорога» Драма по одноименному роману Колсона Уайтхеда о рабыне, сбегающей с хлопковой плантации по подземной железной дороге, ведущей к свободе. Действие сериала происходит в США во время Гражданской войны. Проект подойдет для ценителей величественных «костюмных» фильмов и неторопливого повествования. «Чудотворцы» Третий сезон «Чудотворцев», равно как и третий сезон триллера «Ты», обратил на проект внимание новых зрителей. Актеры, среди которых Дэниэл Рэдклифф и Стив Бушеми, оказываются то на небе, то в Средневековье, то на Диком Западе. Они одинаково забавно играют и Бога с ангелом, и принца с крестьянином, и бандита со священником. Сериал для тех, кто хочется просто расслабиться после работы или учебы. «Пропавшая» Еще один мини-сериал в нашей подборке. На этот раз — российский. Триллер «Пропавшей» рассказывает о возвращении в семью дочери, исчезнувшей около десяти лет назад. Зрителю до последнего не ясно, самозванка ли главная героиня, где она была и что ей нужно сейчас. Для тех, у кого есть пара свободных вечеров, потому что смотреть за раз по одной серии подобного триллера невозможно. «Чепелуэйт» Хоррор, снятый по рассказу Стивена Кинга «Поселение Иерусалим». По классике жанра вдовец с детьми переезжает в мрачный особняк, который уже занят потусторонними силами. Вместо того, чтобы съехать, мужчина решает бороться со злом. В этом ему помогает гувернантка. Для фанатов Эдриена Броуди, Стивена Кинга и мрачных особняков.

Подборка блиц-фактов №144

История макаронных изделий восходит к древним этрусским цивилизациям (между третьим и восьмым веками до нашей эры). Этруски производили макароны путем измельчения нескольких злаков и зерен, а затем смешивали их с водой. Дэн Купер — псевдоним американского преступника, который 24 ноября 1971 года захватил самолет авиакомпании «Northwest Orient Airlines», следовавший из Портленда в Сиэтл. Получив выкуп в 200 тысяч долларов, угонщик выпустил пассажиров, заставил пилотов взлететь и выпрыгнул с парашютом примерно в 50 километрах на северо-восток от Портленда. Из-за журналистской ошибки угонщик стал известен как Д.Б. Купер, поскольку на первых этапах расследования портлендская полиция проверяла на причастность к преступлению жителя Орегона с таким именем. Несмотря на продолжительное расследование, ФБР не удалось ни установить личность угонщика, ни выяснить его дальнейшую судьбу, и в июле 2016 года расследование было официально остановлено. Случай с Дэном Купером остается единственным нераскрытым угоном самолета в истории коммерческой авиации. Саннакчи или саннакчи хве — разновидность хве, блюда корейской кухни. Представляет собой приправленного кунжутным маслом и посыпанного кунжутом живого осьминога. Осьминога режут на мелкие кусочки и немедленно подают, так что кусочки еще шевелятся. Иногда осьминог сервируется целиком. Саннакчи подают в ресторанах, специализирующихся на хве, а также в барах как закуску к алкоголю (например, соджу). Из-за того, что мускулы осьминога еще сокращаются при поедании, при употреблении саннакчи нужно соблюдать осторожность, так как они могут перекрыть доступ воздуха через горло. Удушение саннакчи стало причиной смерти нескольких человек. Эксперимент Вселенная-25 — это научное исследование, во время которого для популяции мышей были созданы максимально комфортные условия жизни. У грызунов было обилие корма и воды, им не угрожали хищники, а также было достаточно места для размножения. При изобилии мира и средств к существованию мышей интересовали только еда, сон и уход за собой. В итоге грызуны, сломленные психологически, не были заинтересованы в борьбе за территорию, ухаживании за самками и защите потомства. Подобное поведение мышей экспериментатор назвал «первой смертью» или «смертью духа». По мнению Кэлхуна, автора эксперимента, такая смерть в конечном счете приводит к буквальной кончине грызунов. То есть все особи обречены на неминуемую гибель, в каких бы комфортных условиях они ни находились. Первые весы появились более шести тысяч лет назад. Местом возникновения этого древнейшего изобретения человека были такие государства, как Древний Вавилон и Египет. Этот предмет был настолько «почитаем» и необходим, что его изображения сохранились на пирамидах в Гизе. За две тысячи лет до нашей эры весы стали общепринятым средством измерения. Они выглядели как равноплечное коромысло с чашами, висящими по краям. Именно такие весы держит в своей руке богиня правосудия Фемида. В IV веке до нашей эры Аристотель открыл теорию весов — правило моментов сил. Крекеры и сухофрукты вредят зубам больше, чем конфеты, так как кислота, а не сахар, является основной причиной разрушения зубов. Первый свадебный торт на самом деле был несладким. Свадебные торты были особой частью греческой и римской цивилизаций. Жених скреплял свой брак, разбивая подарочный свадебный пирог, сделанный из ячменя, на голове невесты. Этот странный ритуал символизировал удачу, плодородие и то, что девушка теперь станет женщиной. В ноябре 1930 г. охотник Джо Лабелль оказался неподалеку от поселения эскимосов, живших на берегу озера. Устав от долгого пути, он решил найти себе ночлег. Некогда процветающее поселение, мимо которого часто проходил охотник, оказалось совершенно пустым. Создавалось такое впечатление, будто все жители в спешке бросили свои жилища и ушли в неизвестном направлении. В одном доме на печке готовилась пища, а в другом на полу лежали недошитые вещи, из которых торчала иголка. Люди просто куда-то исчезли самым загадочным образом. Ежегодно 4 июля в городе Оатман, штат Аризона, проводится конкурс по жарке яиц на тротуаре. Жители Оатмана соревнуются между собой, кто сможет приготовить самое съедобное яйцо. Участники могут использовать любые необходимые солнечные средства, включая лупы или зеркала, но огонь или электричество не допускаются. Кетчуп когда-то использовался как лекарство. В 1834 году доктор Джон Кук Беннет добавил помидоры в кетчуп, который до этого был смесью рыбы с грибами. Добавление томатов означало, что в соусе теперь множество витаминов и антиоксидантов.

Что такое кристалл времени и почему физики им одержимы

Вы, вероятно, хорошо знакомы с основными состояниями материи (твердым, жидким, газообразным), которыми наполнена повседневная жизнь на Земле. Но эти три разных вида, каждый из которых выглядит и действует по-разному, не составляют всю Вселенную. Ученые открыли (или создали) десятки более экзотических состояний материи, часто носящих мистические и причудливые названия — сверхтекучие жидкости, конденсаты Бозе-Эйнштейна, вырожденная нейтронами материя, — и это лишь некоторые из них. В последние несколько лет физики всего мира создавали другое состояние материи: «кристалл времени». Если раньше это было похоже на техническую болтовню из фильмов категории «В», то теперь это реальность. Используя квантовый компьютер, несколько исследователей создали кристалл времени, который, по их мнению, прочно закрепил положение нового состояния материи в мире физики. Ученые из Стэнфорда и ряда других американских университетов еще не опубликовали официально свое исследование, но уже разместили научную статью, которая ожидает проверки. Так что же такое кристалл времени? Это может звучать как критически важный компонент, который заставляет машину времени работать, какой-то футуристический источник энергии или, возможно, артефакт потерянной инопланетной цивилизации. Но для ученых кристалл времени на самом деле является чем-то более тонким: диковинкой законов физики. Любой стандартный кристалл (такой как алмаз, изумруд или даже кубик льда) определяет то, что его атомы каким-то образом расположены в повторяющихся узорах в пространстве. Есть три основных измерения пространства, четвертое измерение — время. Поэтому физики задавались вопросом, можно ли расположить атомы кристалла в повторяющиеся во времени узоры. На практике это работает примерно следующим образом. Вы создаете кристалл, атомы которого находятся в одном состоянии. Если вы взорвете этот кристалл с помощью точно настроенного лазера, атомы могут перейти в другое состояние, затем обратно, и так далее — без фактического поглощения энергии лазера. Допустим, вы сделаете шаг назад, и то, что вы только что создали, является состоянием материи, которое постоянно находится в бесконечном движении, не поглощая никакой энергии. Это противоречит одному из самых священных принципов классической физики — второму закону термодинамики. Закон гласит, что количество энтропии или беспорядка всегда имеет тенденцию к увеличению. Думайте об этом как о вазе, балансирующей на краю стола. Вселенная хочет толкнуть эту вазу и разбить ее об пол. Чтобы собрать все воедино, вы должны приложить энергию. Кристаллы времени на самом деле являются довольно новой идеей, впервые предложенной в 2012 году лауреатом Нобелевской премии физиком Фрэнком Вильчеком. В то время не все физики принимали эту теорию, а некоторые даже утверждали, что второй закон термодинамики даст о себе знать. Естественно, целеустремленные исследователи нашли лазейки. В 2016 году физикам из Мэрилендского университета удалось собрать необработанный кристалл времени из набора атомов иттербия. Другие группы создали кристаллы времени внутри алмазов. Но мастера кристаллов времени сделали нечто иное. Они обратились в Google за квантовым компьютером — это устройство, которое использует преимущества квантовой механики, кажущейся мистической разновидностью физики, управляющей Вселенной до мельчайших масштабов. Вместо кусочков кремния, как в обычных «классических» компьютерах, квантовые компьютеры работают напрямую с атомами или частицами. Это позволяет ученым проводить эксперименты, поскольку квантовая физика, которая дает возможность частицам взаимодействовать на невозможных расстояниях, становится довольно эзотерической. «Моделировать правила становится намного сложнее с традиционными компьютерами», — говорит исследователь квантовых компьютеров в национальной лаборатории Fermilab Габриэль Пердью. Упорядочивая частицы в процессоре квантового компьютера, можно буквально изучать системы крошечных частиц, как если бы они были строительными блоками. Это мощная способность, и ее не так часто можно увидеть в неквантовом мире. «Вы знаете, мы не вычисляем путем создания миниатюрных бейсболистов и моделирования, как далеко улетит бейсбольный матч», — говорит Пердью. Но, по его словам, исследователи использовали квантовый компьютер Google, чтобы воссоздать что-то похожее в очень маленьком масштабе — сделать время кристаллом. В этом случае физики могли взять атомы, переставить их, а затем подать на них импульс лазером, чтобы запустить кристалл времени. Эта установка позволила исследователям создать кристалл времени, который больше, чем любые его предшественники. В то время как многие предыдущие кристаллы были недолговечными и распадались за несколько циклов движения, ученые, стоящие за новой попыткой, удивляются стабильности того, что они создали. Габриэль Пердью считает самым захватывающим во всем процессе демонстрацию использования квантового компьютера для реального моделирования системы квантовой физики и ее изучения. Но действительно ли эти кристаллы могут привести к новой зарождающейся волне машин времени? Скорее всего, нет. Однако они помогут сделать квантовые компьютеры более надежными. Инженеры годами пытались создать что-то, что могло бы служить памятью в квантовых компьютерах; нечто вроде кремния, лежащего в основе традиционных компьютеров. Физики считают, что кристаллы времени подойдут для этой цели. По материалам статьи «What the heck is a time crystal, and why are physicists obsessed with them?» Popular Science

Космический мусор: катастрофа ждет своего часа?

В мае 2021 года на борту Международной космической станции (МКС) в роботе-манипуляторе была обнаружена дыра. Подозрения пали на кусок космического мусора. К счастью, никто из космонавтов не пострадал, но этот случай заставил обратить внимание на растущую проблему орбитального мусора. Как это произошло? Сложно представить, что всего семь десятилетий назад Луна была единственным объектом, вращающимся вокруг Земли. По состоянию на 1 января 2021 года на орбите находилось 6542 спутника. Что характерно, активными были лишь немногие из них. Это куча бесполезного металла, летящего вокруг планеты со скоростью 28000 км/ч — в десять раз быстрее, чем пуля. Бывший генеральный директор Европейского космического агентства (ЕКА) Ян Вернер сказал об этом так: «Представьте, насколько опасным было бы плавание в открытом море, если бы все корабли, когда-либо затерянные в истории, все еще дрейфовали на поверхности воды». Даже мельчайшие осколки, включая потерянные гайки и болты, а также замороженные частицы ракетного топлива, могут нанести огромный ущерб. Угрозу представляют даже пятна краски — они вынудили НАСА заменить несколько поврежденных окон в старом космическом шаттле. По данным НАСА, орбитальный мусор миллиметрового размера представляет собой самый высокий риск завершения миссии для большинства космических роботов-манипуляторов, работающих на низкой околоземной орбите. Насколько серьезна проблема? Все очень плохо и становится только хуже. В настоящее время существует полмиллиона обломков диаметром в один сантиметр или больше и 100 миллионов обломков диаметром более одного миллиметра. Тем не менее, министерство обороны США активно отслеживает только 27000 единиц. С 1999 года МКС пришлось провести 29 маневров по предотвращению засорения, в том числе три из них — в 2020 году. Усугубляет ситуацию тот факт, что некоторые страны решили сознательно взорвать свои спутники ракетами в рамках военных испытательных маневров. В результате такого шага Индии в 2019 году образовалось 400 осколков космического мусора. В космосе будет только больше людей, и количество запусков спутников увеличится в пять раз в следующем десятилетии. В январе 2021 года только на одной ракете SpaceX Falcon в космос было запущено 143 спутника. Спутниковая интернет-система Starlink (от компании SpaceX) хочет вывести на орбиту 12000 спутников в течение следующих пяти лет. Все это дополнительное оборудование значительно увеличивает вероятность столкновений и страшного синдрома Кесслера. Что такое синдром Кесслера? Это катастрофическая цепочка событий, в которой спутник разбивается осколком космического мусора (или сталкивается с другим спутником), в результате чего обломки уничтожают еще больше спутников, создавая больше мусора, и так далее практически до бесконечности. Это похоже на эффект домино — одна часть падает, а затем уносит с собой все остальное. Синдром назван в честь ученого НАСА Дональда Кесслера, описавшего возможную проблему еще в 1978 году. Согласно отчету Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) об устойчивости космического пространства за 2020 год, синдром Кесслера может сделать определенные орбиты непригодными для деятельности человека. Скорее всего, будут отключены интернет, метеостанции и услуги связи. Насколько мы близки к этому? В отчете ООН за 2013 год прогнозировалось, что катастрофические столкновения могут происходить каждые пять-девять лет в течение следующих двух столетий. Однако это уже происходит. В 2009 году спутник телефонной связи «Иридиум» столкнулся с заброшенным российским военным спутником «Космос 2251», уничтожив оба космических объекта. Это событие произошло примерно на той же высоте, что и одна из самых больших будущих опасностей: восьмитонный спутник наблюдения и исследования Земли из космоса «Энвисат» от Европейского космического агентства. Он будет оставаться на орбите в течение следующих 150 лет, и вероятность столкновения за это время с другим куском космического мусора составляет от 15 до 30 процентов. Синдром Кесслера не обязательно должен проявляться быстро. Эти удары могут стать первыми и повлекут за собой остальные (эффект домино), количество аварий со временем значительно возрастет. Что мы можем сделать? Лучшее регулирование новых запусков могло бы помочь с этой проблемой, поскольку сейчас это в некоторой степени бесплатно для всех. Существуют определенные правила для уменьшения опасности, например, правило спуска с орбиты по прошествии 25 лет для миссий на низкой околоземной орбите. Однако в отчете ЕКА об окружающей среде космического мусора говорится, что менее 60% тех, кто летает на низкой околоземной орбите, в настоящее время придерживаются правил. Штрафы для нарушителей должны быть более жесткими. Необходимо прекратить преднамеренный взрыв спутников. Усиленный мониторинг существующего космического мусора тоже помогает, потому что активные спутники можно увести с курса столкновения, запустив небольшие двигатели. Однако с мертвыми спутниками уже ничего нельзя сделать для предотвращения столкновений. Вот почему многие призывают к уборке в космосе. В 2018 году британская миссия RemoveDebris испытала на орбите космический мусорный гарпун. Европейское космическое агентство заказало первую в мире миссию по уборке мусора — ClearSpace-1. Она будет запущена в 2025 году и попытается вывести с орбиты верхнюю ступень ракеты, оставленную там еще в 2013 году. По материалам статьи «Space Junk: Is it a disaster waiting to happen?» Science Focus

Как солнечное затмение влияет на животных?

Следующее солнечное затмение ожидается в декабре 2021 г. За таким грандиозным событием будут наблюдать не только люди, но и бесчисленные дикие и домашние животные, которые в отличие от нас гораздо меньше знают о происходящем. Смотреть на то, как луна закрывает солнце, очень захватывающе, если вы этого ожидаете, но если это происходит неожиданно, то как минимум будет странно наблюдать, что все погрузилось в темноту средь бела дня. Люди долгое время не понимали природу затмений, а для животных это остается загадкой и сегодня. Несмотря на недостаток научных данных о реакции животных на затмения, существует множество забавных историй о том, как они удивлялись, сбивались с толку и не понимали, что происходит. Чтобы наблюдать за затмением с животными бок о бок, не помешает обратить внимание на некоторые аспекты их поведения. Дикие животные Известно, что многие дикие животные относятся к полному солнечному затмению как к внезапному наступлению ночи. «Птицы ведут себя так, будто резко наступил вечер, а когда солнце возвращается, начинают демонстрировать утреннее поведение, и все это в короткий промежуток времени», — говорит орнитолог Института Макса Планка Вольфганг Фидлер. Это значит, что многие певчие птицы улетают в место, где они спят, исполняют свою привычную песню перед сном, а затем затихают. Когда затмение заканчивается, у них снова начинается «утро», которое они отмечают утренней песней. Этот кратковременный сбой не нарушает внутренние часы птиц и не влияет на другие аспекты их поведения, такие как миграция. Опыт прошлых затмений Несмотря на то, что большинство информации о поведении животных во время солнечного затмения получается из наблюдений очевидцев, на эту тему все-таки проводились определенные исследования. Например, во время полного солнечного затмения в июне 2001 г. астроном Пол Мурдин наблюдал за реакцией диких животных в национальном парке Мана-Пулс в Зимбабве. Он тоже видел, как голуби и певчие птицы разыгрывают подготовку ко сну, ненадолго замолкают, а потом разыгрывают утреннюю рутину, когда солнце слова появляется. «Цапли, гуси и ибисы перестали кормиться и отправились на насесты», — пишет он, отметив, что только некоторые птицы вернулись к пище после затмения. Гиппопотамы погрузились в воду, как они это делают в сумерках, но потом проявляли нервозность до конца дня. Солнечная белка осталась в дупле на весь день, по-видимому, решив, что она проспала до наступления темноты. Пчелы удалились в улей во время затмения, а по его окончании отправили двух разведчиков, однако независимо от того, какую информацию они принесли, рой уже не покидал улей в тот день. Во время затмения в 1991 г. ученые изучали реакцию пауков-кругопрядов в Мексике. Они вели себя нормально, однако, когда солнце скрылось, начали демонтировать паутину. Сумеречные животные также принимают затмения за наступление нормальных сумерек. Сверчки и лягушки начинают хоровое пение, а комары и мошки сбиваются в стаи. Во время полного затмения начинают активно вести себя ночные животные, такие как летучие мыши и совы. Однако реакция сильно разнится от вида к виду. Мурдин писал, что павианы, крокодилы, львы и зебры быстро оправились в 2001 г. Слоны также были в целом спокойны, согласно его наблюдениям, только два самца стояли бок о бок, наблюдая за затмением, что выглядело необычным. Домашние животные Из-за того, что распорядок дня домашних животных зависит от расписания хозяев и от уровня освещенности в помещении, они обычно переносят затмения достаточно спокойно. Кошки и собаки, конечно, могут испугаться, но не так сильно, как от фейерверка. Тем не менее, животных рекомендуется держать на привязи, если вы берете их с собой понаблюдать за затмением. Они скорее всего будут напуганы не самим природным явлением, а большим скоплением незнакомых людей. Нужно ли животным надевать защитные очки? Людям обязательно рекомендуется надеть защитные очки, а вот насчет животных не все так однозначно. Скорее всего, ваш питомец не станет поднимать голову, чтобы посмотреть на солнце, так как такое поведение не свойственно животным. Однако некоторые из них все-таки могут пострадать, если по какой-то причине поднимут голову. Многие люди будут указывать пальцем вверх, соблазняя животных посмотреть в эту сторону, это в большей степени касается собак, так как кошки ведут себя более отстраненно. Поэтому многие все-таки надевают своим собакам очки. Животные в зоопарке Известно, что животные на фермах и в зоопарках ведут себя странно во время полного солнечного затмения. Когда в 1999 г. над Германией произошло частичное затмение, зоолог Лидия Колтер наблюдала за животными в Кельнском зоопарке. Многие животные начали прятаться, потому что ожидали дождя, так как обычно темнеет как раз, когда появляются тучи. Группа шимпанзе странно отреагировала на кольцеобразное солнечное затмение в 1984 г. Когда стемнело, температура начала понижаться, самки с младенцами забрались на вершину лазательной конструкции. Позже к ним присоединились и другие шимпанзе, и большинство из них обратили свои взгляды в сторону луны. Они так и просидели все время, уставившись вверх, а один подросток-шимпанзе встал и показал пальцем в сторону исчезающего солнца. По материалам статьи «How Does a Solar Eclipse Affect Animals?» Treehugger

Важны ли волосы в носу для борьбы с простудой и другими заболеваниями?

Медицинский «трюизм» гласит, что волосы в носу фильтруют воздух, которым мы дышим, и поэтому защищают нас от заражения вирусами, бактериями и другими болезнетворными микроорганизмами, передающимися воздушно-капельным путем. Но, как это часто бывает с трюизмами, его история может быть более древней, нежели проверенной. Идея о том, что наши волоски в носу, известные в медицине как вибриссы, могут служить защитой от инфекционных микробов, возникла более века назад. В 1896 году пара английских врачей, написав статью в престижном медицинском журнале The Lancet, отметила следующее: «Внутреннее пространство подавляющего большинства нормальных носовых полостей совершенно асептично [стерильно]. С другой стороны, вестибулы носа [ноздри], выстилающие их вибриссы и все образующиеся там корочки обычно кишат бактериями. Эти два факта свидетельствуют о том, что вибриссы действуют как фильтр и что большое количество микробов встречают свою судьбу во влажной сетке волос, окаймляющих вестибулы». Вывод английских врачей может показаться логичным, но на тот момент никто еще не изучал, может ли подстригание волос в носу облегчить проникновение микробов в дыхательные пути. Только в 2011 году густота волос в носу была тщательно изучена в качестве возможной взаимосвязи с заболеваниями. В исследовании 233 пациентов, опубликованном в научно-медицинском журнале International Archives of Allergy and Immunology, группа исследователей из Турции обнаружила, что люди с более густыми волосами в носу реже болеют астмой. Исследователи объяснили этот вывод фильтрационной функцией волос в носу. Их наблюдение было интересным, но это было эмпирическое исследование, которое не может доказать причину и следствие, а астма — это не инфекция. Ученые также не проводили никаких последующих исследований, чтобы оценить, как подстригание волос в носу может повлиять на риск развития астмы или инфекции. Только в 2015 году врачи клиники Майо провели первое и пока единственное исследование, в котором изучался эффект от подстригания волос в носу. Исследователи измерили носовой воздушный поток у 30 пациентов до и после стрижки волос в носу и обнаружили, что стрижка волос привела к улучшению субъективных и объективных показателей носового воздушного потока. Наибольшие улучшения наблюдались у тех, у кого изначально было больше всего волос в носу. Результаты исследования были опубликованы в научно-медицинском журнале American Journal of Rhinology and Allergy. Опять же, интересный вывод, но коррелирует ли лучший носовой поток воздуха с более высоким риском инфекции? Ни одно из исследований не рассматривало этот вопрос напрямую. Но доктор Дэвид Стоддард, ведущий автор исследования клиники Майо, отметил, что если кто-то работает, например, с гипсокартоном или штукатуркой, можно определить, что он только что с работы, по белой пыли, застрявшей в волосках его носа. «Но именно крупные частицы задерживаются в волосках носа. Вирусы гораздо меньше. Они настолько малы, что, скорее всего, пройдут через нос в любом случае. Я не думаю, что подстригание волос в носу повышает риск респираторной инфекции», — говорит он. Исходя из ограниченного количества исследований, посвященных волоскам в носу, нет никаких доказательств того, что их обрезание или эпиляция повышают риск респираторных инфекций. И как предположил по крайней мере один эксперт, работавший в этой области, скорее всего, это не так. По материалам статьи «Is Nose Hair Essential to Fighting Off Colds and Other Viral Illnesses?» The New York Times

Почему некоторые рыбы теплокровные?

Уже более 50 лет ученые знают, что несмотря на общепризнанный факт о хладнокровности рыб, некоторые из них все же являются теплокровными. Некоторые виды акулы и тунца, в частности белая акула и атлантический голубой тунец, приобрели способность согревать отдельные части своего тела, например, некоторые мышцы, глаза и мозг. Около 35 видов рыб, составляющих менее 0,1% от всех описанных, обладают этой способностью, что позволяет им быть теплее, чем вода, окружающая их. Однако до недавнего времени причина появления этой способности оставалась загадкой. Некоторые ученые полагают, что теплокровность позволяет рыбам плавать быстрее, поскольку теплые мышцы, как правило, более мощные. Другие полагают, что это позволяет им жить в более широком диапазоне температур, и что это делает их менее восприимчивыми к последствиям потепления океана, вызванного изменением климата. Исходя из этого, международная группа морских биологов задалась целью ответить на вопрос, почему некоторые рыбы теплокровны, в то время как большинство — нет. Это исследование показало, что способность рыб согревать свое тело дает им конкурентные преимущества — они действительно могут плавать быстрее, чем их холоднокровные сородичи. Однако результаты не говорят о том, что этот механизм помогает рыбам адаптироваться к изменению температуры океана в условиях изменения климата лучше, чем холоднокровным рыбам. Ловля рыбы Команда ученых из Австралии, США, Тасмании, Гавайев и Японии собирала данные по акулам и костным рыбам, а также использовала данные, собранные ранее другими учеными. Они прикрепляли к плавникам пойманных рыб устройства биологической регистрации — водонепроницаемые электронные датчики, которые могут записывать данные и передавать их дистанционно. Рыбы были пойманы с помощью крючка и лески и закреплены рядом с лодкой. Это позволило ученым прикрепить устройства и сразу после этого отпустить подопытных. Датчики собирали такую информацию, как температура и глубина воды и скорость, с которой передвигались рыбы. Сравнив данные о скорости передвижения и температуре воды, ученые смогли рассчитать нормальные для подопытных диапазон температур и скорость с учетом массы их тела. Оказалось, что теплокровные рыбы плавают в 1,6 раза быстрее, чем холоднокровные. Это одно из первых прямых доказательств эволюционного преимущества теплокровных. Дополнительная скорость дает преимущества в охоте и миграции. Это помогает лучше распознавать добычу — чем быстрее они плывут, тем быстрее изображение перемещается в их глазах, что позволяет оперативно обрабатывать и идентифицировать его. Ранее предполагалось, что теплокровные рыбы могут лучше справляться с изменением температуры окружающей среды, стабилизируя температуру своего тела. Возможно, так оно и есть, но результаты вышеописанного исследования показывают, что способность согревать свое тело не позволяет им обитать в более широком диапазоне температур и глубин. Это означает, что мы преувеличиваем устойчивость теплокровных рыб к изменению температуры океана. Многие из этих животных уже сталкиваются с угрозами, связанными с потеплением океана, а также с рисками, вызванными деятельностью человека. Атлантический голубой тунец находится под угрозой исчезновения, а белая акула считается уязвимым видом. Ученые надеются, что учет этих результатов позволит лучше организовывать работу по сохранению и защите этих уникальных рыб. По материалам статьи «We solved the mystery of why some fish are warm-blooded» The Conversation