Необъяснимые факты в науке

История нашей планеты полна поразительных загадок. И целой жизни не хватит, чтобы их разгадать. Но вы можете ненадолго заглянуть в замочную скважину двери, за которой скрывается целый мир безумных тайн.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Тайны мира
• Загадки

Подробнее…

Так существуют ли привидения? Этот вопрос волнует человечество уже очень давно, хотя однозначного ответа до сих пор нет. Ученые выдвигают различные предположения, спорят, опровергают, доказывают. Кому-то проще верить в существование потустороннего мира и его загадочных обитателей, кто-то готов обосновать любое странное явление научным аргументом. Давай посмотрим на эти снимки.

Это самые известные фотографии мира, на которых были замечены странные существа. Эксперты уверяют, что тут нет фотомонтажа.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Необычно
• Загадки

Подробнее…

Несмотря на все достижения науки, в ней все же существует немало белых пятен. Журнал New Scientist опубликовал список загадочных явлений, объяснить которые ученые не в состоянии.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Необычно
• Загадки

Подробнее. ..

Бермудский треугольник. Точного ответа на вопрос: «Что такое Бермудский треугольник?», нет до сих пор.Ни ученые, ни даже экстрасенсы, которые в свое время летали в Бермудский треугольник и пытались на месте разгадать тайну этого места, так и не дали четкий ответ.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Мистика
• Необычно
• История
• Загадки
• Исследование

Подробнее…

С точки зрения науки, каждому явлению должно быть логическое объяснение. Однако в нашей жизни не все так просто, и порой происходят вещи, которым не находится научного толкования.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Мистика
• Тайны мира
• Необычно
• История
• Загадки
• Психология
• Исследование

Подробнее…

Некоторые факты дают основание верить в благополучный исход процедуры криогенной консервации тела. Однако противники этой идеи указывают на невозможность последующей разморозки. Две интересные истории о том, как люди попытались продолжить свое существовании за счет заморозки своего тела.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

Подробнее…

Человечество в немалой степени продвинулось в своих исследованиях по всем направлениях, но по-прежнему есть вещи, которые не удается объяснить. Узнать удивительное о природе может даже тот, кто безоглядно верит в науку и факты. Ведь существует масса вещей, которые до сих пор не в состоянии объяснить научный мир. О некоторых из них и пойдет речь в этой статье.

Удивительные и необъснимые факты которые не удалось объяснить науке.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Мистика
• Тайны мира

Подробнее. ..

Спиритизм — одна из разновидностей оккультизма, позволяющая заглянуть в некоторые тайны мира. Но не все верят в это, а многие сеансы заканчиваются не лучшим образом.  На сеансах по спиритизму люди часто находят ответы на свои вопросы. Но инода все заканчивается не так, как хотелось бы.

Подробности

Категория: Необъяснимые факты в науке

• Деньги
• Мистика

Подробнее…

• Вы здесь:  
• Главная
• org/ListItem»> Необъяснимые факты в науке

Самые популярные

• Галактика Млечный Путь – гавань для нашей планеты
• Интересные факты из жизни животных: млекопитающие
• Интересное о людях с разными глазами
• Металлические монеты: их место в нашей жизни
• Планета Плутон и Земля – в чем сходство?
• Объективные факты о сахаре
• 5 интересных фактов о науке
• org/Article»> Киллиан Мёрфи: факты из жизни и творческой деятельности
• Полезный способ обезопасить номер телефона
• Новый год 2016: интересные факты

Несмотря на развитие науки и широко шагающий прогресс, мир вокруг полон необъяснимых и загадочных фактов. Сталкиваясь с ними, бесполезно обращаться к доводам ученых или взывать к логике – настолько невероятными они кажутся. Многое ли мы знаем об этом, и как к этому относиться. Ведь при ближайшем рассмотрении таких удивительных явлений, все хорошо знакомые понятия начинают распадаться, а картина мира перестает быть целостной и очевидной. История некоторых необъяснимых фактов насчитывает сотни и тысячи лет, по прошествии которых мало что было прояснено. Узнать о таких прецедентах, попав в мир удивительного, тайного и непознанного можно в этом разделе.

13 фактов, не имеющих научного объяснения (непознанное)

Несмотря на все достижения науки, в ней все же существует немало белых пятен. Журнал New Scientist опубликовал список загадочных явлений, объяснить которые ученые не в состоянии.

1. Эффект плацебо

Не пытайтесь повторить это дома! В течение нескольких дней вы причиняете кому-то боль по нескольку раз в день. Вы уменьшаете боль при помощи морфия, вплоть до последнего дня эксперимента, а потом заменяете морфий физиологическим раствором. И угадайте, что происходит? Физиологический раствор снимает боль.

Это — эффект плацебо: каким-то образом состав из ничего может оказать очень мощное воздействие. Врачи знают об эффекте плацебо уже давно. Но кроме того, что, по-видимому, он имеет биохимическую природу, мы не знаем ничего. Ясно одно: разум может влиять на биохимию организма.

2. Проблема горизонта

Наша Вселенная оказывается необъяснимо едина. Посмотрите на пространство от одного края видимой Вселенной до другого, и вы увидите, что на всем протяжении фон микроволнового излучения в космосе имеет одинаковую температуру. Это не кажется удивительным до тех пор, пока вы не вспомните, что эти два края находятся на расстоянии 28 миллиардов световых лет друг от друга, а нашей Вселенной всего лишь 14 миллиардов лет.

Ничто не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света, поэтому невозможно, чтобы тепловое излучение смогло пропутешествовать между двумя горизонтами и уравновесить горячие и холодные зоны, образовавшиеся во время Большого взрыва, установив то тепловое равновесие, которое мы видим сейчас.

С научной точки зрения одинаковая температура фонового излучения является аномалией. Объяснить ее можно было бы признанием того, что скорость света не постоянна. Но даже в этом случае мы все равно бессильны перед вопросом: почему?

3. Ультра-энергетические космические лучи

Вот уже более десяти лет физики в Японии наблюдают космические лучи, которые не должны существовать. Космические лучи — это частицы, которые путешествуют во Вселенной со скоростью близкой к скорости света. Некоторые космические лучи приходят на Землю в результате насильственных событий, таких как взрыв сверхновой. Но мы ничего не знаем о происхождении высокоэнергетических частиц, наблюдаемых в природе. И даже это еще не настоящая тайна.

Когда частицы космических лучей перемещаются в пространстве, они теряют энергию при столкновении с фотонами низкого уровня энергии, например, из космического микроволнового фонового излучения. Однако в Токийском университете обнаружили космические лучи с очень высокой энергией. Теоретически они могли появиться только из нашей галактики, но найти источник этих космических лучей в нашей галактике астрономы не могут.

4. Феномен гомеопатии

Мадлен Эннис (Madeleine Ennis), фармаколог из Королевского университета Белфаста — настоящее бедствие для гомеопатии. Она выступила против заявлений гомеопатов о том, что химическое средство может быть разбавлено до такой степени, что образец не будет содержать практически ничего, кроме воды, и в то же время обладать исцеляющей силой. Эннис решила раз и навсегда доказать, что гомеопатия является просто болтовней.

В своей последней работе она описывает, как ее группа в четырех разных лабораториях исследовала воздействие ультра-разбавленных растворов гистамина на белые кровяные тельца, участвующие в воспалении. К удивлению ученых выяснилось, что гомеопатические растворы (разведенные до такой степени, что, по всей видимости, не содержали даже одной молекулы гистамина), работали так же, как и гистамин.

До этих экспериментов ни одно гомеопатическое средство никогда не срабатывало в клинических испытаниях. Но белфастское исследование свидетельствует о том, что все-таки что-то происходит. «Мы, — говорит Эннис, — не может объяснить наши находки и сообщаем о них для поощрения других к расследованию этого явления».

Если результаты окажутся реальными, считает она, то последствия могут быть весьма существенными: нам, возможно, придется переписывать физику и химию.

5. Темная материя

Возьмите наше самое лучшее знание о гравитации, примените его к вращению галактик, и вы сразу же обнаружите проблему: согласно нашему знанию, галактики должны распадаться. Галактическая материя вращается вокруг центральной точки, поскольку ее гравитационное притяжение создает центростремительные силы. Но для создания наблюдаемого вращения в галактиках не хватает массы.

Вера Рубин (Vera Rubin), астроном из отдела земного магнетизма института Карнеги в Вашингтоне, заметила эту аномалию в конце семидесятых годов прошлого века. Лучший ответ, которые смогли дать физики, заключался в предположении, что во Вселенной имеется больше вещества, чем мы можем наблюдать. Проблема заключалась в том, что никто не мог объяснить, чем является эта «темная материя».

Объяснить ее ученые не могут до сих пор, и это неприятный пробел в нашем понимании. Астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что темная материя должна составлять примерно 90% от массы Вселенной, и все же мы поразительно невежественны в отношении того, что это за 90%.

6. Жизнь на Марсе

20 июля 1976 года. Гилберт Левин (Gilbert Levin) сидит на самом краешке своего кресла. На расстоянии миллионов километров от него, на Марсе, спускаемый космический аппарат «Викинг» взял образцы почвы. Аппаратура Левина смешала их с веществом, содержащим углерод-14. Ученые, участвующие в эксперименте, считают, что если в почве обнаружатся выбросы метана, содержащие углерод-14, то на Марсе должна быть жизнь.

Анализаторы «Викинга» дают положительный результат. Нечто поглощает питательные вещества, преобразовывает их, а затем выделяет газ, содержащий углерод-14. Но почему же нет праздника?

Потому что другой анализатор, предназначенный для определения органических молекул, являющихся необходимыми признаками жизни, ничего не нашел. Ученые состорожничали и объявили открытия «Викинга» ложноположительными. Но так ли это?

Результаты, переданные с последнего космического аппарата НАСА, показывают, что в прошлом поверхность Марса почти наверняка содержала воду и потому была благоприятна для жизни. Существуют и другие доказательства. «Каждый полет на Марс, — говорит Гилберт Левин, — предоставляет данные, подтверждающие мое заключение. Ни одно из них ему не противоречит».

Левин отстаивает свои взгляды уже не в одиночку. Джо Миллер (Joe Miller), микробиолог из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, проанализировал данные заново и считает, что выбросы демонстрируют признаки циркадного цикла. А это с высокой долей вероятности предполагает наличие жизни. Правы ли эти ученые — пока неизвестно.

7. Тетранейтроны

Четыре года назад были обнаружены шесть частиц, которые не должны были существовать. Их назвали тетранейтронами — четыре нейтрона, которые находятся в связи, игнорирующей законы физики.

Группа ученых из Кана под руководством Франсиско Мигеля Маркеса (Francisco Miguel Marquès) выстреливала ядра бериллия в небольшую углеродную цель и анализировала их траектории с помощью детекторов. Ученые ожидали увидеть, что четыре разных нейтрона попадут в разные детекторы. Вместо этого они обнаружили только одну вспышку света в одном детекторе.

Энергия этой вспышки показала, что все четыре нейтрона попали в один и тот же детектор. Возможно, это просто совпадение, и четыре нейтрона случайно попали в одно и то же место в одно и то же время. Но это до смешного маловероятно.

Вместе с тем, такое поведение не маловероятно для тетранейтронов. Правда, некоторые могут возразить, что согласно стандартной модели физики элементарных частиц, тетранейтроны просто не могут существовать. Ведь по принципу Паули, в одной системе не существует даже двух протонов или нейтронов, которые могли бы обладать одинаковыми квантовыми свойствами. Удерживающая их вместе ядерная сила такова, что не может удержать даже два одиночных нейтрона, не говоря о четырех.

Маркес и его группа были настолько ошеломлены полученными результатами, что «похоронили» эти данные в научном труде, который гласил о некой вероятности открытия тетранейтронов в будущем. Ведь если начать менять законы физики, чтобы обосновать связь четырех нейтронов, возникнет хаос.

Признание существования тетранейтронов означало бы, что сочетание элементов, образовавшихся после Большого взрыва, не согласуется с тем, что мы сейчас наблюдаем. И, что еще хуже, сформированные элементы становятся слишком тяжелыми для космоса. «Вероятно, Вселенная сколлапсировала бы прежде, чем стала расширяться», — говорит Наталья Тимофеюк (Natalia Timofeyuk), теоретик из университета Суррей в Гилфорде, Великобритания.

Вместе с тем, имеются и другие доказательства, говорящие в пользу того, что материя может состоять из многочисленных нейтронов. Это — нейтронные звезды. Они содержат огромное количество связанных нейтронов, и это означает, что когда нейтроны собираются в массы, в действие вступают все еще необъяснимые для нас силы.

8. Аномалия Pioneer

В 1972 американцами был запущен космический аппарат Pioneer-10. На его борту находилось послание внеземным цивилизациям — табличка с изображениями мужчины, женщины и схемы расположения Земли в космосе. Год спустя вслед за ним отправился Pioneer-11. К настоящему времени оба аппарата уже должны были находиться в дальнем космосе. Однако необычным образом их траектории сильно отклонились от расчетных.

Что-то начало их тянуть (или толкать), в результате чего они начали двигаться с ускорением. Оно было крошечным — меньше нанометра в секунду, что эквивалентно одной десятимиллиардной доли гравитации на поверхности Земли. Но этого оказалось достаточно, чтобы сместить Pioneer-10 с его траектории на 400 000 километров.

С Pioneer-11 НАСА потеряла связь в 1995 году, но до того момента он отклонялся от траектории точно так же, как и его предшественник. Чем это было вызвано? Никто не знает.

Некоторые из возможных объяснений уже были отвергнуты, в том числе программные ошибки, солнечный ветер и утечки топлива. Если причиной явился некий гравитационный эффект, то мы об этом ничего не знаем. Физики находятся просто в растерянности.

9. Темная энергия

Это одна из самых известных и наиболее трудноразрешимых проблем физики. В 1998 году астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется со все большей скоростью. До этого считалось, что после Большого взрыва расширение Вселенной замедляется.

Разумного объяснения этому открытию ученые до сих пор не нашли. Одно из предположений — за это явление ответственно некое свойство пустого пространства. Космологи назвали его темной энергией. Но все попытки идентифицировать ее потерпели неудачу.

10. Десятая планета

Если вы отправитесь в путешествие к самому краю Солнечной системы, в холодную зону пространства за Плутоном, то увидите нечто странное. После прохождения пояса Койпера — области космоса, изобилующей ледяными скалами, — вы внезапно увидите пустое пространство.

Астрономы называют эту границу скалой Койпера, так как после нее плотность космического каменного пояса резко уменьшается. Что является причиной? Единственным ответом на это может быть наличие десятой планеты в нашей Солнечной системе. Причем, чтобы так очистить пространство от мусора, она должна быть такой же массивной как Земля или Марс.

Но, хоть расчеты и показывают, что такое тело могло стать причиной существования пояса Койпера, никто и никогда не видел эту легендарную десятую планету.

11. Космический сигнал WOW

Он продолжался 37 секунд и пришел из космоса. 15 августа 1977 года на распечатке радиотелескопа в штате Делавэр самописцы начертили: WOW. И двадцать восемь лет спустя никто не знает, что было причиной этого сигнала.

Импульсы пришли из созвездия Стрельца на частоте около 1420 МГц. Передачи в этом диапазоне запрещены международным соглашением. Природные источники излучения, такие как термические выбросы планет, охватывают гораздо более широкий диапазон частот. Что же явилось причиной излучения этих импульсов? Ответа до сих пор нет.

Ближайшая к нам звезда в этом направлении находится на расстоянии 220 световых лет. Если сигнал пришел оттуда, то это должно быть либо огромным астрономическим событием, либо развитой внеземной цивилизацией с удивительно мощным передатчиком.

Все последующие наблюдения на том же участке неба ни к чему не привели. Сигнала подобного WOW больше не зарегистрировано.

12. Такие непостоянные постоянные

В 1997 году астроном Джон Уэбб (John Webb ) и его группа из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее проанализировали свет, приходящий на Землю от далеких квазаров. В своем путешествии длительностью в 12 миллиардов лет свет проходит через межзвездные облака, состоящие из металлов, таких как железо, никель и хром. Исследователи обнаружили, что эти атомы поглощают фотоны света квазара, однако совсем не те, что ожидалось.

Единственное более-менее разумное объяснение этому явлению состоит в том, что физическая постоянная, называемая постоянной тонкой структуры, или альфой, имеет другую величину при прохождения света через облака.

Но это ересь! Альфа является чрезвычайно важной постоянной, определяющей, как свет взаимодействует с материей, и она не должна изменяться! Ее значение, среди прочего, зависит от заряда электрона, скорости света и постоянной Планка. Возможно ли, чтобы какие-то из этих параметров действительно изменились?!

Никто из физиков не хотел верить в правильность измерений. Уэбб и его группа в течение многих лет пытались найти ошибки в своих результатах. Но им до сих пор это не удалось.

Результаты Уэбба — не единственные, подтверждающие, что в нашем понимании альфы что-то не так. Недавний анализ единственно известного природного ядерного реактора, действовавшего почти 2 миллиарда лет тому назад там, где в настоящее время находится Окло в Габоне, также говорит о том, что во взаимодействии света с материей что-то изменилось.

Пропорция определенных радиоактивных изотопов, выработанных в таком реакторе, зависит от альфы, и поэтому анализ продуктов деления, сохранившихся в почве Окло, дает возможность определить значение постоянной во время их образования.

Используя этот метод, Стив Ламорей (Steve Lamoreaux) и его коллеги из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико предположили, что с момента действия в Окло альфа уменьшилась более чем на 4%. И это означает, что наши представления о постоянных может оказаться неверным.

13. Низкотемпературный ядерный синтез (НТС)

После шестнадцатилетнего отсутствия он вернулся. Хотя, на самом деле НТС никогда и не исчезал. Начиная с 1989 года, лаборатории ВМФ США провели более 200 экспериментов, призванных выяснить, могут ли ядерные реакции при комнатной температуре генерировать больше энергии, чем потреблять (считается, что это возможно только внутри звезд).

Управляемый ядерный синтез решил бы многие мировые энергетические проблемы. Неудивительно, что Министерство энергетики США так в нем заинтересовано. В декабре прошлого года после длительного рассмотрения всех доказательств, оно заявило, что открыто для предложений по новым НТС экспериментам.

Это довольно крутой поворот. Пятнадцать лет назад это же самое министерство заключило, что первоначальные результаты по НТС, полученные Мартином Флейшманом (Martin Fleischmann) и Стэнли Понсом (Stanley Pons) из университета штата Юта и торжественно представленные на пресс-конференции в 1989 году, невозможно подтвердить, и таким образом они, вероятно, являются ложными.

Основной принцип НТС заключается в том, что погружение электродов палладия в тяжелую воду (в которой кислород соединен с изотопом тяжелого водорода) может освободить большое количество энергии. Загвоздка состоит в том, что все общепризнанные научные теории считают, что ядерный синтез при комнатной температуре невозможен.

По материалам журнала New Scientist

8 загадок, которые наука пока объяснить не может

13 августа 2021 Жизнь

Почему у далёкой звезды меняется яркость, откуда взялась дыра в египетской пирамиде и куда делась Девятая планета.

1. Зачем в Средневековье хоронили морских свиней

Останки морской свиньи. Изображение: Guernsey Archaeology

В 2017 году на крошечном островке Капеле дом Хюэ, у побережья Гернси в проливе Ла-Манш, нашли могилу XV века. Если точнее, она была выкопана между 1416 и 1490 годами.

Захоронение располагалось неподалёку от руин небольшого скита, принадлежавшего когда-то средневековым монахам. Они посещали остров, чтобы найти там уединение для молитв. Могила была устроена с соблюдением всех средневековых погребальных традиций.

Вот только похоронен там был не человек, а морская свинья.

Для справки: это не та морская свинка, что киснет у вас в клетке на подоконнике, — в Европу её привезут из Южной Америки только в эпоху Великих географических открытий. Морская свинья — это такой дальний родственник дельфина из парвотряда зубатых китов. Вот.

Вообще известно, что морских свиней жители прибрежных областей Европы в те времена (а иногда и в наши дни) иногда ловили и употребляли в пищу. Их мясо считалось деликатесом. Так что, возможно, монахи просто нашли выброшенную отливом на берег зверюгу и съели её. Но зачем было так аккуратно хоронить кости в могиле, которая ничем не отличается от человеческой — идеально симметричной, с ровными стенками и закруглёнными углами?

Выдвигались предположения, что люди Божьи устроили ей погребение неподалёку от своего скита ради каких-то религиозных или мистических целей. Правда, абсолютно неясно, каких. Считали ли средневековые монахи морскую свинью священным животным?

Также есть вариант, что это не могила, а своего рода запас провианта. Не смогли монахи справиться со свином весом под центнер за один присест и решили зарыть недоеденное. Возможно, даже солью засыпали, чтобы мясо дольше хранилось. Но зачем тогда было так заморачиваться, выкапывая идеально ровную яму?

Кстати, ещё на этом острове как-то обнаружили скелет моряка 1500-х или 1600-х годов. И он… безрукий. Куда делись конечности — тоже тайна, покрытая мраком. Но вряд ли это как-то связано с морскими свиньями.

В общем, пока что археология не может дать ответа, что у этих монахов на острове Капеле дом Хюэ тогда творилось.

2. Что за зверь туллимонстр

Туллимонстр. Изображение: PaleoEquii / Wikimedia Commons

Взгляните на эту картинку. Думаете, это плод больной фантазии какого-нибудь художника, рисующего в жанре фэнтези? А вот ничего подобного. Это туллимонстр — представитель водных хордовых, реально существовавший в каменноугольном периоде.

Назван в честь первооткрывателя, коллекционера окаменелостей Фрэнсиса Тулли. Бороздил речные просторы современного штата Иллинойс 311–307 миллионов лет назад, потом благополучно вымер, видимо, не оставив наследников.

Представьте себе эту кракозябру: пасть с торчащими челюстями на длинном хоботе, который гнётся пополам, как колено, только суставом вниз. Два глаза на торчащих стебельках, как у какой-нибудь улитки. Тело как у каракатицы, рыбьи плавники на брюхе и ромбовидный хвостовой плавник, вроде того, каким оснащены современные виды кальмаров.

Тут можно в панике начать звать на помощь ведьмака, но если добавить к этому описанию размер «монстра Тулли» — от 8 до 35 сантиметров — чудовище становится не таким уж страшным, а даже по-своему обаятельным.

Но несмотря на то, что туллимонстр неплохо сохранился, у учёных с ним возникли определённые проблемы.

Решительно непонятно, что это за зверюшка такая. Поначалу его отнесли к родичу современных бесчелюстных миног. Потом усомнились в этом и решили, что туллимонстра лучше отправить в компанию моллюсков. Несчастное ископаемое примеряли и к позвоночным, и к беспозвоночным.

Высказывались также предположения, что он вообще членистоногое, только без ног. Но следов хитина в останках туллимонстра не нашли, так что от этой версии пришлось отказаться. А может, он вообще родственник ветуликолиевых червей?

Как бы то ни было, место этого маленького монстра на генеалогическом древе земной живности только предстоит выяснить.

3. Что творится со звездой Табби

Звезда Табби и сталкивающиеся астероиды на её фоне в представлении художника. Изображение: NASA / JPL-Caltech

Обычно звёзды периодически становятся то ярче, то тусклее примерно на 1% от своей светимости. Это абсолютно нормально: так все уважающие себя светила делают.

Но звезда Табби (KIC 8462852), расположенная на расстоянии порядка 1 500 световых лет от Земли, особый случай. У неё яркость скачет то в большую, то в меньшую сторону аж на 22%. При этом интервалы изменения светимости нерегулярные, и учёные до сих пор ломают голову, в чём причина загадочного явления.

Некоторые астрономы утверждают, что звезда, возможно, окружена каким-то аномальным облаком пыли, которое время от времени вызывает такие затмения. Другие допускают, что вокруг Табби построена некая инопланетная мегаструктура, например Сферы Дайсона.

Её якобы создала сверхразвитая цивилизация, чтобы собирать энергию своего солнца — эдакий орбитальный энергетический коллектор размером с планетарную систему. Третьи вовсе говорят, что звезда мерцает сама по себе из-за непонятных процессов, происходящих в её недрах.

Подтвердить или опровергнуть эти теории напрямую пока возможности не представляется — сами понимаете, лететь туда неблизко. Человечеству остаётся вести наблюдения — может быть, скоро астрономы всё-таки сообразят, по какой причине Табби отличается от других звёзд.

4. Откуда взялась огромная полость в пирамиде Хеопса

Пустота в Пирамиде Хеопса выделена белым. Изображение: ScanPyramids

Великая пирамида в Гизе — единственное из семи чудес света, сохранившееся до наших дней. Это весьма впечатляющее сооружение. И несмотря на то, что пирамиду уже хорошо изучили, всё равно она таит немало загадок. К примеру, откуда в ней взялась большая внутренняя полость под северным склоном.

В 2017 году группа исследователей, используя мюонную радиографию, обнаружила в пирамиде Хеопса не известную ранее полость, причём здоровенную. Она составляет примерно от 30 до 47 метров в длину и 8 метров в высоту — точнее пока не сказать. Находится над коридором, ведущим в погребальную камеру фараона Хуфу. Её назвали Большой пустотой.

Египтологам непонятно, что эта огроменная дырка в пирамиде делает.

Возможно, это такое инженерное решение, чтобы уменьшить давление на потолок гробницы Хуфу. Или пол в полости использовался как рампа при строительстве пирамиды, чтобы поднимать наверх тяжёлые блоки. Может быть, там расположена потайная комната?

Или предприимчивые подрядчики фараона сэкономили при строительстве и просто не доложили известняка туда, где он по первоначальному проекту должен был быть?

Ситуацию осложняет то, что в Большую пустоту так просто не забраться, а делать дырку в пирамиде Хеопса каирские власти учёным не позволяют. Чего удумали, умники, это историческое наследие и туристический объект, а вы его сверлить, эдак всю пирамиду в сыр можно превратить. Тут надо действовать деликатнее.

Пустоту планировали просветить мюонами ещё раз, но исследования отложили из-за пандемии коронавируса. Так что в ближайшее время мы вряд ли узнаем, есть ли в ней что-то интересное.

5. Почему случился кембрийский взрыв

Опабиния, порождение кембрийского взрыва. Изображение: Nobu Tamura / Wikimedia Commons

Первые примитивные организмы появились на планете 3,8 миллиарда лет назад. Тогда, в период, называемый археем, жизни на Земле было маловато. Ну плавали какие-то одноклеточные, бактерии и водоросли в своём кисло-солёном океане и никак особенно не отсвечивали. Скука, в общем.

Но потом что-то случилось. Где-то 540 миллионов лет назад организмы решили: время пришло, и как начали эволюционировать, что до сих пор остановиться не могут. В кембрие внезапный эволюционный скачок создал невиданное ранее разнообразие форм жизни.

По всем морям расползлись трилобиты (родственники мокриц, иногда метровой длины), разрослись морские губки всех форм и расцветок, появилось огромное количество видов моллюсков, медуз, членистоногих, иглокожих и прочих любопытных созданий.

Это буйство эволюции учёные назвали кембрийским взрывом. Просьба не путать с Большим взрывом, тот-то всего-навсего породил Вселенную.

И, несмотря на все достижения палеонтологической науки, до сих пор непонятно, почему кембрийский взрыв случился. Высказывались предположения, что из-за аномальной вулканической активности в атмосфере подскочило количество кислорода, а заодно тектонические плиты сдвинулись и образовался суперконтинент Гондвана.

Может, на Земле выросла температура из-за парникового эффекта, вызванного накоплением метана. Или планктон слишком разгулялся, отчего у прочей живности появился избыток пищи.

Наконец, есть весомые основания полагать, что именно в кембрии живые создания придумали такую полезную и приятную вещь, как половое размножение. Это заставляет эволюционировать быстрее, чем банальное деление и почкование, поэтому кембрийский взрыв — своего рода «сексуальная революция» в мире животных.

Но окончательного ответа нет. Палеонтология пока ещё не вынесла своего вердикта. И совсем непонятно, почему кембрийский взрыв был один и больше в истории планеты такого резкого роста видового разнообразия не случалось.

6. Где Девятая планета

Девятая планета. Изображение: Википравитель / Wikimedia Commons

Как вам известно, в нашей Солнечной системе восемь планет.

Плутон? Кто сказал Плутон? Он карликовый, он не считается.

Однако астрономы, исследовав орбиты мелких объектов за Нептуном, обнаружили гравитационную аномалию, которую можно объяснить наличием какого-то большого небесного тела там, на границе системы.

Гипотетическая планета должна быть чуть меньше Нептуна, в 2–4 раза крупнее Земли и раз в 10 тяжелее её. Год на Девятой планете длится 15 тысяч земных лет. Солнце с её орбиты кажется таким же маленьким, как и прочие звёзды на небе. Когда-то она была ближе к нашему светилу, но затем Юпитер взял и выкинул её на задворки своим мощным гравитационным полем. Так планета и осталась кружить там, в темноте.

Косвенных доказательств существования Девятой планеты хоть отбавляй, но вот в телескоп её никто пока зафиксировать не смог. Как она выглядит, какая у неё орбита, газовый ли она гигант, водный или вообще суперземля — пока неясно.

7. Что такое «быстрые радиовсплески»

Радиовспышка FRB181112 из соседней галактики, визуализация художника. Изображение: ESO / M. Kornmesser

Периодически к нам на матушку-Землю прилетают из космоса радиосигналы, происхождение которых мы попросту не можем объяснить. По крайней мере, на данном этапе развития науки и техники.

С 2007 года астрономы фиксируют время от времени короткие, но чрезвычайно мощные миллисекундные радиоимпульсы. Энергии в одном таком больше, чем целое Солнце вырабатывает за несколько дней.

Непонятно, что за небесные тела шлют нам такие «подарочки». Наиболее вероятный источник «быстрых радиовсплесков» — магнетары, то есть особенно быстро крутящиеся нейтронные звёзды с просто немыслимо мощными магнитными полями. Ещё вариант — сталкивающиеся чёрные дыры.

Ну и инопланетный разум, семафорящий на полгалактики, куда же без такой версии. Однако однозначного ответа пока нет.

8. Зачем горбатые киты собираются в стада

Стадо горбатых китов. Изображение: Jean Tresfon / PLOS ONE

Горбатые киты — одиночки. И если они и решают потусить вместе, то только группами, в которых не больше семи особей. Причём делают это недолго. По крайней мере, так считалось.

Однако с 2011 года учёные зафиксировали 22 случая, когда киты собирались в огромные стада, «супергруппы» по 200, а то и больше особей. Это просто невиданные количества. Чаще всего горбачи устраивают общий сбор у берегов Южной Африки.

Зачем нужны такие китовые рейвы, никто вразумительного ответа дать не может. Сами киты от комментариев отказываются.

Возможно, у китов изменилась стратегия кормления: криль, добыча горбачей, мигрирует, и они вместе с ней. Или в связи с остановкой китобойного промысла животные просто увлеклись размножением, и их стало слишком много.

А может, киты собирались в такие стада всю историю своего существования, потом человечество смешало им карты, досаждая своими гарпунами и ружьями, и теперь восстановился естественный порядок вещей.

Но всё это просто предположения. Окончательный ответ учёным только предстоит найти.

Читайте также 🧐

• 10 удивительных фактов, которые подтверждены научно
• 20 неоднозначных научных фактов, в которые трудно поверить
• 6 исторических тайн, которые вряд ли будут разгаданы

От искусства до науки: 10 фактов из истории криптографии

05. 05.2021 | 10:01

Вы точно сталкиваетесь с криптографией каждый день, даже если не осознаете этого.

Сегодня, в День шифровальщика, мы расскажем, как из древнего искусства тайнописи криптография превратилась в самостоятельную науку, чьи достижения используются повсеместно. Помогут нам в этом представители первого в России Музея криптографии!

Шифр ради шифра

Возраст криптографии — около 4000 лет. Чтобы осознать всю солидность числа, напомним, что славянской письменности (!) в этом году исполняется всего 1158 лет. Получается, что необходимость скрывать информацию у некоторых народов появилась раньше, чем необходимость ее фиксировать у других. Самым известным древним методом шифрования, пожалуй, можно признать шифр Цезаря — моноалфавитный шифр, где каждая буква заменялась на букву того же алфавита, но через три позиции.

А одним из старейших устройств шифрования была скитала — стержень определенного диаметра. На него наматывали по спирали полоску пергамента и писали вдоль оси искомый текст. Восстановить его мог только человек с «ключом» — скиталой такого же диаметра и длины.

Скитала

Криптография, которая сейчас охватывает все сферы нашей жизни, от общения в мессенджерах до банковских переводов, начиналась с посланий буквально «для создания вида». Самым древним сообщением, в котором что-то намеренно изменили, признают надпись на гробнице Хнумхотепа II (примерно 1900 год до н. э.). Рассказывая историю жизни своего господина, автор изменил начертания некоторых иероглифов, чтобы его опус выглядел посолиднее. Это еще нельзя назвать шифром в полном смысле слова, однако история документально зафиксированной криптографии начинается именно здесь.

Фото опубликовано в издании: Kanawati N, Evans L, Beni Hassan: Volume I: The Tomb of Khnumhotep II (Australian Centre for Egyptology: Reports 36, Aris and Phillips). Oxford, 2014. 13c

Тарабарщина: бессмыслица со смыслом

Перенесемся из древних заморских цивилизаций в Древнюю Русь. Незадолго до ее распада в XII веке появились тайнописцы. Они заботились о том, чтобы важные тексты выглядели на первый взгляд бессмысленно, а прочитать их могли только знавшие ключ (систему замены символов).

Азбуковник. 1613 год Q.XVI.21, л. 21 об. Размещено на сайте РНБ

На миниатюре изображен Максим Грек. Под рисунком помещена запись простой литореей («тарабарщиной»): «Ратлирь Чметъ», что означает «Максим Грек».

Например, инок Лука применял «тайнопись измененных начертаний», в которой использовал перевернутые, урезанные или деформированные буквы, что затрудняло чтение текстов непосвященными. Митрополит Киприан разработал более универсальную систему тайнописи — литорею, или тарабарское письмо, позже получившее просторечное название «тарабарщина». В ее простейшем варианте согласные буквы выписывались в два ряда и буквы друг над другом менялись между собой. В более сложном варианте — мудрой литорее — применялись замены для всех букв, которые каждый раз делались по новым правилам (сегодня мы бы сказали, что применялся моноалфавитный шифр с одноразовым ключом). Как видите, термин «тарабарщина» скрывает более глубокий смысл, чем просто «непонятный язык».

Тайна открытий

Середина XVII века ознаменовалась научной революцией и началом эпохи Просвещения. Математика и философия дали естествоиспытателям новую методологию, в которой были сформулированы первые принципы научного метода. Благодаря ему открытия перестали быть уделом случайности. Они стали появляться регулярно — как результат спланированных наблюдений, тщательных измерений и экспериментальной проверки гипотез.

Однако случались и ложные открытия, не выдерживавшие дальнейших проверок. Исследователи, поспешившие сделать громкое заявление, попадали в неловкую ситуацию, но и медлить было нельзя. Иначе другие могли объявить об открытии раньше — независимо или подсмотрев чужие записи.

Поэтому среди ученых появилась традиция вести свои записи и публиковать неоднозначные результаты в зашифрованном виде. Если открытие оказывалось ложным, его никто так и не мог прочитать. В случае успешной проверки затем публиковали ключ, и расшифрованная фраза подтверждала статус первооткрывателя.

Чаще всего европейскими учеными применялись анаграммы — еще один вариант шифра замены. В отличие от тарабарщины, анаграмма составлялась путем перестановки букв из одной фразы, а не всего алфавита. Для расшифровки требовалось перебрать все варианты, дающие осмысленный текст той же длины, с тем же буквами и при той же частоте их встречаемости. Вручную такой перебор занимал годы, поэтому метод считался надежным.

Например, Галилео Галилей зашифровал латинскую фразу «Altissimum planetam tergeminum observavi» («Высочайшую планету тройную наблюдал») следующей анаграммой: «Smaismrmielmepoetaleumibuvnenugttaviras». Так он закрепил свою заявку на открытие двух крупнейших спутников Сатурна.

Чуть позже голландский астроном и механик Христиан Гюйгенс первым увидел кольцо Сатурна благодаря улучшенным характеристикам доработанного им телескопа, но усомнился в корректности трактовки своих наблюдений. В скромном буклете «De Saturni luna observatio nova» он опубликовал зашифрованное послание: «aaaaaaacccccdeeeeeghiiiiiiillllmmnnnnnnnnnooooppqrrstttttuuuuu». Спустя три года Гюйгенс окончательно убедился в существовании кольца и напечатал ключ к анаграмме. Расшифровка гласила: «Окружен кольцом, тонким, плоским, нигде не прилегающим, к эклиптике наклонным» (Annulo cingitur, tenui, plano, nusquam cohaerente, ad eclipticam inclinato). Она и подтвердила приоритет Гюйгенса в открытии кольца Сатурна (точнее, системы колец, как мы знаем из современной астрономии).

Отвечая за судьбы мира

Актуальность криптографии резко возросла после изобретения радио. Его активно использовали для военной связи, но угроза перехвата сообщений заставляла изобретать все более сложные способы их шифрования. Во время войн XX века сражения шли не только на поле боя — криптоаналитики тоже бились на невидимом фронте, стремясь расшифровать перехваченные радиограммы и заранее узнавать о готовящихся действиях противника.

Коммутационная панель в передней части «Энигмы»

Была в этом и обратная сторона: если вражеское командование видело, что его планы оказались раскрыты, оно меняло ключ или даже всю систему шифрования. Сколько займет вскрытие нового шифра и состоится ли оно вообще, заранее не знал никто. Поэтому порой приходилось имитировать неведение и даже идти на жертвы, чтобы противник и дальше продолжал применять скомпрометированный шифр. Многие убеждены, что Черчилль пожертвовал английским Ковентри — позволил обстрелять город, лишь бы немцы не догадались, что секрет их легендарной «Энигмы» (одной из самых известных шифровальных машин Второй мировой войны) уже раскрыт. Вероятно, это была большая тактическая уступка ради сохранения выигрышной стратегии.

Пусть меня научат

Если вы уже мечтаете пойти в криптографы, этот раздел для вас. Военным шифровальщиком можно стать в армии, а как гражданская специальность «криптография» значится лишь в Академии ФСБ. Однако отдельные направления по криптографии изучают во многих вузах на математических факультетах и факультетах информационных технологий. В последние годы также набирает популярность формат дистанционного обучения онлайн, а некоторые образовательные платформы предлагают бесплатные курсы, посвященные практическим аспектам криптографии. Например на edX есть бесплатный онлайн-курс «Криптографические методы защиты информации» на русском языке. Также советуем поискать курсы по криптографии на Coursera и Stepik.

Современная криптография далека от романтизированных в детективах шифров-загадок. Приготовьтесь ко всем видам высшей математики, многоэтажным формулам и аналитическим задачам, требующим для их решения особого склада ума.

Не только для технарей

Впрочем, думать, что криптография — удел исключительно математиков, тоже ошибочно. Возможно, вы удивитесь, но до 20-х годов XX века профессия шифровальщика считалась привилегией филологов и переводчиков, то есть гуманитариев. И только польское Бюро шифров первым стало обучать этому искусству математиков (кстати, именно они смогли впоследствии разгадать код «Энигмы»). К числу «лириков», увлекавшихся криптографией, можно отнести Льюиса Кэрролла, придумавшего никтографию — способ записывать слова в темноте. Александр Сергеевич Грибоедов, будучи дипломатом, в письмах жене в зашифрованном виде передавал из Персии сведения русскому правительству. А уж литературных произведений с криптографическими загадками и вовсе множество. В «Пляшущих человечках» Артура Конан-Дойля Шерлок Холмс сталкивается с шифром, на первый взгляд напоминающим детские рисунки.

Однако одно письмо с ними почему-то до смерти напугало жену клиента нашего детектива. «Код да Винчи» Дэна Брауна тоже начинается с шифра — анаграммы на теле куратора музея, разгадка которой дает подсказки для расследования. Даже в романе Льва Толстого «Анна Каренина» мы видим, как Константин Левин и Кити Щербацкая общаются зашифрованными посланиями: «Он быстро стер написанное, подал ей мел и встал. Она написала: т, я, н, м, и, о. Он вдруг просиял: он понял. Это значило: «Тогда я не могла иначе ответить»».

О дивный тайный мир

Новая реальность такова, что ценность представляют не только донесения разведслужб, но и наши с вами персональные данные: записи в паспорт и смартфоне, на банковских картах и служебных пропусках. Словом, все то, что позволяет вам подтвердить свою личность, а злоумышленникам — имперсонировать вас в электронных сервисах.

Сегодня каждый из нас пользуется достижениями криптографии, даже если не стремится к этому. Смартфон авторизует своего владельца, чип на банковской карте разблокирует доступ к ней по пин-коду, мессенджеры используют сквозное шифрование переписки, а сайты — защищенное соединение. Например, мессенджер Telegram предлагает вам убедиться, что ваше общение с кем-либо зашифровано. Когда вы совершаете звонок, то в окне вызова высвечиваются четыре эмодзи — такие же эмодзи появляются и на экране вашего собеседника (то есть у вас одно соединение, в котором только два участника). Если смайлы отличаются, значит, в вашей беседе участвует кто-то третий.

Криптография с человеческим лицом: Алиса, Боб и другие действующие лица

Если вы читаете трогательную историю про то, как Алиса передает Бобу сообщение, а вредный Чак наглым образом вторгается в их переписку, то перед вами, скорее всего, не адаптация сюжета «Ромео и Джульетты», а объяснение работы сетевых протоколов. С легкой руки криптографа Рона Ривеста такое описание схемы защиты передаваемых данных и возможных атак стало применяться в конце 70-х и остается популярным до сих пор.

Алиса (A) и Боб (B) — главные действующие лица, которые обмениваются какой-либо информацией (это не обязательно живые люди — могут быть и компьютеры). Чак (C) — тот самый третий лишний, который замышляет недоброе и вклинивается в переписку Алисы с Бобом. Героев «криптографической пьесы» на самом деле гораздо больше. Есть взломщик паролей Крейг, любительница подслушать чужие разговоры Ева (от англ. eavesdropper — «подслушивающий»), сплетница и интриганка Мэллори (от malicious — «злонамеренный»), которая, в отличие от относительно безобидной Евы, может менять сообщения, воспроизводить старые и вообще вредить более активно. По мере развития криптографии схемы усложнялись, а в их описании появлялись новые герои: честный почтальон Виктор (от англ. verifier — «верификатор»), подтверждающий факт передачи сообщений, нотариус Трент, заверяющий их подлинность, и др. Одним словом, страсти на информационных подмостках кипят не меньше, чем на театральных.

Эволюция пароля

Одно из первых упоминаний использования паролей относится к Древнему Риму. Военный трибун каждую ночь писал на табличке новое слово, которое сообщалось лишь тем, кого должна пропустить караульная служба. Недостатком такой системы был шанс подслушать пароль или даже угадать его. Учитывая небогатый лексикон того времени, этот шанс оценивается примерно 1:1000 или 1:500, если стража дает вторую попытку.

Сегодняшние пароли представляют собой триллионы комбинаций, перебор которых может занять не один год. Но почему же тогда нас просят придумывать их посложнее? А потому, что простые пароли быстро перебирают по «словарю» — текстовому файлу, в который попадают имена существительные и открытые вами данные: дни рождения, имена детей, клички питомцев… Так что да, не меньше восьми символов, минимум один из которых заглавная буква, хотя бы один — цифра и далее по списку требований к стойким паролям. Они свои в каждой организации, а общие рекомендации по составлению паролей можно прочесть здесь. По разным оценкам, минимально надежная длина указывается как 8, 10 или 12 символов, но и усердствовать с ней тоже не стоит: слишком длинные пароли вы можете просто не запомнить — их придется где-то записать, что снизит надежность парольной защиты.

К счастью, давно существуют программные менеджеры паролей (самый популярный — открытый и бесплатный KeePass), а также флэшки с аппаратным шифрованием (например, Kingston IronKey). Они сохранят в своей памяти тысячи паролей и даже сами подставят их в нужную форму, а вам останется запомнить лишь один мастер-пароль. Без него прочесть сохраненные пароли не получится.

Для редко используемых интернет-ресурсов сохранять пароль и вовсе не требуется. Гораздо быстрее сбросить его при следующем посещении через форму восстановления, чем вспоминать и пробовать разные варианты.

Рассекречено / музеи криптографии

В мире не так много музеев криптографии: самые известные — Национальный музей криптографии в США и Блетчли-Парк в Англии. И это неудивительно: криптография — одна из самых засекреченных областей знаний. Но теперь тайное сделают явным и в Москве. Первый в России публичный Музей криптографии планируется открыть в столице в 2021 году, и узнать о тысячелетней истории шифрования сможет каждый. Гости увидят уникальную коллекцию шифровальной техники и средств передачи информации, архивные документы, книги и фотографии. Именно здесь можно будет проследить всю историю криптографии воочию: от символов, которые наделяли магическим смыслом, до современных технологий шифрования.

«Квантовая физика дает надежду на то, что судьбы нет»

Наше

квантовое будущее

Играет ли Бог в кости: что такое квантовая запутанность

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

• Что было раньше

• Знаковая система

• Остальные теги

Расскажите друзьям

• 04.03.2023 | 12:52

  • Живое
  • Эволюция сегодня

  Исследование: собаки Чернобыля генетически отличаются от других собак мира

• 03. 03.2023 | 16:07

  • Устройство человека

  Биологи: поведение матери в первый год жизни младенца влияет на работу генов ребенка

• 03.03.2023 | 14:00

  • Внеземное

  Найдены доказательства того, что на Энцеладе могут быть теплые источники

• 03.03.2023 | 12:35

  • Будущее уже здесь
  • Кибервсё

  Новый шлем дополненной реальности позволяет видеть скрытые предметы

• 03. 03.2023 | 11:38

  • Космическая гонка

  Американский корабль Crew Dragon успешно пристыковался к МКС

• NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology) and R. Bezanson (University of Pittsburgh). Image processing: Alyssa Pagan (STScI)

  Новое фото «Уэбба»: 50 000 галактик «под крышкой» скопления Пандоры

• SDO/AIA

  Опубликовано видео мощного коронального выброса на Солнце

• Midjourney

  Конец науки и образования? Все, что нужно знать о ChatGPT

• Мир, дружба, жвачка

  ©Midjourney / ТГ-канал Нейросеть for Fun

  Нейросеть показала, как выглядят бляха-муха, ёшкин кот и ядрёна вошь

• Shutterstock

  ChatGPT прошел тест по теории разума и показал уровень 9-летнего ребенка

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Факты о науке — 24СМИ

Содержание

• 10 самых интересных научных фактов
• Необъяснимые научные факты

Порой ученые совершают невероятные открытия, в которые сложно поверить. Истории о том, как эти научные факты были открыты, не менее увлекательны. В повседневной жизни люди не часто задумываются об удивительных вещах вокруг, тем не менее многие факты о науке вызывают удивление и неподдельный интерес.

10 самых интересных научных фактов

1. Летом Эйфелева башня «вырастает» на 12-15 см. Известно, что при нагревании металл немного расширяется. Знаменитая башня, выполненная из прочной стали, была построена с температурными компенсаторами, благодаря которым конструкция может незначительно расширяться и сжиматься без повреждений.

Эйфелева башня

Ученые подсчитали, что железный стержень длиной 300 м при повышении температуры на 1 градус по Цельсию удлиняется на 3 мм. Высота башни чуть больше — 324 м. В зимнее время конструкция остывает примерно до 0 градусов, а летом нередко нагревается до 40. Поэтому в жаркий летний день Эйфелева башня становится выше на 12-15 см.

2. «Конец света» для людей настанет. Ученые выяснили, что через 2,3 миллиарда лет на планете Земля будет слишком жарко, чтобы на ней была возможна жизнь. Дело в том, что Солнце становится все ярче и нагревается все больше. По подсчетам ученых, через 2 с лишним миллиарда лет все водоемы планеты, в т.ч. океаны, испарятся, и Земля превратится в пустыню.

Солнце превратится в красного гиганта

Также ученые доказали, что со временем Солнце превратится в красного гиганта и полностью «поглотит» Землю. Правда, не исключен и тот факт, что человечество нанесет урон себе и окружающей среде самостоятельно, причем гораздо раньше.

3. Антибиотики были открыты случайно. В 1928 году Александр Флеминг оставил пробирку с бактериями стафилококка без внимания на несколько дней из-за обычного для его лаборатории беспорядка. В пробирке выросла колония плесневых грибов и стала разрушать бактерии. 

Александр Флеминг

Затем Флеминг выделил активное вещество — пенициллин, массовое производство которого было налажено во время Второй мировой войны. В 1945 году Флеминг был награжден Нобелевской премией в области физиологии и медицины. Европейские газеты писали: «Для разгрома фашизма он сделал больше целых дивизий».

4. Нос Дарвина мог помешать ему открыть теорию эволюции. В 1831 году Чарльз Дарвин мог не попасть в кругосветную экспедицию на корабле «Бигль», в ходе которой сформулировал теорию эволюции, из-за формы своего носа. Капитан судна Фицрой был приверженцем учения Лафатера и верил, что можно судить о характере человека по чертам его лица. Он сомневался, имеет ли человек с таким носом, как у Дарвина, достаточно решимости для длительного и сложного путешествия. 

Чарльз Дарвин

В итоге ученого все же зачислили в состав экспедиции, но без выплаты жалованья и с условием самостоятельного приобретения всей экипировки. Во время путешествия Чарльз собрал богатейший материал, результатом которого в 1859 году стал выпуск книги «Происхождение видов путем естественного отбора». Тираж в 1250 экземпляров был раскуплен в первый же день.

5. Математик в точности предсказал дату своей смерти. Продолжит список интересный факт из области точных наук. Английский математик Абрахам де Муавр в престарелом возрасте однажды обнаружил, что продолжительность его сна растет на 15 минут каждый день.  

Абрахам де Муавр

Составив арифметическую прогрессию, он определил дату, когда она достигнет 24 часов. По расчетам это было 27 ноября 1754 года. В этот день он и умер.

6. В чайной ложке почвы количество живых организмов больше, чем все человеческое население Земли. Ученые-биологи установили, что только в 1 грамме сухой почвы живет около 60 миллионов бактерий. 

Микроорганизмы

А в 1 кв. см земли содержатся миллиарды бактерий, грибков и других организмов, что многократно превышает численность людей, которых сейчас на Земли проживает порядка 7,3 млрд.

7. Самую дорогую научную книгу написал Леонардо да Винчи. Дополнят интересные факты про науку сведения о самой дорогой книге в истории — «Лестерском кодексе». С 1506 по 1510 годы известный итальянский живописец, архитектор, скульптор и ученый Леонардо да Винчи работал над книгой, которую назвал «Трактат о земле, воде и небесных телах». Он записывал свои наблюдения, умозаключения и логические выводы научной тематики, сопровождая их иллюстрациями, схемами, математическими расчетами и чертежами.

Итогом кропотливой работы стали 18 листов, исписанные с 2-х сторон зеркальным шрифтом, которые со временем были собраны в 72-страничную книгу. Особенная зеркальная техника была придумана самим ученым. Кодекс можно было прочитать только в отражении зеркала.

«Лестерский кодекс» Леонардо да Винчи

В книге можно найти рассуждения Леонардо о том, почему луна светится, откуда на земле взялись окаменелости, почему и как вода течет в руслах рек и т.д. «Лестерским» кодекс был назван в честь графа Лестера, выкупившего манускрипт в 1717 году. В конце 20 века трактат приобрел нефтяной магнат, а после его смерти, в 1994 году, кодекс был выставлен на аукцион и достался основателю компании «Microsoft» Биллу Гейтсу за рекордную сумму — $30,8 млн.

8. Чайная ложна вещества нейтронной звезды будет весить 6 миллиардов тонн. Нейтронные звезды — это остатки массивных звезд, состоящие из нейтронной сердцевины, покрытой километровой корой из тяжелых атомных ядер и электронов.  

Нейтронная звезда

Ядра звезд, погибших во время вспышки сверхновой звезды, сжимались под воздействием гравитации. Так сформировались сверхплотные нейтронные звезды. Астрономы установили интересный научный факт: масса нейтронных звезд может быть сравнима с массой Солнца, при том, что их радиус не превышает 10-20 км.

9. Каждый годом Гавайи приближаются к Аляске на 7,5 см. Земная кора состоит из нескольких огромных частей, называемых тектоническими плитами. Они постоянно двигаются вместе с верхним слоем мантии. 

Гавайи приближаются к Аляске

Гавайи расположены на средней части Тихоокеанской плиты, которая медленно дрейфует по направлению к Северо-Американской плите, где и находится Аляска. Ученые вычислили, что за год это сближение равно приблизительно 7,5 см.

10. Нобелевские медали можно спрятать в царской водке. В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира вручили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Тогда два немецких физика Макс фон Лауэ и Джеймс Франк доверили хранение своих золотых медалей Нильсу Бору. 

Кислота «Царская водка» растворяет золото

Когда в 1940 году немцы оккупировали Копенгаген, медали были переданы химику де Хевеши, который растворил их в царской водке — смеси концентрированной азотной и соляной кислоты, взятых в соотношении 1:3 по объему. После окончания войны де Хевеши экстрагировал спрятанное в царской водке золото и передал его Шведской королевской академии наук. Там изготовили новые медали и повторно вручили их немецким физикам.

Необъяснимые научные факты

Существуют и необъяснимые наукой факты, дать обоснование которым не представляется возможным.

1. Эффект плацебо. Он остается загадкой для медицины, подтверждая влияние сознания человека на состояние его физического здоровья. В ходе научных экспериментов было выяснено, что пациенты, уверенные в употреблении настоящего лекарства, могли выздороветь, даже если принимали таблетки, созданные из лактозы.

Эффект плацебо

2. НЛО (неопознанные летающие объекты). Впервые такое определение летающим объектам было дано в 1952 году американскими ВВС. Оно использовалось, когда предмет, замеченный в небе, не мог быть идентифицирован. Научные факты обнаружения НЛО были зафиксированы неоднократно. Самые ранние сведения можно найти в книге «Записи бесед в Мэнси» (1088 г.) китайского ученого и военачальника Шэнь Ко. Он описал объект в форме жемчужины, который летел далеко в небе с огромной скоростью, испуская при этом ослепляющий свет.

В 1947 году американский бизнесмен Арнольд Кеннет сообщил, что видел недалеко от Каскадных гор 9 ярко светящихся объектов в форме больших блюдец, чем вызвал большой интерес у публики и СМИ. Сейчас по всей земле можно найти сотни людей, видевших не поддающиеся точному определению небесные объекты. А в современной научно-фантастической литературе под НЛО обычно подразумевается космический корабль, управляемый инопланетянами.

3. Дежавю. Это явление обозначает чувство чего-то странно знакомого, чего-то, что уже случалось когда-то. При этом человек осознает, что явление или событие происходит с ним впервые. Исследования в области нейрофизиологии пытаются объяснить такие переживания аномалией памяти, заболеванием головного мозга или следствием побочного эффекта некоторых лекарств.

Дежавю

4. Телекинез. Это термин, обозначающий способность человека одним только усилием мысли оказывать воздействие на физические объекты. Факт телекинеза научно не обоснован, но зафиксирован он был неоднократно.

Телекинез

Например, в конце 60-х годов прошлого века широкую известность получил феномен Нинель Кулагиной. В присутствии ученых и экспертов она приводила в движение статические объекты и меняла траекторию движущихся. В одном из экспериментов Нинель, помещенная в металлический бокс, сумела отделить помеченную спичку от остальных, находившихся под стеклянным колпаком.

5. Телепортация. Телепортация — еще один факт, который не может быть научно доказан. Это понятие ввел в обиход Чарльз Форт для того, чтобы описать явление переноса предметов из одного места в другое без видимого участия физической силы. Известна легенда, согласно которой сестра Мария, прожившая долгие годы в испанском монастыре, несколько раз совершала телепортацию на американский континент в период с 1620 по 1631 годы. 

Телепортация

Там она обращала в христианскую веру индейцев племени юма. Католические священники настороженно относились к рассказам сестры, пока в 1622 году отец Алонсо де Бинавидес не съездил в Мексику и не встретился с индейцами этого племени. Они рассказали, что к ним действительно приходила сестра в голубых одеждах, которая является монахиней из Европы. Кроме того, священник увидел у индейцев кресты и четки из монастыря Марии.

6. «Необъяснимо, но факт!» К таким явлениям можно отнести и существование «шестого» чувства, и переживание людьми клинической смерти, и феномен Бермудского треугольника, и много других явлений, которые не поддаются объяснению.

Бермудский треугольник

Все это подтверждает, что в мире еще очень много всего неизведанного, чего не могут понять ни простые люди, ни ученые.

Глава 2. Наука как социокультурный феномен

1. Наука как система знаний, специфический
вид деятельности и социальный институт

Наука — это область человеческой деятельности, направленная на получение, обоснование и систематизацию объективных знаний о мире.

Наука также понимается и как исторически развивающаяся система знаний о мире. Наш великий ученый-энциклопедист академик В. И. Вернадский еще в начале XX в. писал: «Наш век — XX век — есть век науки и познания. С каждым днем сила знания увеличивается во всех областях жизни, мысли, общественного, домашнего, государственного строительства. Она захватывает собой все стороны человеческого существования. И нет сомнения, что великий исторический процесс только начинается: едва ли можно в самой смелой фантазии представить себе, что даст научное знание к концу XX века, если темп его развития будет увеличиваться так же неуклонно, как он рос последние 100 лет. А все указывает на то, что мы присутствуем только при зарождении техники, только при первых шагах окрепшей вековым опытом человеческой творческой мысли.

В этот век, в наше время, государственное могущество и государственная сила могут быть прочными лишь в тесном единении с наукой и знанием. В беспощадной борьбе государств и обществ побеждают и выигрывают те, на стороне которых стоит наука и знание, которые умеют пользоваться их указаниями, умеют создавать кадры работников, владеющих последними успехами техники и точного мышления».

Проблемы развития науки, изучение механизмов получения нового знания, различные аспекты взаимоотношений науки и общества постоянно находились в поле зрения крупнейших мыслителей XX в. Так, американский историк физики Т. Кун проанализировал структуру научных революций. Т. Кун считал, что существуют периоды нормальной науки, когда наука развивается линейно, накапливаются факты, доказываются теоремы в рамках уже существующих теорий или в рамках определенной парадигмы, т. е. общепринятой методологической установки, которая признается всеми учеными (или научным сообществом, как говорил Т. Кун).

Но постепенно открываются новые факты, причем такие, которые нельзя обосновать с точки зрения господствующей парадигмы, факты, не укладывающиеся в рамки существующих теорий. Тогда приходится придумывать так называемые гипотезы ad hoc (специально для данного случая), чтобы объяснить с их помощью факты, необъяснимые с позиций старой науки. Но вскоре таких фактов становится столько, что уже просто невозможно придумывать для их объяснения гипотезы ad hoc, и тогда происходит скачок — научная революция, т. е. замена старой парадигмы новой. В рамках этой новой парадигмы все факты, не укладывавшиеся в старую, получают свое объяснение. Наступает новый период плавного развития науки, или, говоря словами Т. Куна, новый период нормальной науки. А затем вновь появляются новые факты, выходящие за рамки теперь уже новой науки и необъяснимые с точки зрения этой новой парадигмы, и все повторяется вновь.

Очень важной и активно обсуждаемой проблемой является понимание природы объектов науки. Среди ученых на этот счет существуют две принципиально различные и непримиримые позиции.

Первая позиция восходит к Платону и рассматривает объекты науки как некие идеальные и абсолютно совершенные сущности, которые, независимо от ученых, всегда существовали в мире идей, и дело ученых только открывать эти объекты. Немецкий математик и логик Г. Фреге говорил, что ученый, подобно географу, открывает научные объекты, существовавшие до него, и лишь дает им название. Примерно так же рассуждал и Б. Рассел, заявлявший, что ученый может лишь исследовать уже существующие объекты науки, так же как зоолог изучает лишь тех животных, которые созданы природой и существуют независимо от него.

Вторая позиция восходит к И. Канту и апеллирует к творческому разуму ученого. Наиболее ярко эту точку зрения в XX в. выразил нидерландский математик, логик и методолог науки Л. Э. Я. Брауэр, который считал, что объекты науки создаются или, лучше сказать, конструируются творческим разумом ученого. Например, пока научная проблема не решена, а значит не сконструирован соответствующий ей научный объект, то он и не существует!

П. Фейерабенд выдвинул концепцию методологического анархизма, суть которой состоит в том, что ученый, совершая научные открытия, не пользуется никакой определенной методологией. Он считал, что если ученый в своей реальной работе воспользуется методологическими предписаниями, то он уподобится путнику, который попытается двигаться в горах не нормальными шагами, а балетными па, ибо балет и есть набор строгих предписаний. А раз не существует общей методологии, то П. Фейерабенд выдвинул парадоксальный принцип: «Годится все что угодно!» Ученый в своей творческой научной деятельности руководствуется абсолютно любыми принципами и познавательными технологиями. Причем, как подчеркивал П. Фейерабенд, эти принципы необязательно должны быть связаны с рационализмом.

Наука — это и специфический вид деятельности. Ученые, а также вспомогательный научный и обслуживающий персонал, составляют весьма значительную социальную группу как по количественному, так и, главное, по качественному составу (высокому уровню образования). Основными формами организации науки являются научно-исследовательские институты (НИИ) и лаборатории.

Наиболее авторитетные научные кадры (академики и члены-корреспонденты) нашей страны сосредоточены в Российской академии наук (РАН), наследнице Санкт-Петербургской Императорской Академии наук, созданной в 1725 г. Устав Академии наук, по просьбе Петра I, был создан Г. В. Лейбницем, который также помог пригласить в Россию первых ученых-иностранцев.

В России имеются также отраслевые академии: медицинских наук, сельского хозяйства, образования. Прикладные исследования ведут соответствующие НИИ, ориентированные на различные сферы производства. Важную роль играет вузовская наука, например, в рамках МГУ им. М. В. Ломоносова успешно функционируют НИИ механики, НИИ ядерной физики, Государственный астрономиче­ский институт им. П. К. Штернберга.

Система подготовки научных кадров включает в себя аспирантуру и докторантуру. Ученым присваиваются ученые степени доктора и кандидата наук, для вузовской науки установлены ученые звания профессоров и доцентов. Ученые РАН имеют пять категорий: главный научный сотрудник, ведущий научный сотрудник, старший научный сотрудник, научный сотрудник и младший научный сотрудник.

Наука сама также является предметом исследований. Различные мыслители пытались построить системы классификации наук. Первым такую систематизацию создал Аристотель, позже интересный вариант классификации был предложен мусульманским ученым-энциклопедистом Аль-Фараби. Классификация наук Ф. Бэкона и сегодня поражает масштабностью и глубиной. «Отец» позитивизма О. Конт разработал систему наук, основанную на принципе возрастания по степени сложности от математики до социологии.

2. Природа научного познания,
его возможности и границы

Научное познание в течение долгого времени видело свою задачу в том, чтобы получать объективные знания, т. е. знания, истинность которых строго доказана. Еще Парменид Элейский впервые потребовал разделить наши знания на два вида: истину или то, что доказано, причем доказано без каких-либо ссылок на наглядность и очевидность, и мнение или то, что нам кажется истинным. Б. Рассел даже подчеркивал: «Научное познание стремится стать абсолютно безличным и пытается утверждать то, что открыто коллективным разумом человечества».

Очень важным свойством научных знаний является возможность их опытного подтверждения, многократного воспроизводства в научных экспериментах.

Методы научного познания восходят к идеалам Фрэнсиса Бэкона: именно он провозгласил «Знание — сила!» и попытался дать ученым в руки эффективный инструмент для научных открытий. Бэкон считал, что научная индукция, основанная на установлении причинных связей, как раз и будет таким эффективным механизмом для совершения научных открытий. Идеи Бэкона были развиты в систему научных знаний Дж. С. Миллем и поэтому называются «методы Бэкона — Милля».

При помощи одного из них, а именно метода остатков, была открыта планета Нептун. Наблюдая за движением Урана — самой далекой из известных тогда планет, ученые заметили, что он отклоняется от вычисленной для него орбиты. Часть отклонений удалось объяснить влиянием известных планет, однако оставалась некоторая величина, которая не находила объяснения. Ученые предположили, что дополнительное искажение орбиты Урана вызвано влиянием еще более далекой от Солнца планеты, которая вскоре и была обнаружена. И это было не случайное открытие, а результат целенаправленного использования научных методов. И эффект был поразительный. Ведь издавна считалось, что у Солнца семь планет и больше быть не может. Г. Гегель даже доказывал, что число планет Солнечной системы необходимо равно семи. Через 15 лет после его смерти, в 1846 г., французский астроном У. Ж. Ж. Леверье вычислил место на небе, в котором можно наблюдать новую планету, а дру­гой астроном, И. Г. Галле, направил на это место телескоп и действительно обнаружил ее там. Эхо открытия прокатилось по всему миру: чуть ли не впервые наука так наглядно и эффективно продемонстрировала свое могущество.

Конечно, сегодня никто уже не считает, что можно создать «технологии» для совершенных научных открытий. Более того, многие исследователи полагают, что очень важной тенденцией является гуманитаризация науки, когда очень многое в ней не просто оказывается набором формул, а зависит от личности ученого, его социально-культурных установок и т. д.

Научное творчество и интуиция. Еще французский ученый А. Пуанкаре­ показал, что новые результаты в математике нельзя получить только при помощи логики, необходима еще и интуиция; доказательство уже полученных математических истин также невозможно без обращения к интуиции.

Значительное внимание Пуанкаре уделял исследованию конкретных механизмов действия интуиции в научном творчестве. Процесс творческой деятельности, непременно включающий интуицию, согласно Пуанкаре, слагается из следующих этапов: «за первый присест не удается сделать ничего путного»; затем наступает длительный перерыв, в течение которого совершается бессознательная работа; после этого наступает новый этап сознательной работы, который кажется таким же безрезультатным; внезапно появляется решающая мысль; последний этап — обязательная проверка результата.

Нидерландский математик и логик Э. Бет сформулировал суть данной концепции Пуанкаре так: «Подготовка, инкубация, вдохновение и проверка». Но процесс инкубации идей, т. е. процесс бессознательной деятельности, возможен или по меньшей мере плодотворен, подчеркивал Пуанкаре, только если ему «предшествует и за ним следует период сознательной работы». Сознательная работа особенно необходима для обработки результатов вдохновения: «Сделать из них непосредственные выводы, привести их в порядок, провести доказательства; а прежде всего их надо проверить».

Интуиция не должна противопоставляться логике. Более того, успешно решать проблему соотношения интуиции и логики можно, только объединив формальные и неформальные методы научного творчества. «Интуиция, опыт исследователя, рассуждения по аналогии являются, — как справедливо заметил академик Н. Н. Моисеев, — такими же “законными” способами получения информации, как и методы, использующие математические модели и чисто логиче­ские построения, связанные с их анализом. Эти методы не взаимозаменяемы! Как бы ни были совершенны математические методы, они никогда не заменят догадки озарения». Итак, интуиция в принципе не может быть изгнана из творческой деятельности не только писателя, художника, музыканта, полководца, но и ученого.

Качественно новый этап как в исследовании проблемы интуиции, так и в подтверждение ее неустранимости из творческой деятельности человека наступил после открытия «асимметрии» мозга. По мнению многих ученых, открытие функциональной межполушарной асимметрии мозга — это такая же революция в области нейрофизиологии, психологии и понимании творчества, как и открытие факта деления атомного ядра в физике.

Явление асимметрии было обнаружено американским исследователем Р. Сперри, удостоенным за это Нобелевской премии 1981 г. Причем открытие было сделано, можно сказать, случайно.

При проведении операции у больного эпилепсией для избавления того от судорожных припадков Сперри рассек все основные нервные связи, соединяющие полушария головного мозга эпилептика в надежде, что такое разъединение предотвратит распространение судорожной активности по всему мозгу, а значит избавит больного от сильных судорожных припадков. Но после операции обнаружились весьма удивительные явления, отодвинувшие в тень практические цели операции.

Оказалось, что левое полушарие полностью сохраняет способность к речевому общению и манипулированию другими условными, но строго формализованными знаками. Оно хорошо понимает обращенную к нему речь, как устную, так и письменную, дает грамматически правильные ответы, свободно оперирует цифрами и математическими формулами в пределах формальной логики и ранее усвоенных правил. Но то же самое левое полушарие, в отличие от правого, не различает интонации голоса, нечувствительно к музыке (хотя и может выделить в звуках определенный устойчивый ритм) и плохо справляется с распознаванием сложных образов, не поддающихся разложению на простые элементы. Так, оно не способно к эстетическому восприятию произведений искусства.

В связи с тем, что у взрослых здоровых людей логическое мышление «закреплено» исключительно за левой половиной мозга, освобожденное от этой задачи правое полушарие получает возможность целиком посвятить себя образному мышлению. Художественное мышление, способное к созданию и восприятию произведений искусства, качественно отличается от непосредственно-чувственного восприятия мира.

Следует подчеркнуть, что именно чувственное восприятие есть важнейшая функция правого полушария и одновременно исходная предпосылка развития художественного мышления. Основанием творческих способностей личности является способность к целост­ному схватыванию и проникновению в суть бесчисленных связей между предметами и явлениями, т. е. та способность, которая изначально присуща правому полушарию человека.

Итак, открытие явления функциональной асимметрии полушарий головного мозга показывает, что интуиция — это необходимый компонент творческого мышления ученого, военного, деятеля культуры, и этот компонент принципиально не может быть устранен из их деятельности. Поэтому противникам интуиции больше не стоит иронизировать на тему о том, что этот термин нужен лишь авторам плохих авантюрных романов, эксплуатирующих интуитивные озарения своих героев-сыщиков, когда тем не хватает четких улик и строгих выводов. Несомненно, прав был французский писатель Андре Моруа, автор блистательных биографий многих выдающихся личностей, когда заявил: «Великие люди, составляющие таинственную группу гениев, обладают тремя качествами: наблюдательностью, воображением, интуицией».

Одной из важнейших функций науки является функция прогностическая, предсказывающая.

Ярким примером может служить Периодическая система химических элементов, созданная нашим великим соотечественником Д. И. Менделеевым.

Менделеев, оперируя с 63 известными тогда элементами, на основе своей системы исправил атомные веса 11 из них. Но предсказательная сила особенно проявилась в его знаменитой статье «Периодический закон для химических элементов» (1871), когда Дмитрий Иванович оставил в таблице «пустые места» для будущих элементов, о которых наука тогда еще ничего не знала. Ученый на основе своей классификации определяет атомный вес элементов, которые он назвал «экабор», «экаалюминий», «экасицилий». И дальше происходит, казалось бы, невероятное! В 1875 г. французский химик П. Э. Лекок де Буабодран открывает в пиренейской цинковой обманке новый элемент — галлий и описывает некоторые его свойства. Д. И. Мен­делеев тут же определил, что галлий — это предсказанный им «экаалюминий», причем, не имея ни грамма этого элемента, ни даже его спектра, русский ученый вносит уточнения в характеристики, предложенные Лекоком де Буабодраном, и заставляет французского коллегу признать правоту создателя системы элементов.

Шведский физик Л. Ф. Нильсон в минерале гадолинте открывает в 1879 г. элемент, названный им скандием, и сам подчеркивает, что это предсказанный Д. И. Менделеевым «экабор». А вскоре было получено новое подтверждение эвристической, предсказательной силы классификации химических элементов: немецкий химик К. А. Винклер в серебряном минерале одного из рудников Фрейбурга открывает новый элемент — германий (1885). Это оказался «экасилиций» Д. И. Менделеева.

Еще несколько примеров, связанных с Периодической системой: Д. И. Менделеев оставил пустые места между висмутом и торием, а также между торием и ураном. Эти «пробелы» были заполнены, когда П. Кюри и М. Склодовская-Кюри открыли полоний (предсказанный Д. И. Менделеевым «двителлур») и радий. Кроме того, Дмитрий Иванович на основе своей системы предсказал существование еще нескольких элементов, и все они были впоследствии открыты. Среди них: «двимарганец» — открытый в 1937 г. технеций, «эказеций» — открытый в 1939 г. франций, «экайод» — открытый в 1942–1943 гг. астад. Недаром американский радиохимик, лауреат Нобелевской премии Г. Т. Сиборг, под руководством которого были синтезированы или обнаружены изотопы элементов 93–101 Периодической системы, заявил, что менделеевская система служила в течение почти столетия ключом к открытию элементов. Характерно, что синтезированный им элемент 101 Сиборг назвал менделевием.

3. Роль науки в общественной жизни

Роль науки в жизни современного общества постоянно возрастает. Во-первых, наука — это фундаментальное основание для развития наукоемких технологий, в первую очередь информационных. Именно благодаря науке возможно создание информационного общества с качественно иным уровнем организации и оснащения рабочих мест.

Во-вторых, научные результаты становятся источником создания принципиально новых лекарственных препаратов.

Роль науки в обществе может быть не только положительной. К сожалению, самая большая опасность, самый страшный грех науки — это создание новых смертоносных видов оружия. Об этой проблеме, о моральной ответственности ученых за разработку вооружения писал еще в годы Первой мировой войны В. И. Вернадский.

Вот характерный пример. После Второй мировой войны началась «охота» за германскими учеными, и знаменитые физики О. Ган и В. Гейзенберг оказались в плену у англичан. Узнав о взрыве американской атомной бомбы в Хиросиме, Ган был близок к самоубийству, считая, что его исследования по расщеплению ядра урана привели к созданию смертоносного оружия. Но Гейзенберг «успокоил» его, заявив, что Ган — только ученый-теоретик, он занимается чистой наукой, а в создании смертоносного оружия виноваты политики.

Не приходится удивляться поэтому, что образ ученого-убийцы, изобретателя новых современных средств уничтожения заполняет кадры фильмов и страницы книг. Недаром один из героев романа «Колыбель для кошки» американского писателя К. Воннегута задается вопросом: «Почему, что бы ученые ни делали, у них все равно получается оружие?»

«Страусиная» позиция, которую занял Гейзенберг в разговоре с Ганом, ведет к еще одной страшной опасности — узконаучному, или утилитарно сциентистскому, подходу, когда ученый считает, что наука — вне морали. В. И. Вернадский предостерегал: «Полное безразличие к вопросам этики может возникать в научной области. Человек науки может быть безразличен к вопросам морали, если только он все оценивает с точки зрения своих научных идей». Известный французский математик А. Гротендик предупреждал: «Отстаивая свои полномочия, верхушка технократии, обладающая, согласно мифам сциентизма, знанием истины, стремится занять иерархиче­ски наивысшее место в принятии решений по проблемам практики, среди которых сегодня могут оказаться решения, способные непредсказуемо изменить вид и ход жизни на всей планете на миллионы лет». В итоге он приходит к весьма печальному выводу: чем бы ученые ни занимались, их деятельность приносит вред человечеству.

Еще одна проблема — наука и власть. По мнению известных американских социологов Д. Белла и Д. Гелбрейта, «новый класс — научно-технологическая элита все более и более определяет престиж и власть». Еще «отец» русского анархизма М. А. Бакунин вы­ступал против «правления научной интеллигенции, самой аристократичной, деспотичной, высокомерной и элитарной из всех режимов». Один из самых популярных современных американских философов (австриец по рождению) П. Фейерабенд считал даже, что «сегодня наука более, чем когда-либо раньше, подчинена господствующим властям и подвержена опасности стать решающей ставкой в их конфликте». И он заявил в этой связи: «Наука есть одна из форм идеологии, и она должна быть отделена от государства, как это уже сделано в отношении религии». И тот же Александр Гротендик предупреждает: «Для человечества нет ничего более страшного, чем сращивание безнравственной науки с безответственной бюрократией».

научных загадок, которые мы до сих пор не можем объяснить

научная загадка, которые мы до сих пор не можем объяснить

Перейти к

1. Основное содержание
2. Поиск
3. Счет

Значок поискаУвеличительное стекло. Это означает: «Нажмите, чтобы выполнить поиск». Логотип InsiderСлово «Инсайдер».

Рынки США Загрузка… ЧАС М С В новостях

Значок шеврона указывает на расширяемый раздел или меню, а иногда и на предыдущие/следующие варианты навигации. ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА

Наука

Значок «Сохранить статью» Значок «Закладка» Значок «Поделиться» Изогнутая стрелка, указывающая вправо. Читать в приложении Ученые до сих пор не совсем уверены, почему мы зеваем. Андре Пеннер/AP

• Мы многого не знаем о нашей вселенной, и есть много тайн, которые ученые не могут объяснить.
• Ученые до сих пор не знают, почему люди, например, зевают или почему один вид грибов растет только в двух местах на Земле: в Техасе и Японии.
• Ниже приведены некоторые из самых запутанных загадок, над решением которых работают ученые.

LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

Люди отправились на Луну и раскрыли секреты Таос Хум, Дьявольского котла и, возможно, даже египетских пирамид. Но есть еще много явлений, которые наука пока не может объяснить.

Хотя у ученых могут быть теории относительно следующих явлений, никто не может точно сказать, почему они происходят.

Вот девять загадок жизни, которые до сих пор ставят в тупик экспертов во всем мире.

Ученые не знают, почему люди зевают.

Некоторые ученые считают, что зевота — это проявление сочувствия. Мэтт Карди / Getty Images

Зевота — это то, что вы, вероятно, делаете каждый день, но, как ни странно, ученые до сих пор не знают, почему.

В последнее время научное сообщество склонилось к идее, что зевание является терморегуляторным поведением, которое охлаждает мозг, но его истинная биологическая функция до сих пор неясна.

Более того, ученые не совсем уверены, почему он заразен среди социальных животных, таких как люди. Исследование 2005 года, опубликованное в Cognitive Brain Research, показало, что сети в вашем мозгу, отвечающие за эмпатию и социальные навыки, активируются, когда вы видите, как кто-то зевает. Исследователи также заметили, что шимпанзе могут «ловить» зевоту у людей.

«Копирование выражений лиц других людей помогает нам принять и понять их текущее состояние», — сказал Мэтью Кэмпбелл из Йерксского национального исследовательского центра приматов в Университете Эмори.

Вот почему, согласно одному исследованию, психопаты не так восприимчивы к заразной зевоте.

Подробнее: Умение поймать чью-то зевоту связано с эмпатией, а психопаты часто невосприимчивы

Этот гриб растет только в Техасе и Японии, и ученые не могут его объяснить.

Chorioactis geaster — чрезвычайно редкий гриб, известный своим особым распространением. Викисклад

Chorioactis geaster — единственный вид грибов рода Chorioactis, встречающийся только в Техасе и Японии.

Эти два места находятся на одной широте, но микологи не могут понять, почему эти грибы растут только в этих двух местах. Исследование ДНК грибов в 2004 году, опубликованное Гербариями Гарвардского университета, показало, что популяции разделились на две линии около 19 миллионов лет назад.

В Техасе гриб известен как «сигара дьявола», так как он выглядит как сигара, прежде чем раскрывается в форме звезды.

Никто не знает, почему на северном полюсе Сатурна образовалась буря шестиугольной формы.

Северный полярный вихрь Сатурна. NASA/JPL-Caltech/Институт космических наук

На северном полюсе Сатурна есть погодная система размером с две Земли в любопытной форме шестиугольника. Шторм фотографировался и наблюдался в течение многих лет космическим кораблем НАСА «Кассини», но он остается загадочным.

Единственная другая шестиугольная форма природного происхождения, обнаруженная учеными, находится в кристаллах, поэтому они понятия не имеют, как буря на Сатурне стала такой. Чтобы сделать ситуацию еще более запутанной, шторм, кажется, изменил цвет, изменив цвет с бирюзового на желтый всего за несколько лет.

Горбатые киты превратились из одиночных существ в «супергруппы», что морские биологи все еще пытаются выяснить.

Ученые заметили, что некоторые горбатые киты собираются в «супергруппы», а не путешествуют в одиночку или небольшими группами. Золла Чен/Shutterstock

Горбатые киты обычно живут поодиночке, но в последние несколько лет они начали питаться стаями от 20 до 200 особей у берегов Южной Африки, согласно исследованию, проведенному в 2017 году Университетом Претории.

Морские ученые не уверены, почему изменился характер этого древнего существа, но популяция горбатых также увеличилась, так что это может частично объяснить это изменение.

«Довольно необычно видеть их в таких больших группах», — сказал New Scientist Гисли Викингссон, руководитель отдела исследований китов в Институте морских и пресноводных исследований в Исландии.

Нет объяснения этим изогнутым деревьям в «Танцующем лесу» в России.

Исследования пытались определить, почему эти деревья в России искривляются. Викисклад

Этот район в Калининграде, получивший прозвище «Танцующий лес», заполнен соснами, изогнутыми в виде спиралей, колец и других форм.

Они были посажены в 1960-х годах и являются единственным видом деревьев, который когда-либо делал это. Согласно Atlas Obscura, некоторые теории включают сильные ветры, нестабильную почву и вмешательство гусениц. Некоторые местные жители называют его «Пьяным лесом».

Темная материя не похожа на обычную материю, и мы мало о ней понимаем.

Туманная дымка — это астрономическая интерпретация того, где находится темная материя в этом скоплении галактик. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА

Материя состоит из протонов, нейтронов и электронов, но состав темной материи до сих пор остается загадкой.

Согласно одной из теорий, темная материя состоит из частиц, которые мы просто не обнаружили и не идентифицировали. Исследование 2016 года показало, что темная материя может состоять из первичных черных дыр.

Темная материя не отражает и не излучает свет, но высокие концентрации вещества могут преломлять свет, поэтому ученые знают, что оно существует.

Если предположить, что наши знания о Вселенной и физике верны, то существует больше темной материи, чем материи. На самом деле темная материя, по-видимому, необходима для того, чтобы гравитационное притяжение было достаточно сильным для создания планет и галактик.

Читать дальше : Новая карта загадочной «темной материи» Вселенной предполагает, что наука находится на пути к разгадке одной из великих космических загадок они делают.

Ученые считают, что кошки мурлычут, чтобы отдохнуть и расслабиться. Есин Денис/Shutterstock

Долгое время механизм мурлыканья кошек оставался неразгаданной загадкой. Согласно BBC, в настоящее время широко распространено мнение, что мышцы вокруг гортани кошек сжимаются, создавая вибрацию, которая издает классический мурлыкающий звук.

Но до сих пор ведутся споры о том, почему кошки мурлыкают. Одна из гипотез состоит в том, что мурлыканье способствует росту костей, потому что частота вибрации заставляет кости затвердевать в ответ на давление.

«Мурлыканье на частоте 25-100 Гц соответствует установленным лечебным частотам в терапевтической медицине для людей», — сказал Би-би-си Гэри Вайцман, ветеринар и генеральный директор Общества защиты животных Сан-Диего.

В Сибири есть потусторонний кратер, который не нашел объяснения.

Викисклад

Этот гигантский кратер, получивший прозвище «Патом» в честь близлежащей реки, имеет ширину 520 футов, 139метровая насыпь из битого известняка.

Некоторые местные жители, однако, называют его «Гнездо огненного орла» и считают, что это место связано со смертью, учитывая отсутствие роста и нежелание животных приближаться к нему.

О кратере впервые официально сообщил русский геолог Вадим Колпаков в 1949 году, но образовался он около 500 лет назад. Идеи о его происхождении включают ядерные взрывы и космические корабли, но Russia Beyond заявила, что наиболее вероятная теория — это «паровой взрыв, который произошел либо во время внедрения магмы в водные породы, либо из-за разлома и декомпрессии нагретых водосодержащих пород».

 

Читать далее

Фрилансер явления необъяснимый

Подробнее…

18 величайших неразгаданных тайн физики

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Глубокая физика

(Изображение предоставлено: Изображение (открывается в новой вкладке) через Shutterstock)

Говорят, что в 1900 году британский физик лорд Кельвин заявил: «Сейчас в физике нет ничего нового. Все, что осталось становится все более и более точным измерением». За три десятилетия квантовая механика и теория относительности Эйнштейна произвели революцию в этой области. Сегодня ни один физик не посмеет утверждать, что наши физические знания о Вселенной близки к завершению. Наоборот, кажется, что каждое новое открытие открывает ящик Пандоры с еще большими, еще более глубокими физическими вопросами. Это наш выбор для самых глубоких открытых вопросов из всех.

Связанный: Ознакомьтесь с 14 величайшими историческими тайнами, которые, возможно, никогда не будут разгаданы.

Внутри вы узнаете о параллельных вселенных, почему кажется, что время движется только в одном направлении, и почему мы не понимаем хаос.

Что такое темная энергия?

(Изображение предоставлено НАСА)

Как бы астрофизики ни подсчитывали числа, Вселенная просто не сходится. Несмотря на то, что гравитация притягивает пространство-время внутрь — «ткань» космоса — она продолжает расширяться наружу все быстрее и быстрее. Чтобы объяснить это, астрофизики предложили невидимый агент, который противодействует гравитации, раздвигая пространство-время. Они называют это темной энергией. В наиболее широко принятой модели темной энергии это «космологическая постоянная»: неотъемлемое свойство самого пространства, которое имеет «отрицательное давление», раздвигающее пространство. По мере расширения пространства создается больше пространства, а вместе с ним и больше темной энергии. Основываясь на наблюдаемой скорости расширения, ученые знают, что сумма всей темной энергии должна составлять более 70 процентов всего содержимого Вселенной. Но никто не знает, как его искать. Лучшее, что удалось сделать исследователям за последние годы, — это выяснить, где может скрываться темная энергия, что стало темой исследования, опубликованного в августе 2015 года.0003

Далее: темная материя (прокрутите вверх, чтобы увидеть кнопку «Далее»)

Что такое темная материя?

(Изображение предоставлено ESO/L. Calçada)

Очевидно, около 84 процентов материи во Вселенной не поглощает и не излучает свет. «Темную материю», как ее называют, нельзя увидеть напрямую, и она еще не обнаружена косвенными средствами. Вместо этого существование и свойства темной материи выводятся из ее гравитационного воздействия на видимую материю, излучение и структуру Вселенной. Считается, что это темное вещество пронизывает окраины галактик и может состоять из «слабо взаимодействующих массивных частиц» или вимпов. Во всем мире есть несколько детекторов, ищущих вимпы, но до сих пор ни один не был найден. Одно недавнее исследование предполагает, что темная материя может образовывать длинные мелкозернистые потоки по всей Вселенной, и что такие потоки могут исходить от Земли, как волосы. [См.: Если не темная материя, то что?]

Далее: Стрела времени

Почему существует стрела времени?

(Изображение предоставлено: Изображение (открывается в новой вкладке) через Shutterstock)

Время движется вперед, потому что свойство Вселенной, называемое «энтропией», грубо определяемое как уровень беспорядка, только увеличивается, и поэтому нет способа обратить рост энтропии после того, как он произошел. Тот факт, что энтропия увеличивается, является вопросом логики: неупорядоченных расположений частиц больше, чем упорядоченных, и поэтому по мере изменения вещей они имеют тенденцию приходить в беспорядок. Но основной вопрос здесь заключается в том, почему энтропия в прошлом была такой низкой? Иными словами, почему Вселенная была такой упорядоченной в начале своего существования, когда огромное количество энергии было сосредоточено в небольшом пространстве? [Какова общая энергия во Вселенной?]

Далее: Параллельные вселенные

Существуют ли параллельные вселенные?

(Изображение предоставлено: Изображение (открывается в новой вкладке) через Shutterstock)

Астрофизические данные предполагают, что пространство-время может быть «плоским», а не искривленным, и поэтому оно продолжается вечно. Если это так, то область, которую мы можем видеть (которую мы думаем как «вселенную»), является всего лишь одним пятном в бесконечно большой «стёганой мультивселенной». 122 различных возможностей). Таким образом, с бесконечным числом космических пятен расположение частиц внутри них вынуждено повторяться — бесконечно много раз. Это означает, что существует бесконечно много параллельных вселенных: космические участки, точно такие же, как наши (содержащие кого-то точно такого же, как вы), а также участки, отличающиеся только положением одной частицы, участки, отличающиеся положением двух частиц, и так далее вплоть до патчи, которые полностью отличаются от наших.

Что-то не так с этой логикой или ее странный результат верен? И если это правда, как мы сможем обнаружить наличие параллельных вселенных? Посмотрите на эту прекрасную перспективу 2015 года, в которой рассматривается, что означают «бесконечные вселенные».

Далее: материя против антиматерии

Почему материи больше, чем антиматерии?

(Изображение предоставлено: Изображение (открывается в новой вкладке) через Shutterstock)

Вопрос о том, почему существует гораздо больше материи, чем ее противоположно заряженный и вращающийся в противоположных направлениях близнец, антиматерия, на самом деле является вопросом, почему что-либо существует на все. Можно предположить, что Вселенная будет относиться к материи и антиматерии симметрично, и, таким образом, в момент Большого взрыва должно было образоваться равное количество материи и антиматерии. Но если бы это произошло, то произошла бы полная аннигиляция обоих: протоны сошлись бы с антипротонами, электроны с антиэлектронами (позитронами), нейтроны с антинейтронами и т. простор. По какой-то причине осталась лишняя материя, которая не аннигилировала, и вот мы здесь. Для этого нет общепринятого объяснения. Самый подробный на сегодняшний день тест различий между материей и антиматерией, объявленный в августе 2015 года, подтверждает, что они являются зеркальным отражением друг друга, и не дает ровно никаких новых путей к пониманию тайны того, почему материя гораздо более распространена.

Далее: Судьба Вселенной

Какова судьба Вселенной?

(Изображение предоставлено: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported | Bjarmason)

Судьба Вселенной сильно зависит от фактора неизвестного значения: Ω, меры плотности материи и энергии во всем космосе. Если Ω больше 1, то пространство-время было бы «замкнутым», как поверхность огромной сферы. Если бы не было темной энергии, такая вселенная в конечном итоге перестала бы расширяться и вместо этого начала бы сжиматься, в конечном итоге схлопываясь сама по себе в событии, получившем название «Большое сжатие». Если вселенная закрыта но есть — это темной энергии, сферическая вселенная будет расширяться вечно.

В качестве альтернативы, если Ω меньше 1, то геометрия пространства будет «открытой», как поверхность седла. В этом случае ее окончательная судьба — это «Большое замораживание», за которым следует «Большой разрыв»: сначала внешнее ускорение Вселенной разорвет галактики и звезды на части, оставив всю материю холодной и одинокой. Затем ускорение станет настолько сильным, что пересилит действие сил, удерживающих атомы вместе, и все разорвется на части.

Если Ω = 1, Вселенная была бы плоской, простирающейся во всех направлениях подобно бесконечной плоскости. Если бы не было темной энергии, такая плоская вселенная расширялась бы вечно, но с постоянно замедляющейся скоростью, приближаясь к остановке. Если бы существовала темная энергия, плоская Вселенная в конечном счете подверглась бы безудержному расширению, ведущему к Большому Разрыву. Независимо от того, как это будет происходить, Вселенная умирает, и этот факт подробно обсуждался астрофизиком Полом Саттером в эссе от декабря 2015 года.

Que sera, sera.

Далее: Еще более странная концепция

Как измерения коллапсируют квантовые волновые функции?

(Изображение предоставлено Джоном Д. Нортоном)

В странном царстве электронов, фотонов и других фундаментальных частиц квантовая механика является законом. Частицы ведут себя не как крошечные шарики, а как волны, распространяющиеся по большой площади. Каждая частица описывается «волновой функцией» или распределением вероятностей, которое говорит о том, каковы ее местоположение, скорость и другие свойства, но не о том, каковы эти свойства. Частица на самом деле имеет диапазон значений для всех свойств, пока вы экспериментально не измерите одно из них — например, ее местоположение — и в этот момент волновая функция частицы «схлопывается», и она принимает только одно местоположение. [Новорожденные понимают квантовую механику]

Но как и почему измерение частицы приводит к коллапсу ее волновой функции, создавая конкретную реальность, которую мы воспринимаем как существующую? Вопрос, известный как проблема измерения, может показаться эзотерическим, но наше понимание того, что такое реальность и существует ли она вообще, зависит от ответа.

Далее: Теория струн

Верна ли теория струн?

(Изображение предоставлено Creative Commons | Lunch)

Когда физики предполагают, что все элементарные частицы на самом деле являются одномерными петлями или «струнами», каждая из которых вибрирует с разной частотой, физика становится намного проще. Теория струн позволяет физикам согласовать законы, управляющие частицами, называемые квантовой механикой, с законами, управляющими пространством-временем, называемыми общей теорией относительности, и объединить четыре фундаментальные силы природы в единую структуру. Но проблема в том, что теория струн может работать только во Вселенной с 10 или 11 измерениями: тремя большими пространственными, шестью или семью компактными пространственными и временным измерением. Сжатые пространственные размеры — как и сами вибрирующие струны — составляют примерно одну миллиардную от триллионной доли размера атомного ядра. Нет никакого мыслимого способа обнаружить что-то настолько маленькое, и, следовательно, нет известного способа экспериментально подтвердить или опровергнуть теорию струн.

Наконец: Мы заканчиваем с хаосом. . .

Есть ли порядок в хаосе?

(Изображение предоставлено: Изображение (открывается в новой вкладке) через Shutterstock)

Физики не могут точно решить набор уравнений, описывающих поведение жидкостей, от воды до воздуха и всех других жидкостей и газов. На самом деле неизвестно, существует ли вообще общее решение так называемых уравнений Навье-Стокса, а если и существует, то описывает ли оно жидкости повсюду или содержит внутренне непознаваемые точки, называемые сингулярностями. Как следствие, природа хаоса изучена недостаточно. Физики и математики задаются вопросом: погода просто трудно предсказуема или она непредсказуема по своей природе? Выходит ли турбулентность за пределы математического описания, или все это имеет смысл, когда вы решаете ее с помощью правильной математики?

Поздравляем с завершением этого списка сложных тем. Как насчет чего-нибудь полегче? 25 занимательных фактов из науки и истории

Силы вселенной сливаются воедино?

(Изображение предоставлено Lucas Taylor/CMS)

Во Вселенной действуют четыре фундаментальных взаимодействия: электромагнетизм, сильное ядерное взаимодействие, слабое взаимодействие (также известное как слабое ядерное взаимодействие) и гравитация. На сегодняшний день физики знают, что если вы увеличите достаточное количество энергии — например, внутри ускорителя частиц — три из этих сил «объединятся» и станут единой силой. Физики запустили ускорители частиц и объединили электромагнитное взаимодействие и слабое взаимодействие, и при более высоких энергиях то же самое должно произойти с сильным ядерным взаимодействием и, в конце концов, с гравитацией.

Но хотя теории говорят, что должно произойти , природа не всегда обязывает. До сих пор ни один ускоритель частиц не достиг энергий, достаточно высоких, чтобы объединить сильное взаимодействие с электромагнетизмом и слабым взаимодействием. Включение гравитации означало бы еще больше энергии. Неясно, смогут ли ученые построить такую ​​мощную машину; Большой адронный коллайдер (БАК) недалеко от Женевы может посылать частицы, сталкивающиеся друг с другом с энергией в триллионы электрон-вольт (около 14 тераэлектрон-вольт, или ТэВ). Чтобы достичь энергий великого объединения, частицам потребуется по крайней мере в триллион раз больше, поэтому физикам остается искать косвенные доказательства таких теорий. 936 лет), должны превратиться в другие частицы. Такого никогда не наблюдалось, так что либо протоны существуют гораздо дольше, чем кто-либо думал, либо они действительно стабильны вечно. Еще одним предсказанием некоторых типов ТВО является существование магнитных монополей — изолированных «северного» и «южного» полюсов магнита — и ни одного из них тоже никто не видел. Возможно, у нас просто нет достаточно мощного ускорителя частиц. Или физики могут ошибаться в том, как устроена Вселенная.

Что происходит внутри черной дыры?

(Изображение предоставлено ESO/L. Calçada)

Что происходит с информацией об объекте, если его засасывает черная дыра? Согласно современным теориям, если вы бросите железный куб в черную дыру, не будет никакой возможности получить эту информацию. Это потому, что гравитация черной дыры настолько сильна, что ее скорость убегания выше скорости света, а свет — самое быстрое из существующих существ. Однако раздел науки под названием квантовая механика утверждает, что квантовая информация не может быть уничтожена. «Если вы каким-то образом уничтожите эту информацию, что-то пойдет не так», — сказал Роберт Макнис, адъюнкт-профессор физики Чикагского университета Лойолы. [Как телепортировать информацию из черной дыры]

Квантовая информация немного отличается от информации, которую мы храним в виде единиц и нулей на компьютере, или информации в нашем мозгу. Это связано с тем, что квантовые теории не дают точной информации, например, о том, где будет находиться объект, подобно расчету траектории бейсбольного мяча в механике. Вместо этого такие теории раскрывают наиболее вероятное местонахождение или наиболее вероятный результат какого-либо действия. Как следствие, все вероятности различных событий должны составлять в сумме 1 или 100 процентов. (Например, когда вы бросаете шестигранный кубик, вероятность того, что данная грань выпадет, равна одной шестой, поэтому вероятности всех граней в сумме составляют 1, и вы не можете быть более чем на 100 % уверены в чем-либо. произойдет.) Поэтому квантовая теория называется унитарной. Если вы знаете, чем заканчивается система, вы можете вычислить, как она началась.

Чтобы описать черную дыру, вам нужны только масса, угловой момент (если она вращается) и заряд. Из черной дыры не выходит ничего, кроме медленной струйки теплового излучения, называемого излучением Хокинга. Насколько известно, нет способа провести обратный расчет, чтобы выяснить, что на самом деле поглотила черная дыра. Информация уничтожена. Однако квантовая теория утверждает, что информация не может быть полностью недосягаемой. В этом заключается «информационный парадокс».

Макнис сказал, что по этому вопросу было проведено много работы, в частности, Стивеном Хокингом и Стивеном Перри, которые в 2015 году предположили, что информация не хранится в глубоких тисках черной дыры, а остается на ее границе, называемой горизонт событий. Многие другие пытались решить этот парадокс. Пока что физики не могут прийти к согласию в объяснении, и, вероятно, в течение некоторого времени они будут расходиться во мнениях.

Существуют ли голые сингулярности?

(Изображение предоставлено NASA E/PO, Государственный университет Сономы, Аврора Симоннет)

Сингулярность возникает, когда некоторые свойства «вещи» бесконечны, и поэтому законы физики, какими мы их знаем, нарушаются. В центре черных дыр находится бесконечно маленькая и плотная точка (наполненная конечным количеством материи) — точка, называемая сингулярностью. В математике постоянно возникают сингулярности — деление на ноль — это один случай, а вертикальная линия на координатной плоскости имеет «бесконечный» наклон. На самом деле наклон вертикальной линии просто не определен. Но как будет выглядеть сингулярность? И как он будет взаимодействовать с остальной вселенной? Что значит сказать, что что-то не имеет реальной поверхности и бесконечно мало?

«Голая» сингулярность — это та, которая может взаимодействовать с остальной вселенной. У черных дыр есть горизонты событий — сферические области, из которых ничто, даже свет, не может выйти. На первый взгляд может показаться, что проблема голых сингулярностей частично решена, по крайней мере, для черных дыр, поскольку ничто не может покинуть горизонт событий и сингулярность не может повлиять на остальную Вселенную. (Она, так сказать, «одета», тогда как голая сингулярность — это черная дыра без горизонта событий.)

Но вопрос о том, могут ли сингулярности образовываться без горизонта событий, остается открытым. И если они могут существовать, то общая теория относительности Альберта Эйнштейна потребует пересмотра, потому что она не работает, когда системы слишком близки к сингулярности. Обнаженные сингулярности также могут функционировать как червоточины, которые также могут быть машинами времени, хотя в природе нет никаких доказательств этого.

Нарушение симметрии заряда и четности

(Изображение предоставлено: agsandrew | Shutterstock.com)

Если вы поменяете частицу на ее собрата из антивещества, законы физики останутся прежними. Так, например, положительно заряженный протон должен выглядеть так же, как отрицательно заряженный антипротон. Это принцип симметрии заряда. Если вы снова поменяете местами левое и правое, законы физики должны выглядеть одинаково. Это паритетная симметрия. Вместе они называются СР-симметрией. В большинстве случаев это правило физики не нарушается. Однако некоторые экзотические частицы нарушают эту симметрию. Макнис сказал, что именно поэтому это странно. «В квантовой механике не должно быть никаких нарушений СР, — сказал он. «Мы не знаем, почему это так».

Когда звуковые волны излучают свет

(Изображение предоставлено DmitrySteshenko/Shutterstock)

Хотя многие нерешенные проблемы связаны с физикой элементарных частиц, некоторые загадки можно наблюдать в лабораторных условиях. Сонолюминесценция является одним из них. Если вы возьмете немного воды и ударите по ней звуковыми волнами, образуются пузырьки. Эти пузырьки представляют собой области низкого давления, окруженные высоким давлением; внешнее давление давит на воздух с более низким давлением, и пузырьки быстро схлопываются. Когда эти пузыри схлопываются, они излучают свет вспышками, которые длятся триллионные доли секунды.

Проблема в том, что далеко не ясно, что является источником света. Теории варьируются от крошечных реакций ядерного синтеза до некоторого типа электрического разряда или даже нагрева газов внутри пузырей при сжатии. Физики измерили высокие температуры внутри этих пузырей, порядка десятков тысяч градусов по Фаренгейту, и сделали многочисленные снимки испускаемого ими света. Но нет хорошего объяснения того, как звуковые волны создают эти огни в пузыре.

Что находится за пределами Стандартной модели?

(Изображение предоставлено: Роберт Сприггс (открывается в новой вкладке) | Shutterstock (открывается в новой вкладке))

Стандартная модель — одна из самых успешных когда-либо разработанных физических теорий. Он выдерживает эксперименты, чтобы проверить его в течение четырех десятилетий, и новые эксперименты продолжают показывать, что это правильно. Стандартная модель описывает поведение частиц, составляющих все вокруг нас, а также объясняет, почему, например, частицы имеют массу. На самом деле открытие бозона Хиггса — частицы, придающей массе материи, — в 2012 году стало исторической вехой, поскольку оно подтвердило давнее предсказание о его существовании.

Но Стандартная модель не все объясняет. Стандартная модель сделала много успешных предсказаний — например, бозон Хиггса, бозоны W и Z (которые опосредуют слабые взаимодействия, управляющие радиоактивностью) и кварки среди них — так что трудно увидеть, где физика может пойти дальше этого. При этом большинство физиков согласны с тем, что Стандартная модель неполна. Есть несколько претендентов на новые, более полные модели — одна из таких моделей — теория струн, — но пока ни одна из них не была окончательно подтверждена экспериментами.

Фундаментальные константы

(Изображение предоставлено Андреасом Гускосом (открывается в новой вкладке) | Shutterstock.com (открывается в новой вкладке))

Безразмерные константы — это числа, к которым не привязаны единицы измерения. Скорость света, например, является фундаментальной константой, измеряемой в метрах в секунду (или 186 282 миль в секунду). В отличие от скорости света, безразмерные константы не имеют единиц измерения, и их можно измерить, но их нельзя вывести из теорий, в то время как такие константы, как скорость света, могут.

В своей книге «Всего шесть чисел: глубинные силы, формирующие Вселенную» (Basic Books, 2001) астроном Мартин Риз сосредотачивается на некоторых «безразмерных константах», которые он считает фундаментальными для физики. На самом деле их намного больше шести; около 25 существует в Стандартной модели. [9 самых больших существующих чисел]

Например, постоянная тонкой структуры, обычно обозначаемая как альфа, определяет силу магнитных взаимодействий. Это около 0,007297. Что делает это число странным, так это то, что если бы оно было другим, стабильной материи не существовало бы. Другим является отношение масс многих фундаментальных частиц, таких как электроны и кварки, к планковской массе (которая составляет 1,22 ´ 10 ¹⁹ ГэВ/c ² ). Физики хотели бы выяснить, почему эти конкретные числа имеют такие значения, потому что, если бы они были очень разными, физические законы Вселенной не позволили бы людям быть здесь. И все же до сих пор нет убедительного теоретического объяснения того, почему они имеют такие значения.

Что такое гравитация?

(Изображение предоставлено: koya979 (открывается в новой вкладке) | Shutterstock (открывается в новой вкладке))

Что такое гравитация? Другие силы опосредованы частицами. Электромагнетизм, например, представляет собой обмен фотонами. Слабое ядерное взаимодействие переносится бозонами W и Z, а глюоны переносят сильное ядерное взаимодействие, удерживающее атомные ядра вместе. Макнис сказал, что все остальные силы можно квантовать, то есть они могут быть выражены в виде отдельных частиц и иметь прерывистые значения.

Гравитация, кажется, не такая. Большинство физических теорий говорят, что его должна переносить гипотетическая безмассовая частица, называемая гравитоном. Проблема в том, что гравитоны еще никто не нашел, и неясно, сможет ли их обнаружить какой-либо детектор частиц, который можно было бы построить, потому что если гравитоны и взаимодействуют с материей, то очень-очень редко — настолько редко, что были бы невидимы на их фоне. фоновый шум. Неясно даже, являются ли гравитоны безмассовыми, хотя если они вообще имеют массу, то очень и очень малую — меньше, чем у нейтрино, которые являются одними из самых легких известных частиц. Теория струн утверждает, что гравитоны (и другие частицы) представляют собой замкнутые энергетические петли, но математические исследования пока не принесли большого понимания.

Поскольку гравитоны еще не наблюдались, гравитация сопротивлялась попыткам понять ее так, как мы понимаем другие силы – как обмен частицами. Некоторые физики, особенно Теодор Калуца ​​и Оскар Кляйн, утверждали, что гравитация может действовать как частица в дополнительных измерениях помимо трех известных нам пространств (длина, ширина и высота) и одного времени (продолжительность). правда пока неизвестно.

Мы живем в ложном вакууме?

(Изображение предоставлено Shutterstock/Sandy MacKenzie)

Вселенная кажется относительно стабильной. В конце концов, он существует уже около 13,8 миллиардов лет. Но что, если все это было крупной аварией?

Все начинается с бозона Хиггса и вакуума во Вселенной. Вакуум, или пустое пространство, должен быть самым низким энергетическим состоянием, потому что в нем ничего нет. Между тем, бозон Хиггса — через так называемое поле Хиггса — придает массе всему. В статье для журнала Physics Александр Кузенко, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сказал, что энергетическое состояние вакуума можно рассчитать по потенциальной энергии поля Хиггса и массам бозона Хиггса и волчка. кварк (фундаментальная частица).

На данный момент эти расчеты показывают, что вакуум во вселенной может находиться не в самом низком из возможных энергетических состояний. Это будет означать, что это ложный вакуум. Если это правда, наша Вселенная не может быть стабильной, потому что ложный вакуум может быть переведен в более низкое энергетическое состояние достаточно сильным и высокоэнергетическим событием. Если бы это произошло, возникло бы явление, называемое зарождением пузырьков. Сфера низкоэнергетического вакуума начнет расти со скоростью света. Ничто, даже сама материя, не выжило бы. По сути, мы заменили бы вселенную другой, в которой могли бы действовать совсем другие физические законы. [5 причин, по которым мы можем жить в мультивселенной]

Звучит пугающе, но учитывая, что Вселенная все еще существует, очевидно, что такого события еще не было, и астрономы видели гамма-всплески, сверхновые звезды и квазары, все из которых обладают довольно высокой энергией. Так что, вероятно, достаточно маловероятно, что нам не нужно беспокоиться. Тем не менее, идея ложного вакуума означает, что наша Вселенная могла появиться именно таким образом, когда ложный вакуум предыдущей вселенной был переведен в более низкое энергетическое состояние. Возможно, мы были результатом аварии с ускорителем частиц.

Примечание редактора: этот список был первоначально опубликован в 2012 году. Он был обновлен 27 февраля 2017 года, чтобы включить новую информацию и последние исследования.

Джесси Эмспак — автор статей для Live Science, Space.com и Toms Guide. Он занимается физикой, здоровьем человека и общей наукой. Джесси имеет степень магистра искусств Калифорнийского университета, Школы журналистики Беркли и степень бакалавра искусств Университета Рочестера. Джесси провел годы, освещая финансы, и набился зубами в местных газетах, работая с местными политиками и полицией. Джесси любит вести активный образ жизни и имеет черный пояс третьей степени по каратэ, что означает, что теперь он знает, как многому ему еще предстоит научиться.

13 вещей, которые не имеют смысла

Глубокое поле Хаббла. Эти далекие галактики удаляются от нас гораздо быстрее, чем предсказывает теория

Подробнее: Еще 13 бессмысленных вещей

1 Эффект плацебо

Не пытайтесь повторить это дома. Несколько раз в день в течение нескольких дней вы вызываете у кого-то боль. Вы контролируете боль морфином до последнего дня эксперимента, когда заменяете морфин физиологическим раствором. Угадай, что? Солевой раствор снимает боль.

Это эффект плацебо: каким-то образом, иногда совсем ничего не может быть очень мощным. Только это не совсем ничего. Когда Фабрицио Бенедетти из Туринского университета в Италии проводил описанный выше эксперимент, он добавил последний штрих, добавив в физиологический раствор налоксон, препарат, блокирующий действие морфина. Шокирующий результат? Обезболивающая сила солевого раствора исчезла.

Реклама

Так что же происходит? Врачи знали об эффекте плацебо на протяжении десятилетий, и результаты налоксона, кажется, показывают, что эффект плацебо в некотором роде биохимический. Но кроме этого мы просто не знаем.

С тех пор Бенедетти показал, что плацебо с солевым раствором также может уменьшать тремор и ригидность мышц у людей с болезнью Паркинсона. Он и его команда измеряли активность нейронов в мозгу пациентов, которым вводили физиологический раствор. Они обнаружили, что отдельные нейроны в субталамическом ядре (обычной мишени для хирургических попыток облегчить симптомы болезни Паркинсона) начинали активироваться реже, когда вводился физиологический раствор, и с меньшим количеством «всплесков» активации — еще одна особенность, связанная с болезнью Паркинсона. Активность нейронов снизилась одновременно с улучшением симптомов: физиологический раствор определенно что-то делал.

Нам предстоит многое узнать о том, что здесь происходит, говорит Бенедетти, но ясно одно: разум может влиять на биохимию тела. «Взаимосвязь между ожиданием и терапевтическим результатом — прекрасная модель для понимания взаимодействия разума и тела», — говорит он. Теперь исследователям необходимо определить, когда и где работает плацебо. Могут быть заболевания, при которых он не действует. При разных заболеваниях может быть общий механизм. Пока мы просто не знаем.

2 Проблема горизонта

НАША вселенная кажется непостижимо однородной. Посмотрите через пространство от одного края видимой Вселенной до другого, и вы увидите, что микроволновое фоновое излучение, заполняющее космос, имеет везде одинаковую температуру. Это может показаться неудивительным, пока вы не учтете, что два края находятся на расстоянии почти 28 миллиардов световых лет друг от друга, а нашей Вселенной всего 14 миллиардов лет.

Ничто не может двигаться быстрее скорости света, поэтому тепловое излучение никак не могло пройти между двумя горизонтами, чтобы выровнять горячие и холодные точки, образовавшиеся в результате Большого взрыва, и нарушить тепловое равновесие, которое мы наблюдаем сейчас.

Эта «проблема горизонта» является большой головной болью для космологов, настолько серьезной, что они придумали довольно дикие решения. «Инфляция», например.

Вы можете решить проблему горизонта, заставив Вселенную сверхбыстро расширяться в течение некоторого времени, сразу после Большого взрыва, взорвавшись в 10 ⁵⁰ раз за 10 ^-33 секунды. Но разве это только желаемое за действительное? «Инфляция была бы объяснением, если бы это произошло», — говорит астроном из Кембриджского университета Мартин Риз. Беда в том, что никто не знает, из-за чего это могло произойти, но см. Внутренняя инфляция: после большого взрыва .

Таким образом, инфляция решает одну загадку только для того, чтобы вызвать другую. Изменение скорости света также могло бы решить проблему горизонта, но и это бессильно перед лицом вопроса «почему?» Говоря научным языком, равномерная температура радиационного фона остается аномалией.

«Изменение скорости света могло бы решить проблему, но и это бессильно перед вопросом «почему?»»

3 Ультраэнергетические космические лучи

УЖЕ более десяти лет физики в Японии наблюдают космические лучи, которых не должно быть. Космические лучи — это частицы — в основном протоны, но иногда и тяжелые атомные ядра, — которые путешествуют по Вселенной со скоростью, близкой к скорости света. Некоторые космические лучи, обнаруженные на Земле, образуются в результате бурных событий, таких как сверхновые, но мы до сих пор не знаем происхождение частиц с самой высокой энергией, которые являются самыми энергичными частицами, когда-либо наблюдаемыми в природе. Но это не настоящая загадка.

По мере того, как частицы космических лучей путешествуют в космосе, они теряют энергию при столкновениях с низкоэнергетическими фотонами, которые пронизывают Вселенную, такими как фотоны космического микроволнового фонового излучения. Специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что любые космические лучи, достигающие Земли из источника за пределами нашей галактики, претерпевают столько столкновений с выделением энергии, что их максимально возможная энергия составляет 5 × 10 ¹⁹ электронвольт. Это известно как предел Грейзена-Зацепина-Кузьмина.

Однако за последнее десятилетие Гигантский воздушный ливневый массив Акено Токийского университета — 111 детекторов частиц, разбросанных на площади более 100 квадратных километров — зарегистрировал несколько космических лучей выше предела GZK. Теоретически они могли прийти только из нашей галактики, избегая энергозатратного путешествия через космос. Однако астрономы не могут найти источник этих космических лучей в нашей галактике. Так, что происходит?

Возможно, что-то не так с результатами Акено. Другое дело, что Эйнштейн ошибался. Его специальная теория относительности говорит, что пространство одинаково во всех направлениях, но что, если бы частицам было легче двигаться в определенных направлениях? Тогда космические лучи могли бы сохранить больше своей энергии, что позволило бы им преодолеть предел ГЗК.

Физики эксперимента Пьера Оже в Мендосе, Аргентина, сейчас работают над этой проблемой. Используя 1600 детекторов, разбросанных по 3000 квадратных километров, Оже сможет определить энергии входящих космических лучей и пролить больше света на результаты Акено.

Алан Уотсон, астроном из Университета Лидса, Великобритания, и представитель проекта Пьера Оже, уже убежден, что здесь есть что-то стоящее. «У меня нет сомнений, что события выше 10 ²⁰ электронвольт существует. Примеров достаточно, чтобы меня убедить», — говорит он. Теперь вопрос, какие они? Сколько таких частиц входит и в каком направлении? Пока мы не получим эту информацию, невозможно сказать, насколько экзотичным может быть истинное объяснение.

Обновление: следите за последней охотой на нейтрино GZK.

«Возможно, с результатами Акено что-то не так. Другое дело, что Эйнштейн был не прав»

4 Результаты гомеопатии в Белфасте

МАДЛЕН Эннис, фармаколог из Королевского университета в Белфасте, была бичом гомеопатии. Она выступила против его утверждений о том, что химическое средство можно разбавить до такой степени, что образец вряд ли будет содержать одну молекулу чего-либо, кроме воды, и при этом иметь лечебный эффект. До тех пор, пока она не решила раз и навсегда доказать, что гомеопатия — вздор.

В своей последней статье Эннис описывает, как ее команда изучала влияние сверхразбавленных растворов гистамина на лейкоциты человека, участвующие в воспалении. Эти «базофилы» выделяют гистамин, когда клетки подвергаются атаке. После высвобождения гистамин останавливает их дальнейшее высвобождение. Исследование, повторенное в четырех разных лабораториях, показало, что гомеопатические растворы — настолько разбавленные, что они, вероятно, не содержали ни одной молекулы гистамина — действуют точно так же, как гистамин. Эннис может быть недовольна заявлениями гомеопатов, но она признает, что эффект нельзя исключать.

Так как же это могло случиться? Гомеопаты готовят свои лекарства, растворяя такие вещества, как древесный уголь, смертельный паслен или паучий яд в этаноле, а затем снова и снова разбавляя эту «материнскую настойку» в воде. Гомеопаты утверждают, что независимо от степени разбавления оригинальное средство оставляет некий отпечаток на молекулах воды. Таким образом, каким бы разбавленным ни был раствор, он все же проникнут свойствами лекарства.

Вы можете понять, почему Эннис настроен скептически. И остается верным тот факт, что ни одно гомеопатическое лекарство не доказало свою эффективность в крупных рандомизированных плацебо-контролируемых клинических испытаниях. Но исследование Белфаста ( Inflammation Research , том 53, стр. 181) предполагает, что что-то происходит. «Мы, — говорит Эннис в своей статье, — не можем объяснить наши выводы и сообщаем о них, чтобы побудить других исследовать это явление». Если результаты окажутся реальными, говорит она, последствия будут серьезными: возможно, нам придется переписать физику и химию.

5 Темная материя

ВОЗЬМИТЕ наше лучшее понимание гравитации, примените его к вращению галактик, и вы быстро увидите проблему: галактики должны разваливаться. Галактическое вещество вращается вокруг центральной точки, потому что его взаимное гравитационное притяжение создает центростремительные силы. Но в галактиках недостаточно массы, чтобы произвести наблюдаемое вращение.

Вера Рубин, астроном, работающая в отделе земного магнетизма Института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, заметила эту аномалию в конце 1970-х годов. Лучшим ответом физиков было предположение, что существует больше вещей, чем мы можем видеть. Беда была в том, что никто не мог объяснить, что это за «темная материя».

И до сих пор не могут. Хотя исследователи сделали много предположений о том, какие частицы могут составлять темную материю, единого мнения нет. Это досадная дыра в нашем понимании. Астрономические наблюдения показывают, что темная материя должна составлять около 90 процентов массы Вселенной, но мы поразительно невежественны, что это за 90 процентов.

Возможно, мы не можем понять, что такое темная материя, потому что ее на самом деле не существует. Именно так Рубин хотел бы, чтобы все получилось. «Если бы у меня был выбор, я бы хотела узнать, что законы Ньютона необходимо модифицировать, чтобы правильно описывать гравитационные взаимодействия на больших расстояниях», — говорит она. «Это более привлекательно, чем вселенная, наполненная субъядерными частицами нового типа».

Обновление: некоторые ученые пытаются сами создать этот материал. См. Да будет темная материя .

«Если результаты окажутся реальными, последствия будут глубокими. Возможно, нам придется переписать физику и химию»

6 Метан Viking

20 ИЮЛЯ 1976 ГОДА. Гилберт Левин сидит на краю сиденья. За миллионы километров на Марсе спускаемые аппараты «Викинг» собрали немного почвы и смешали ее с питательными веществами, мечеными углеродом-14. Все ученые миссии согласились с тем, что если приборы Левина на борту посадочных модулей обнаружат выбросы метана, содержащего углерод-14, из почвы, то на Марсе должна быть жизнь.

Викинг сообщает о положительном результате. Что-то поглощает питательные вещества, метаболизирует их, а затем выбрасывает газ с примесью углерода-14.

Так почему же без вечеринки?

Потому что другой прибор, предназначенный для идентификации органических молекул, считающихся важными признаками жизни, ничего не нашел. Почти все ученые миссии ошиблись в сторону осторожности и объявили открытие «Викинга» ложным срабатыванием. Но было ли это?

Споры продолжают бушевать, но результаты последних марсоходов НАСА показывают, что поверхность Марса почти наверняка была влажной в прошлом и, следовательно, пригодна для жизни. И есть еще много доказательств того, откуда это взялось, говорит Левин. «Каждая миссия на Марс давала доказательства, подтверждающие мой вывод. Никто этому не противоречил».

Левин настаивает на своем, и он больше не одинок. Джо Миллер, клеточный биолог из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, повторно проанализировал данные и считает, что выбросы свидетельствуют о циркадном цикле. Это очень напоминает жизнь.

Левин просит ЕКА и НАСА запустить модифицированную версию его миссии по поиску «хиральных» молекул. Они бывают лево- и правосторонними: они являются зеркальным отражением друг друга. В то время как биологические процессы имеют тенденцию производить молекулы, которые предпочитают одну хиральность другой, неживые процессы создают левые и правые версии в равном количестве. Если бы будущая миссия на Марс обнаружила, что марсианский «метаболизм» также предпочитает одну хиральную форму молекулы другой, это было бы лучшим признаком жизни на Марсе.

Обновление: также смотрите наш Топ-10 противоречивых доказательств существования внеземной жизни .

«Что-то на Марсе поглощает питательные вещества, перерабатывает их, а затем изрыгает радиоактивный метан»

7 тетранейтронов

ЧЕТЫРЕ года назад ускоритель частиц во Франции обнаружил шесть частиц, которых не должно было существовать (см. Призрак в атоме ). Их называют тетранейтронами: четыре нейтрона, которые связаны друг с другом таким образом, что это противоречит законам физики.

Франсиско Мигель Маркес и его коллеги из акселератора Ganil в Кане снова готовятся сделать это. Если им это удастся, эти кластеры могут заставить нас переосмыслить силы, удерживающие атомные ядра вместе.

Команда выстрелила ядрами бериллия в небольшую углеродную мишень и проанализировала обломки, которые попали в окружающие детекторы частиц. Они ожидали увидеть свидетельства попадания четырех отдельных нейтронов в их детекторы. Вместо этого команда Ганила обнаружила только одну вспышку света в одном детекторе. Энергия этой вспышки предполагала, что к детектору одновременно прибывали четыре нейтрона. Конечно, их открытие могло быть случайностью: четыре нейтрона могли просто попасть в одно и то же место в одно и то же время по совпадению. Но это смехотворно маловероятно.

Не так невероятно, как тетранейтроны, могут сказать некоторые, потому что в стандартной модели физики элементарных частиц тетранейтроны просто не могут существовать. Согласно принципу запрета Паули, даже два протона или нейтрона в одной и той же системе не могут иметь одинаковых квантовых свойств. На самом деле сильное ядерное взаимодействие, которое удерживает их вместе, настроено таким образом, что оно не может удержать вместе даже два одиноких нейтрона, не говоря уже о четырех. Маркес и его команда были настолько ошеломлены полученным результатом, что спрятали данные в исследовательской статье, якобы посвященной возможности открытия тетранейтронов в будущем (9). 0363 Physical Review C , том 65, стр. 44006).

• Пройдите наш курс квантовой физики под руководством экспертов и откройте для себя принципы, лежащие в основе современной физики

И есть еще более веские основания сомневаться в существовании тетранейтронов. Если изменить законы физики так, чтобы четыре нейтрона могли соединиться вместе, возникает всевозможный хаос ( Journal of Physics G , том 29, L9). Это означало бы, что смесь элементов, образовавшихся после Большого взрыва, не соответствовала тому, что мы наблюдаем сейчас, и, что еще хуже, образовавшиеся элементы быстро стали бы слишком тяжелыми, чтобы космос мог с ними справиться. «Возможно, Вселенная схлопнулась бы до того, как у нее появилась возможность расшириться», — говорит Наталья Тимофеюк, теоретик из Суррейского университета в Гилфорде, Великобритания.

Однако в этом рассуждении есть пара пробелов. Установившаяся теория действительно допускает существование тетранейтрона, но только как смехотворно короткоживущую частицу. «Это могло быть причиной того, что четыре нейтрона одновременно попали в детекторы Ganil», — говорит Тимофеюк. Есть и другие доказательства, подтверждающие идею материи, состоящей из множества нейтронов: нейтронные звезды. Эти тела, которые содержат огромное количество связанных нейтронов, позволяют предположить, что когда нейтроны собираются в массе, в игру вступают еще необъяснимые силы.

8 Аномалия Пионер

ЭТО история о двух космических кораблях. Pioneer 10 был запущен в 1972 году; Пионер 11 год спустя. К настоящему времени оба корабля должны дрейфовать в глубоком космосе, и никто не смотрит. Однако их траектории оказались слишком захватывающими, чтобы их игнорировать.

Это потому, что что-то тянуло или толкало их, заставляя их ускоряться. Результирующее ускорение крошечное, меньше нанометра в секунду за секунду. Это эквивалентно всего одной десятимиллиардной гравитации на поверхности Земли, но этого достаточно, чтобы Pioneer 10 сместился примерно на 400 000 километров от курса. НАСА потеряло связь с Pioneer 11 в 1995, но до этого момента он испытывал точно такое же отклонение, как и его родственный зонд. Так что же вызывает это?

Никто не знает. Некоторые возможные объяснения уже исключены, включая программные ошибки, солнечный ветер или утечку топлива. Если причиной является какой-то гравитационный эффект, то мы ничего о нем не знаем. На самом деле физики настолько в замешательстве, что некоторые пытаются связать эту тайну с другими необъяснимыми явлениями.

Брюс Бассет из Университета Портсмута, Великобритания, предположил, что загадка Пионера может иметь какое-то отношение к вариациям альфа, постоянной тонкой структуры. Другие говорили о том, что она возникает из темной материи, но, поскольку мы не знаем, что такое темная материя, это тоже мало помогает. «Все это безумно интригующе», — говорит Майкл Мартин Ньето из Лос-Аламосской национальной лаборатории. «У нас есть только предложения, ни одно из которых не было продемонстрировано».

Ньето запросил новый анализ ранних данных о траектории корабля, который, по его словам, может дать новые подсказки. Но чтобы добраться до сути проблемы, ученым действительно нужна миссия, разработанная специально для проверки необычных гравитационных эффектов во внешних пределах Солнечной системы. Такой зонд будет стоить от 300 до 500 миллионов долларов, и его можно будет использовать в будущей миссии к внешним пределам Солнечной системы (www.arxiv.org/gr-qc/0411077).

«В конце концов объяснение будет найдено», — говорит Ньето. «Конечно, я надеюсь, что это связано с новой физикой — как бы это было потрясающе. Но как только физик начинает работать на основе надежды, он катится к падению». Это может показаться разочаровывающим, но Ньето считает, что объяснение аномалии «Пионера» в конечном итоге будет найдено в каком-то обыденном эффекте, таком как незамеченный источник тепла на борту корабля.

Обновление: см. Компьютерные сыщики пытаются взломать аномалию Pioneer.

9 Темная энергия

ЭТО — одна из самых известных и самых неловких задач в физике. В 1998 году астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется со все большей скоростью. Это следствие, которое все еще ищет причину — до этого все думали, что расширение Вселенной замедлилось после Большого взрыва. «Теоретики все еще барахтаются в поисках разумного объяснения», — говорит космолог Кэтрин Фриз из Мичиганского университета в Анн-Арборе. «Мы все надеемся, что предстоящие наблюдения сверхновых, скоплений галактик и так далее дадут нам больше подсказок».

Одно из предположений состоит в том, что за это ответственно какое-то свойство пустого пространства — космологи называют его темной энергией. Но все попытки зафиксировать его терпели крах. Также возможно, что общую теорию относительности Эйнштейна, возможно, придется скорректировать применительно к самым большим масштабам Вселенной. «Поле все еще широко открыто», — говорит Фриз.

Обновление: см. «Сверхпроводники вдохновляют на квантовые испытания темной энергии» и «Темная энергия: в поисках сердца тьмы».

10 Утес Койпера

ЕСЛИ ВЫ отправитесь на дальний край Солнечной системы, в холодные пустоши за пределами Плутона, вы увидите нечто странное. Внезапно, после прохождения пояса Койпера, области космоса, изобилующей ледяными скалами, ничего нет.

Астрономы называют эту границу утесом Койпера, потому что плотность космических пород резко падает. Что вызвало это? Единственный ответ, кажется, 10-я планета. Мы не говорим о Кваваре или Седне: это массивный объект размером с Землю или Марс, который очистил территорию от мусора.

Доказательства существования «Планеты X» убедительны, говорит Алан Стерн, астроном из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. Но хотя расчеты показывают, что именно такое тело могло быть причиной утеса Койпера ( Икар , том 160, стр. 32), эту легендарную 10-ю планету никто никогда не видел.

Для этого есть веская причина. Пояс Койпера находится слишком далеко, чтобы мы могли получить приличное представление. Нам нужно выйти туда и посмотреть, прежде чем мы сможем что-то сказать о регионе. И это будет невозможно в ближайшее десятилетие, по крайней мере. Зонд НАСА «Новые горизонты», который отправится к Плутону и поясу Койпера, должен быть запущен в январе 2006 года. скала, наблюдай за этим пространством.

11 Вау-сигнал

ЭТО БЫЛО 37 секунд и пришло из космоса. 15 августа 1977 года астроном Джерри Эхман, в то время работавший в Университете штата Огайо в Колумбусе, нацарапал «Вау!» на распечатке радиотелескопа Big Ear, штат Огайо, штат Делавэр. И 28 лет спустя никто не знает, что создало сигнал. «Я все еще жду окончательного объяснения, которое имело бы смысл», — говорит Эхман.

Идущий со стороны Стрельца импульс излучения ограничивался узким диапазоном радиочастот около 1420 мегагерц. Эта частота находится в той части радиоспектра, в которой все передачи запрещены международным соглашением. Естественные источники излучения, такие как тепловое излучение планет, обычно охватывают гораздо более широкий диапазон частот. Так что же вызвало это?

Ближайшая звезда в этом направлении находится на расстоянии 220 световых лет. Если бы это произошло оттуда, это должно было быть довольно мощное астрономическое событие или развитая инопланетная цивилизация, использующая удивительно большой и мощный передатчик.

Тот факт, что сотни сканирований одного и того же участка неба не обнаружили ничего похожего на сигнал «Вау», не означает, что это не инопланетяне. Если принять во внимание тот факт, что телескоп «Большое ухо» покрывает только одну миллионную часть неба в любой момент времени, а инопланетный передатчик, вероятно, также будет излучать ту же часть неба, шансы снова обнаружить сигнал невелики, если не сказать больше. в мере.

Другие думают, что должно быть мирское объяснение. Дэн Вертхаймер, главный научный сотрудник проекта SETI@home, говорит, что сигнал Wow почти наверняка был загрязнен: радиочастотные помехи от передач с Земли. «Мы видели много подобных сигналов, и такие сигналы всегда оказывались помехами», — говорит он. Дискуссия продолжается.

Обновление: см. 10 наиболее противоречивых доказательств существования внеземной жизни .

«Это было либо мощное астрономическое событие, либо передовая инопланетная цивилизация излучала сигнал»

12 Не очень постоянные константы

В 1997 году астроном Джон Уэбб и его команда из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее проанализировали свет, достигающий Земли от далеких квазаров. В своем 12-миллиардном путешествии свет прошел через межзвездные облака металлов, таких как железо, никель и хром, и исследователи обнаружили, что эти атомы поглотили часть фотонов света квазара, но не те, которые они ожидали.

Если наблюдения верны, единственное расплывчато разумное объяснение состоит в том, что константа физики, называемая постоянной тонкой структуры, или альфа, имела другое значение в то время, когда свет проходил через облака.

Но это ересь. Альфа — чрезвычайно важная константа, определяющая, как свет взаимодействует с материей, и она не должна изменяться. Его значение зависит, среди прочего, от заряда электрона, скорости света и постоянной Планка. Мог ли один из них действительно измениться?

Никто из физиков не хотел верить измерениям. Уэбб и его команда годами пытались найти ошибку в своих результатах. Но пока они потерпели неудачу.

Результаты Уэбба — не единственные результаты, указывающие на то, что в нашем понимании альфы чего-то не хватает. Недавний анализ единственного известного природного ядерного реактора, который работал почти 2 миллиарда лет назад на территории нынешнего Окло в Габоне, также предполагает, что что-то изменилось во взаимодействии света с материей.

Соотношение некоторых радиоактивных изотопов, образующихся в таком реакторе, зависит от альфа, и поэтому изучение продуктов деления, оставшихся в земле в Окло, позволяет определить значение константы во время их образования. Используя этот метод, Стив Ламоро и его коллеги из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико предположили, что с момента запуска Oklo альфа могла снизиться более чем на 4% ( Physical Review D , том 69, стр. 121701).

Есть противники, которые до сих пор оспаривают любые изменения в альфе. Патрик Петижан, астроном из Института астрофизики в Париже, возглавил группу, которая проанализировала свет квазара, полученный Очень большим телескопом (VLT) в Чили, и не нашла доказательств того, что альфа-канал изменился. Но Уэбб, который сейчас изучает измерения VLT, говорит, что они требуют более сложного анализа, чем команда Петижана. Группа Уэбба сейчас работает над этим и, возможно, сможет объявить, что аномалия устранена — или нет — позже в этом году.

«Сложно сказать, сколько времени это займет, — говорит член команды Майкл Мерфи из Кембриджского университета. «Чем больше мы смотрим на эти новые данные, тем больше трудностей мы видим». Но каким бы ни был ответ, работа все равно будет ценной. Анализ того, как свет проходит через далекие молекулярные облака, позволит узнать больше о том, как элементы были произведены в начале истории Вселенной.

Обновление: нет такой вещи, как постоянная константа?

13 Холодный синтез

Спустя 16 лет он вернулся. На самом деле, холодный синтез никогда не исчезал. В течение 10 лет, начиная с 1989 года, лаборатории военно-морского флота США провели более 200 экспериментов, чтобы выяснить, могут ли ядерные реакции, генерирующие больше энергии, чем потреблять, — предположительно возможны только внутри звезд — происходить при комнатной температуре. С тех пор многие исследователи объявили себя верующими.

С управляемым холодным синтезом многие мировые энергетические проблемы растают: неудивительно, что Министерство энергетики США заинтересовано. В декабре, после длительного обзора доказательств, он заявил, что открыт для получения предложений о новых экспериментах по холодному синтезу.

Это крутой поворот. В первом отчете Министерства энергетики по этому вопросу, опубликованном 15 лет назад, был сделан вывод о том, что первоначальные результаты холодного синтеза, полученные Мартином Флейшманом и Стэнли Понсом из Университета Юты и обнародованные на пресс-конференции в 1989 году, невозможно воспроизвести, и поэтому, вероятно, ЛОЖЬ.

Основное утверждение холодного синтеза заключается в том, что погружение палладиевых электродов в тяжелую воду, в которой кислород соединяется с изотопом водорода дейтерием, может высвободить большое количество энергии. Подача напряжения на электроды предположительно позволяет ядрам дейтерия двигаться в молекулярную решетку палладия, позволяя им преодолевать естественное отталкивание и сливаться вместе, высвобождая взрыв энергии. Загвоздка в том, что синтез при комнатной температуре считается невозможным по всем принятым научным теориям.

«Холодный синтез решит мировые энергетические проблемы. Неудивительно, что министерство энергетики интересуется»

Это не имеет значения, по словам Дэвида Нагеля, инженера из Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия. Он отмечает, что на объяснение сверхпроводников ушло 40 лет, поэтому нет причин отказываться от холодного синтеза. «Экспериментальный корпус пуленепробиваемый», — говорит он. «Вы не можете заставить это уйти».

Подробнее: Еще 13 бессмысленных вещей

Темы:

• астробиология/
• космология/
• ядерные технологии

104 Замечательные научные факты, которые изменят вашу жизнь

Наука может найти множество применений донорских тел.

Когда вы жертвуете свое тело науке, его можно использовать в качестве манекена для краш-тестов, трупа для медицинского обучения, образца для судебно-медицинских исследований или донора для трансплантации органов.

Мария Кюри — единственный человек, получивший Нобелевскую премию по двум разным наукам.

Мария Кюри — единственный ученый в истории, удостоенный Нобелевской премии в двух разных категориях: она получила свою первую Нобелевскую премию по физике в 1903 году за работу по исследованию радиации и Нобелевскую премию по химии в 2011 году за свое открытие и работу. по радию и полонию.

Банановая кожура почти не имеет трения.

Банановая кожура сразила многих героев мультфильмов, игроков в Mario Kart и обычных людей. Однако, что делает его таким скользким в первую очередь? Чтобы ответить на этот вопрос, четверо японских ученых измерили величину трения между обувью, банановой кожурой и полом. Выяснилось, что коэффициент трения был практически нулевым 0,07 — ходьба с банановой кожурой была в 6 раз более скользкой, чем обычное трение обуви о пол.

Читайте также: Эти 50 фактов о снах помогут лучше спать

Больше половины вашего тела составляют бактерии.

Клетки человека составляют всего 43% от общего количества клеток в организме. Остальное — бактерии, вирусы и грибки — наибольшее количество этих микробов находится в нашем кишечнике.

Изображение из Adobe Stock

Человеческий глаз имеет разрешение 576 мегапикселей.

Когда наши глаза посылают визуальные сигналы в мозг, его возможностей достаточно для обработки изображений в 576 мегапикселей. Однако мы видим только с разрешением около 150 dpi, поскольку этого более чем достаточно для того, чтобы мы могли видеть объекты.

Лайка была первым животным в космосе.

Через два месяца после запуска «Спутника-1» Советский Союз запустил свой второй космический корабль «Спутник-2» с первым пассажиром: маленькой собачкой по кличке Лайка. В этом путешествии Лайка стала первым животным на орбите Земли, но умерла через 7 часов на орбите.

Простое число — это особое число, которое делится только на 1 и само на себя. 2 — это простое число, которое делится на 1 и 2. Остальные четные числа не могут быть простыми числами, так как всегда делятся на 2. Не верите? Попробуй сам!

Полевой шпат — самый распространенный минерал на Земле.

Полевой шпат — это группа тектосиликатных минералов, образующих горные породы и составляющих 41% земной коры.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.

Принцип быстрого замерзания горячих жидкостей по сравнению с холодными называется эффектом Мпембы . Это явление было обнаружено танзанийским студентом, когда он понял, что горячая смесь для мороженого замерзает быстрее, чем холодная, в начале 1960-х годов. Хотя это и предпринималось, никто не смог объяснить, почему горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.

Читайте также: 20 интересных фактов о простых числах, которые вас удивят

Клеткам мозга требуется 6 минут, чтобы отреагировать на алкоголь.

Исследование, проведенное в 2009 году, доказало, что употребление алкоголя может изменить клетки мозга всего за 6 минут. В ходе эксперимента они обнаружили, что употребление алкоголя снижает уровень креатина и холина в мозге. Это может объяснить долговременное повреждение головного мозга, наблюдаемое у алкоголиков.

О большинстве динозавров известно всего по одному зубу или кости.

Учитывая, что динозавры жили 65 миллионов лет назад, полные окаменелости крайне редки. Вместо этого археологи изучают такие следы, как выпавшие зубы, кости, следы или навоз, чтобы идентифицировать динозавров, о которых мы сейчас читаем в книгах.

Изображение из Adobe Stock

Атомные электростанции — более безопасная рабочая среда по сравнению с офисами.

Пока что за всю 50-летнюю историю атомной энергетики США не было зафиксировано ни одного случая несчастных случаев среди рабочих.

Гелий меняет наш голос из-за своей плотности.

Гелий намного менее плотный, чем кислород. Обычно мы дышим азотом и кислородом. Поскольку гелий менее плотный, чем кислород, звук нашего голоса проходит через голосовые связки быстрее. Следовательно, гелий делает наш голос странным, потому что звук распространяется более чем в два раза быстрее, чем обычно.

Зубная эмаль прочнее костей.

Покрытие наших зубов — самое твердое вещество в организме человека.

Отец электричества провел свое детство в бедности.

Майклу Фарадею пришлось работать в возрасте 13 лет, чтобы прокормить себя, так как его отец был болен и не мог этого делать. Тем не менее, он продолжал вносить свой вклад в то, что мы знаем об электричестве сегодня.

Читайте также: 48 интересных фактов о числах, которые имеют значение

Люди не переставали развиваться.

Если вы посмотрите на эволюцию жизни, вы подумаете, что мы прошли долгий путь от человекоподобного человека прямоходящего. Однако это еще не наша окончательная форма. Исследователи, отслеживающие восемь миллионов мутаций, обнаружили, что дефектные гены, например те, которые влияют на болезни, медленно отфильтровываются из нашей ДНК.

Изображение из Adobe Stock

Ученые взвешивают планеты за счет их гравитационного притяжения.

Вы можете задаться вопросом, откуда у нас все эти измерения для планет, когда кажется невозможным измерить объекты в космосе, не говоря уже о таких массивных объектах, как планеты. Однако все изменилось после эксперимента лорда Генри Кавендиша в 1797 году. Благодаря его открытиям ученые теперь рассчитывают вес планеты по времени, которое требуется объектам для обращения вокруг планеты, и расстоянию от этих объектов до планеты.

Кавендиш поставил эксперимент с двумя 150-килограммовыми свинцовыми шарами (планетами) и двумя меньшими сферами (лунами). Он измерил гравитационное притяжение между этими элементами. В ходе своего эксперимента Кавендиш обнаружил недостающую часть ньютоновской гравитационной головоломки, а именно величину G — величину, которая связывает гравитационную силу между двумя телами с их массами и расстоянием. С новым значением G Кавендиш был также первым человеком, который попытался взвесить планету. Он использовал уравнение Ньютона со значением G, чтобы вычислить, что масса Земли составляет шесть миллиардов триллионов тонн.

Раньше люди считали Землю центром Вселенной.

Долгое время люди верили в геоцентризм, который описывал Землю как центр Вселенной. Только до 1543 года Николай Коперник предложил концепцию гелиоцентризма, или солнце является центром солнечной системы или вселенной. Несколько лет спустя Галилей подтвердил эту теорию.

50% музейных предметов имеют неправильную маркировку.

По мнению экспертов из Оксфордского университета и Королевского ботанического сада, около половины всех образцов естественной истории, хранящихся в крупнейших учреждениях мира, имеют неправильную маркировку. Это вызывает тревогу, поскольку весь смысл музеев заключается в сохранении точных сведений о прошлом. Ошибки в маркировке образцов потенциально могут стереть записи о видах или людях. Кроме того, пересмотр музейной этикетки будет стоить около 750 долларов США. Учитывая количество неправильно маркированных образцов, во сколько это в конечном итоге будет стоить?

Лед в ресторанах быстрого питания часто грязнее туалетной воды.

Подумайте дважды, прежде чем жевать этот лед. Исследование, проведенное в 2016 году в Великобритании, показало, что во льду крупных сетей быстрого питания обнаружены фекальные бактерии. Starbucks также был в списке. Это было (надеюсь) не из-за взлома, а из-за отсутствия обслуживания их льдогенераторов.

Пловцы потеют под водой.

Потоотделение — это биологическая функция организма по охлаждению. Во время интенсивных тренировок тело будет потеть даже в воде. Однако даже самим пловцам это почти не заметно, так как вода смывает пот.

Читайте также: 50 фактов НАСА о ведущем космическом институте мира

С научной точки зрения можно умереть, выпив слишком много воды.

Чтобы наше тело функционировало правильно, важно избегать обезвоживания. Однако слишком много воды также может быть фатальным. Когда обезвоженный человек выпивает слишком много воды без сопутствующих электролитов, он может умереть от водной интоксикации и гипонатриемии. На самом деле принудительный прием воды — это даже известный метод пыток.

Изображение из Adobe Stock

Чистый водород может вас убить.

Чистый газообразный водород действует как химическое удушающее средство. Если вы войдете в комнату без кислорода, вы не сможете дышать, верно? Это один из очевидных научных фактов.

Один из величайших палеонтологов не ходил в школу.

Мэри Эннинг внесла большой вклад в палеонтологию, обнаружив множество основных морских окаменелостей на протяжении всей своей жизни. Однако Эннинг получила не самое лучшее воспитание. Она родилась в семье из 10 братьев и сестер, но только 2 из них достигли совершеннолетия, в том числе и она. Она не посещала официальное образование, но тем не менее стала одной из великих личностей в науке. Как насчет крутых научных фактов?

В океане содержится 20 миллионов фунтов золота.

Золото в океанских водах настолько разбавлено, что это все равно, что искать крупинки сахара в галлоне неперемешиваемого кофе. Золотые руды также можно найти в глубинах морского дна, но эти залежи состоят из слоя за слоем породы. В настоящее время нет эффективного способа извлечения этих месторождений золота из океана.

Пятиклассница случайно создала новую молекулу в 2012 году.

Во время занятия в классе 10-летняя Клара Лазен представила учителю построенную случайным образом диаграмму молекулы. Вместо того, чтобы отклонить его, г-н Кеннет Бур сделал фотографию и отправил ее химику для анализа. Оказывается, это была новая взрывоопасная молекула под названием 9.0055 Тетранитратоксиуглерод .

Самки иногда могут отторгать сперму.

Для различных видов, таких как куры, некоторые животные практикуют сброс спермы, чтобы отвергнуть сперму партнеров, которые им не нравятся.

Читайте также: 40 фактов о Нобелевской премии, которые вы должны знать о

Быстрая скорость таяния льда в Антарктиде настолько велика, что вызвала небольшой сдвиг гравитации в этом регионе. Кто скажет, насколько еще это изменится?

Изображение из Adobe Stock

Мы живем во времена, когда в атмосфере содержится больше всего углекислого газа.

Сегодня в атмосфере зарегистрировано больше углекислого газа, чем когда-либо за последние 800 000 лет.

Вы можете использовать свои пальцы, чтобы получить таблицу умножения 9.

Нужна помощь в запоминании таблицы умножения 9? Протяните руки, и ответ, который вам нужен, уже есть! Начиная с левого мизинца, опустите его, и вы получите 9 (1 x 9). Затем опустите только безымянный палец левой руки, и вы получите 18 (2 x 9). После этого опустите только средний палец левой руки, и вы получите 27 (3 х 9) и так далее… Насколько крут этот трюк с числами?

Тунец имеет самое высокое содержание белка среди рыб.

Синий и желтоперый тунец особенно богаты белком. Голубой тунец предлагает 29,91 грамма белка на 100 граммов вяленой рыбы, а желтоперый — 29,15 грамма. Еще несколько претендентов: анчоусы (29 г), лосось (27 г), палтус (27 г) и тилапия (26 г).

Вольфрам — самый твердый металл.

Металлы различаются по структуре и свойствам. Например, алюминий легкий и пластичный, а ртуть имеет жидкую форму. Однако вольфрам — самый твердый металл, известный человеку. Он используется в тяжелых отраслях промышленности, таких как космические путешествия и баллистика.

Взрывчатка финансировала Нобелевскую премию.

Альфред Нобель родился в крайней нищете. Однако его работа с наукой привела его к производству динамита и других взрывчатых веществ. Он учредил Нобелевскую премию мира в 189 г.5. Вот еще один научный факт, которого вы никак не ожидали.

Читайте также: 50 удивительных фактов о неандертальцах об этих вымерших людях

Самое сильное цунами достигло высоты более 1000 футов.

Крупнейшее из когда-либо зарегистрированных цунами произошло в заливе Литуйя на Аляске в 1958 году. Огромная волна достигала ошеломляющей высоты 1720 футов. Определенно один из научных фактов, показывающих, насколько ужасна природа.

Изображение из Adobe Stock

Смертность самого сильного вируса составила 80%.

Вспышка марбургского вируса поражала Демократическую Республику Конго в течение 2 лет. Вирус Марбург с выживаемостью 20-80 является самым сильным из известных вирусов на сегодняшний день.

Помидоры имеют больше генов, чем люди.

Помидор содержит 31 760 генов — это на 7 000 генов больше, чем у человека.

У друзей больше ДНК, чем у незнакомцев.

Согласно социальной гомофилии, люди формируют связи на основе общих характеристик, восходящих к генетике. Исследование, проведенное в 2018 году, проверило эту теорию и обнаружило, что ДНК между друзьями генетически более похожа, чем у случайных пар незнакомцев. Интересно, что они были лишь на две трети генетически схожими, чем средняя супружеская пара.

В среднем у человека 5 литров крови.

Как только человек потеряет 40% своей крови, он умрет без немедленного переливания.

С научной точки зрения возможно развести огонь с помощью метеоризма.

Знаете ли вы, что своим газом можно разжечь огонь? Метеоризм человека легко воспламеняется, так как содержит метан и сероводород. Однако для воспламенения потребуется очень определенное количество газов. Удачно зажженный пердящий огонь будет синего цвета.

Читайте также: 40 экологических фактов, которые вам будет интересно узнать

Ученый, занимающийся современной баллистикой, пережил пять смертельных ударов мечом.

Прежде чем разработать теорию современной баллистики, Никколо Тарталья получил тяжелые ранения в результате нападения в своем родном городе. Он получил сильные удары по лицу и шее. Поскольку они не могли себе этого позволить, его матери пришлось вылечивать его самостоятельно.

87% ученых считают, что изменение климата в основном вызвано деятельностью человека.

Однако только 50% населения считает, что изменение климата вызвано деятельностью человека.

Изображение из Adobe Stock

Бензин может содержать от 150 до 1000 различных химических соединений.

Кто знал, что нам приходится использовать столько соединений каждый раз, когда мы едем за рулем?

Кислород не бесцветен.

В газовой форме он может быть бесцветным, но твердый и жидкий кислород имеет бледно-голубой цвет.

От научного термина «замораживание мозга» тоже может болеть голова.

Заморозка мозга научно известна как « Клиновидно-небная ганглионевралгия . Какой глоток.

Самое полное запоминание числа Пи длилось 70 000 знаков после запятой.

Раджвир Мина из Индии является мировым рекордсменом по чтению наибольшего количества цифр числа Пи с точностью до 70 000 знаков после запятой. Мина установила рекорд 21 марта 2015 года.

Читайте также: 50 любопытных фактов о молнии, которые вас заинтересуют

Самый большой робот в мире весит 11 тонн.

Tradinno — самый большой функциональный робот в мире. При длине 15 метров робот-дракон весит 11 тонн. Традинно снялся в немецкой пьесе «Драхенштих».

Если вы подверглись воздействию радиации, вам нужно раздеться.

Один из самых странных, но важных фактов об атомной энергетике: если вы подвергаетесь воздействию ядерных веществ, лучше всего снять всю одежду. Это удалит 90% радиоактивного вещества, которому вы подверглись.

Ученые нашли 8-й континент.

Зеландия, также известная как континент Новая Зеландия или Тасмантида, является почти полностью затопленным континентом. Он затонул после отделения от Австралии 60–85 миллионов лет назад. Также предполагается, что он отделился от Антарктиды между 85 и 130 миллионами лет назад.

Человеческое тело состоит из 206 костей.

Удивительно, но дети рождаются с 300! Кости младенцев только срастаются и твердеют по мере взросления.

Изображение из Adobe Stock

Алмазы — самое твердое природное вещество.

Алмазы не являются самым твердым веществом всех времен, но это самое прочное вещество, встречающееся в природе на Земле.

Вы можете заряжать телефоны мочой.

Используя минералы в моче человека, примерно 2,5 стакана мочи достаточно для зарядки мобильного телефона в течение трех часов. (Но мы рекомендуем оставить этот метод на крайний случай.)

Читайте также: 50 фактов об известных ученых, которые изменили мир

Единственная буква, которая не фигурирует в таблице Менделеева, — J.

Из 118 химических элементов только эта буква кажется неучтенной.

Кубик льда занимает примерно на 9% больше объема, чем вода, используемая для его изготовления.

Это объясняет, почему жидкости расширяются в емкостях при замораживании.

Галилео Галилей создал научный метод.

Галилео Галилей стал пионером науки, разработав первый экспериментальный научный метод и функциональный телескоп. 924 кг.

Окружность Земли составляет 40 075 километров, а диаметр 12 756 километров. В целом масса Земли составляет 5 970 000 000 000 000 000 000 000 кг.

Вулкан Килауэа — самый активный вулкан.

Вулканология — это научное изучение вулканов. В настоящее время вулкан Килауэа на Гавайях является самым активным вулканом. С 1983 года он извергался более 60 раз.

Изображение из Adobe Stock

Читайте также: 40 фактов о ГМО, о которых вы действительно должны знать

Ученые впервые успешно изменили человеческий ген в 2017 году.

27 июля 2017 года портлендские исследователи успешно использовали CRISPR, метод редактирования генов, для удаления гена из человеческого эмбриона. Используя CRISPR, исследователи удалили из эмбриона ген, связанный с сердечными осложнениями.

Ученые создали синтетическую матку для ягненка.

26 апреля 2017 года врачи Детской больницы Филадельфии создали «биокомплекс» для матки, способный поддерживать недоношенных ягнят. После 105 дней развития (что эквивалентно 22 дням для человека) ягнят извлекали из матерей и запечатывали в пакеты. Удивительно, но они развивались в синтетических матках и даже выживали долгое время.

Томас Эдисон убил слона током, чтобы доказать свою правоту.

Чтобы доказать, что его постоянный ток безопаснее переменного тока Николы Теслы, Томас Эдисон провел публичный эксперимент на слоне. В 1903 году Эдисон заснял слона, которого поджарил переменный ток на Кони-Айленде. Зоопарк Луна-парка предложил азиатскую слониху Топси для эксперимента, поскольку за эти годы она убила 3 ​​дрессировщиков. Топси не будет единственной жертвой Эдисона, поскольку он записал и других животных, которых били током.

Иоганн Конрад Диппель создал масло Диппеля и заявил, что это эликсир.

Иоганн Конрад Диппель был ученым в конце 1600-х годов, который создал масло Диппеля: похлебку из костей и шкур животных. Он утверждал, что его смесь может продлить жизнь тем, кто ее пьет. Определенно один из научных фактов, которые трудно переварить.

Исаак Ньютон считает, что конец света наступит после 2060 года.

Основываясь на библейском отрывке, Ньютон полагал, что апокалипсис наступит через некоторое время после 2060 года.

Левкипп был первым ученым, предложившим атомы.

Левкипп и его ученик Демокрит впервые написали в V веке до нашей эры, что вся материя состоит из маленьких неделимых атомов. Как вам классные научные факты?

Изображение из Adobe Stock

Читайте также: 70 интригующих фактов о сне, которые сведут вас с ума

Плотность льда на 10% ниже плотности воды.

Это объясняет, почему лед плавает на воде.

Желудочная кислота может растворять лезвия бритвы.

Уровень PH в желудке настолько высок, что он может растворять металл. Однако пластик вышел невредимым. Определенно один из самых страшных научных фактов.

Многие ученые считали, что мир плоский до 17 века.

Теория плоской Земли сейчас может показаться вам смешной, но какое-то время даже самые известные ученые верили в эту теорию. Среди этих ученых были Фалес, Левкипп, Демокрит, Анаксимен и Ксенофан, все они внесли свой вклад в крупные научные открытия нашего времени.

Афанасий Кирхер был ученым, который верил в мифологических зверей.

Известный многим как Мастер Сотни Искусств, Афанасий Кирхер изучал все, от науки и медицины до религии. Однако он твердо верил в русалок, великанов и драконов. Определенно один из самых безумных научных фактов.

Управление по делам иностранцев конфисковало изобретения Николы Теслы после его смерти.

С Первой мировой войны до Второй мировой войны правительство США делегировало Управление по хранению имущества иностранцев. Когда Никола Тесла умер в 1943, Управление по делам иностранцев конфисковало его имущество и невыпущенные изобретения.

Стивен Хокинг никогда не был лауреатом Нобелевской премии.

Несмотря на обширную работу физика-теоретика и космолога, а также на книгу-бестселлер «Краткая история времени», Стивен Хокинг так и не получил Нобелевской премии.

Читайте также: 30 фактов о фотосинтезе Глоток свежего воздуха

Резиновая шина состоит всего из одной молекулы.

Шина представляет собой один полимер с большой молекулярной массой.

Изображение из Adobe Stock

Солнце не меняет цвет во время заката.

Мы видим это только потому, что длины волн солнца реагируют на различные вещества в атмосфере.

Звук создает тепло.

Звуковые волны выделяют тепло, когда они распространяются и поглощаются материалами.

В верхней части здания время идет быстрее, чем в нижней.

Согласно теории относительности Эйнштейна, чем дальше объект находится от поверхности Земли, тем быстрее течет время.

Гироскопический эффект удерживает велосипед в равновесии.

Принцип заключается в том, что вращающееся колесо имеет тенденцию оставаться выровненным в своем первоначальном направлении.

В Мертвом море нельзя утонуть.

Плотность Мертвого моря очень высока из-за содержания соли, поэтому вы не сможете утонуть.

Читайте также: 30 интригующих фактов о синтетической биологии, которые показывают, почему за ней будущее

Инерция удерживает вас от падения с американских горок.

Ваша масса сопротивляется ускорению интенсивных циклов и удерживает вас на месте.

Изображение из Adobe Stock

Звук виден.

Каждый раз, когда вы видите вибрацию, вы видите звук.

Все человечество может поместиться в кубике сахара.

Если бы мы удалили все промежутки между частицами в наших атомах, все человечество можно было бы сжать в один кубик сахара.

Сенсорные телефоны не обнаруживают определенные материалы из-за электрического заряда.

Обычный смартфон не распознает прикосновения к ногтям, резине или некоторым тканям, потому что им не хватает ионов, необходимых для взаимодействия.

Фалес был первым физиком.

Он считал, что мир состоит только из одного элемента: воды.

Шелк – самый прочный натуральный материал.

Пауки плетут паутину, производя шелк. Этот шелк в 5 раз прочнее стали.

Желатин не разрушится, если по нему постучать из-за поверхностного натяжения.

Внешний желатиновый слой служит эластичной мембраной, поэтому он только подпрыгивает и покачивается.

Не все бриллианты бесцветны.

Вопреки распространенному мнению, не все бриллианты бесцветны. Редкие бриллианты бывают разных оттенков красного, зеленого, оранжевого, желтого, коричневого, черного, розового и синего.

Томас Эдисон не изобретал лампочку.

Однако в 1879 году ему удалось создать полностью функциональную лампу. В более ранних версиях, сделанных Уорреном де Ла Рю и Джозефом Суоном, концепция лампочки была отключена, но их изобретения не подходили для практического использования.

Несмотря на все наши научные открытия, некоторые явления остаются необъяснимыми или просто странными. Любой, кто посмотрел несколько секунд документального фильма о природе, согласится, что наука странная штука. В большинстве случаев наука дает нам ответы. Но бывают и случаи, когда у нас возникает еще больше вопросов. Превратите свое любопытство в открытие с другими нашими научными фактами.

7 самых больших загадок Вселенной (и почему они не разгаданы)

В последнее десятилетие мы фотографировали черные дыры, заглядывали в сердце атомов и оглядывались на рождение Вселенной. И все же в нашем понимании Вселенной и законов, которые ею управляют, есть зияющие пробелы. Это загадки, которые будут беспокоить физиков и астрономов в течение следующего десятилетия и далее.

Почему есть что-то, а не ничего?

Вначале, согласно стандартной космологической картине, был «инфляционный вакуум». Он обладал сверхвысокой плотностью энергии и отталкивающей гравитацией, что заставляло его расширяться. Чем больше его было, тем больше отталкивание и тем быстрее оно расширялось.

Как и все «кванты», этот вакуум был непредсказуем. В случайных местах он распадался на обычный, будничный вакуум. Огромная энергия инфляционного вакуума должна была куда-то деваться.

И он пошел на создание материи и нагрев ее до невероятно высокой температуры – на создание больших взрывов. Наша Вселенная — всего лишь один из таких пузырей Большого взрыва в постоянно расширяющемся инфляционном вакууме.

Примечательно, что весь этот процесс мог начаться с куска инфляционного вакуума массой, эквивалентной мешку сахара. И, кстати, законы физики, особенно квантовой физики, позволяют такой материи возникать из ничего. Конечно, теперь возникает следующий очевидный вопрос: откуда взялись законы физики?

Иллюстрация материи © Сэм Чиверс

В 1918 году немецкий математик Эмми Нётер пролила свет на это. Она обнаружила, что великие законы сохранения являются простым следствием глубокой симметрии пространства и времени — вещей, которые остаются неизменными, если меняется наша точка зрения.

Больше похоже на это

Поразительное свойство таких симметрий состоит в том, что они также являются симметриями пустоты — совершенно пустой Вселенной. Так что, возможно, переход от ничего к чему-то не был таким уж большим делом. Возможно, это был просто переход от ничего к «структурированному» ничему нашей заполненной галактиками Вселенной.

Но почему произошло изменение? Американский физик Виктор Стенгер указывал на то, что при понижении температуры вода превращается в структурированную воду или лед, потому что лед более стабилен. Возможно ли, предположил он, что Вселенная превратилась из ничего в «структурированное ничто», потому что структурированное ничто более стабильно?

Почему в сердце каждой галактики есть чудовищная черная дыра?

В нашей Вселенной около двух триллионов галактик, и, насколько нам известно, почти в каждой из них есть центральная сверхмассивная черная дыра. Они варьируются в размерах от монстров, весящих почти в 50 миллиардов раз больше массы Солнца, до тиддлера массой 4,3 миллиона солнечных, известного как Стрелец А* в ядре нашего Млечного Пути (масса одного Солнца равна массе нашего Солнца). . Но как они туда попали — одна из величайших неразгаданных тайн космологии.

Мы знаем, что звездная черная дыра образуется при взрыве сверхновой, при котором взрывается ядро ​​звезды. Но никто не знает, как образуется сверхмассивная черная дыра.

На протяжении большей части космической истории центры галактик были там, где много материи заключено в маленьком объеме. Возможно, сверхмассивные черные дыры образуются в плотном звездном скоплении из звездных черных дыр, которые многократно сливаются друг с другом.

Предварительное свидетельство этого исходит из слияния двух черных дыр, обнаруженных при обнаружении гравитационных волн. Одна дыра была слишком большой, чтобы быть реликвией сверхновой, и, возможно, возникла в результате более раннего слияния.

© Sam Chivers

Альтернативный способ образования сверхмассивной черной дыры — прямое сжатие плотного облака газа. Возможно, они образовались в результате коллапса облаков и слияния черных дыр.

Также возможно, что сверхмассивные черные дыры образовались в результате Большого взрыва. Это дало бы новый ответ на космический вопрос о курице и яйце: что появилось раньше — галактики или сверхмассивные черные дыры? Вместо того, чтобы галактики формировались первыми, а затем порождали таких монстров, сверхмассивные черные дыры должны были сформироваться первыми и дать семена, вокруг которых сформировались галактики звезд.

Несмотря на свою массу, даже самые большие сверхмассивные черные дыры вряд ли больше Солнечной системы. И все же они проецируют свою мощь на миллионы световых лет с помощью противоположно направленных сверхбыстрых струй материи. Там, где такие струи быстры — во внутренних областях галактики — они выгоняют газ и гасят звездообразование; там, где они замедлились — во внешних регионах — они сжимают газ и запускают звездообразование.

На самом деле, мощные струи из самых больших дыр, по-видимому, контролируют массы формирующихся звезд с тенденцией к меньшим и более холодным звездам, таким как наше Солнце. Так что, кто знает, может быть, мы можем поблагодарить Стрельца А* за наше Солнце, без которого вы, вероятно, не читали бы эту страницу.

Узнайте больше о сверхмассивных черных дырах:

• Величайшие открытия Хаббла: сверхмассивные черные дыры
• Может ли существовать жизнь вокруг черной дыры?
• Изображение M87 изменит наше представление о черных дырах, но почему это фото было так сложно сделать?

Что такое темная материя?

© Сэм Чиверс

Темная материя не излучает света или дает слишком мало света, чтобы мы могли его обнаружить. Мы знаем, что он существует, потому что видим влияние его гравитации на видимые звезды и галактики. Например, за 13,82 миллиарда лет, прошедших после Большого взрыва, Млечный Путь не смог бы притянуть достаточно материи, чтобы образовались ее звезды, если бы не было большого количества невидимой материи, чья дополнительная гравитация ускорила процесс.

Спутник Планк Европейского космического агентства обнаружил, что на темную материю приходится 26,8% массы-энергии Вселенной по сравнению с 4,5% обычной «атомной» материи. Таким образом, она превышает видимые звезды и галактики примерно в шесть раз.

В течение долгого времени предпочтительными кандидатами на роль частиц темной материи были слабо взаимодействующие массивные частицы, или вимпы. Но хотя эти частицы отвечают всем требованиям, они не появились на Большом адронном коллайдере недалеко от Женевы в Швейцарии. Кандидатом, получившим поддержку, является сверхлегкий «аксион», гипотетическая субатомная частица. А рангом аутсайдером остаются исконные черные дыры, оставшиеся от Большого Взрыва.

Удивительно, но ни один земной эксперимент не обнаружил никаких признаков темной материи, несмотря на десятилетия поисков. Вполне возможно, что в модификации нуждается не наша теория материи, а наша теория гравитации. Или что темная материя — это не жидкость, состоящая из одной частицы, а сложная, как атомная материя, которую мы видим вокруг себя. Может быть, Вселенная наполнена темными звездами, темными планетами и темной жизнью!

Подробнее о темной материи:

• В отчаянных поисках темной материи: поиск 95 процентов Вселенной
• Величайшие открытия Хаббла: темная материя

Существует ли время?

Время — это то, что останавливает все происходящее одновременно», — сказал американский физик Джон Уилер. Но время — понятие скользкое. Большая часть того, что мы думаем, что знаем, является ложью.

Например, мы представляем себе течение времени. Однако, чтобы что-то текло, оно должно течь по отношению к чему-то другому, как река течет по берегу реки. Течет ли время по отношению к чему-то другому — второму типу времени? Идея кажется бессмысленной. Скорее всего, течение времени — это иллюзия, созданная нашим мозгом для систематизации информации, постоянно поступающей через наши органы чувств.

У нас также есть сильное чувство общего прошлого, настоящего и будущего. Однако идея общего настоящего нигде не фигурирует в нашем фундаментальном описании реальности: относительности. То, как именно нарезается чужое время, зависит от того, насколько быстро они движутся относительно вас или от силы гравитации, которую они испытывают.

© Sam Chivers

Эти эффекты заметны только при относительных скоростях, близких к скорости света, или при сверхсильной гравитации, поэтому в повседневном мире они не очевидны. Тем не менее они приводят к мысли, что интервал времени одного человека не такой, как у другого, и что интервал пространства одного человека не такой, как у другого.

На самом деле хуже. Пространство и время неразрывно связаны. В нашей Вселенной все события — от Большого взрыва до гибели Вселенной — разложены на уже существующей четырехмерной пространственно-временной карте. На самом деле ничто не «движется» во времени.

Как писал Эйнштейн после смерти своего друга Микеле Бессо: «Теперь он ушел из этого странного мира немного раньше меня. Это ничего не значит. Такие люди, как мы, верящие в физику, знают, что различие между прошлым, настоящим и будущим — лишь упорно живучая иллюзия».

Если представить, как расширение Вселенной движется в обратном направлении, как кино в обратном направлении, то в самые ранние моменты пространство и время разрываются на части. Поэтому физики подозревают, что в Большом взрыве время возникло из чего-то более фундаментального. Пока никто не знает, что это может быть.

Подробнее о времени:

• Кто-нибудь знает, сколько сейчас времени?
• Почему с возрастом время ускоряется?
• Время когда-нибудь закончится?

Что такое темная энергия?

Он невидим, заполняет все пространство и его отталкивающая гравитация ускоряет расширение Вселенной. «Темная энергия» была открыта астрофизиками в 1998 году. Они изучали сверхновые типа 1А — звездные взрывы, которые, как считается, высвобождают фиксированное количество энергии и горят со стандартной яркостью, как космическая лампочка мощностью 100 Вт.

Проблема заключалась в том, что самые далекие сверхновые были слабее, чем ожидалось. Космическое расширение ускорилось, отталкивая их дальше.

В то время считалось, что единственной силой, действующей в крупномасштабной Вселенной, была гравитация, которая действует как невидимая паутина между галактиками, тормозя космическое расширение.

© Sam Chivers

Открытие того, что расширение пространства ускоряется, ошеломило космологов, которые были вынуждены постулировать существование вещества, на долю которого приходится две трети массы-энергии Вселенной. Эта «темная энергия» преодолела гравитацию и получила контроль над Вселенной около пяти миллиардов лет назад.

Одна из возможностей состоит в том, что темная энергия является космологической константой, внутренним отталкиванием пространства. Такое отталкивание может возникать из-за квантовых флуктуаций энергии в вакууме.

Однако, когда квантовая теория, наша лучшая теория субмикроскопического мира, применяется к вакууму, теоретики предсказывают плотность энергии, равную 10, за которой следуют 120 нулей, больше, чем плотность темной энергии: самое большое несоответствие между предсказанием и наблюдения в истории науки.

Можно предположить, что это несоответствие исчезнет, ​​когда нам, наконец, удастся объединить квантовую теорию с теорией гравитации Эйнштейна. Между тем космические эксперименты могут помочь. В 2022 году Европейское космическое агентство запустит Euclid, который будет измерять, как темная энергия меняется в зависимости от космического времени, что, как мы надеемся, даст жизненно важный ключ к решению самой большой загадки в науке.

Подробнее о темной энергии:

• Темная энергия прячется в нашей Вселенной – вот как мы ее найдем
• Черные дыры и темная энергия: как Хаббл открыл самые темные секреты Вселенной

Почему мы не видим никаких признаков инопланетян?

В 1950 году Энрико Ферми, человек, построивший первый ядерный реактор, обедал в столовой лаборатории бомб Лос-Аламоса в Нью-Мексико, когда вдруг спросил: «Где все?» Все за столом точно знали, что он имел в виду.

Десятилетия спустя вопрос Ферми был независимо рассмотрен американскими физиками Майклом Хартом и Фрэнком Типлером. Харт считал, что инопланетяне распространяются по всему Млечному Пути, а Типлер считал, что это самовоспроизводящиеся машины, которые по прибытии в планетарную систему используют ресурсы для создания двух своих копий, которые продолжают свое путешествие.

Оба пришли к выводу, что даже при небольшой скорости движения каждая звезда в Галактике будет посещена за долю возраста Млечного Пути. Как понял Ферми, инопланетяне должны быть здесь, на Земле. Не похоже, чтобы они были. Это стало «парадоксом Ферми».

Были предложены сотни объяснений. Они включают в себя идеи о том, что мы — первый разум, возникший в Галактике, и поэтому совершенно одиноки, и что мы — детский мир, недоступный для развитых цивилизаций, что может неблагоприятно повлиять на наше развитие.

© Sam Chivers

Более приземленная возможность заключается в том, что парадокса нет, поскольку любые следы посещения в далеком прошлом будут стерты ветром, дождем и геологическими процессами. Однако недавно группа под руководством доктора Джонатана Кэрролла-Нелленбака из Рочестерского университета в Нью-Йорке предположила, что наше Солнце могло просто обойти волну внеземного расширения.

Остается вопрос, почему мы не видели никаких признаков инопланетян в нашей Галактике, несмотря на поиски с помощью телескопов более полувека. Однако команда Университета штата Пенсильвания под руководством доктора Джейсона Райта говорит, что никакой тайны нет: мы исследовали лишь небольшую часть Галактики, эквивалентную воде в
джакузи по сравнению с земными океанами.

Как проницательно заметил Дуглас Адамс в «Автостопом по галактике»: «Космос большой. Вы просто не поверите, насколько он огромен, огромен, ошеломляюще велик».

Подробнее о поисках инопланетной жизни:

• Должны ли мы сигнализировать о нашем существовании инопланетной жизни?
• Почему мы хотим верить в инопланетян
• Инопланетная жизнь в нашей Солнечной системе: 5 мест, где лучше всего искать

Почему природа утроила количество основных строительных блоков?

Скажем, Lego запустила версию своих кубиков, в которой каждый кирпич был в сотни раз больше стандартного кирпича. И скажем, потом запустили еще одну версию, в которой кирпичи были в тысячи раз больше. Вы были бы прощены, если бы подумали, что компания сошла с ума. Но это именно то, что природа сделала со своими фундаментальными строительными блоками — кварками и лептонами.

Нормальная материя состоит всего из двух видов кварков и двух видов лептонов. Но также существует второе «поколение» кварков и лептонов, в котором все частицы идентичны первому, за исключением того, что они в сотни раз тяжелее, и третье поколение, в котором они идентичны, но в тысячи раз тяжелее.

Для создания более тяжелых поколений требуется много энергии, поэтому сегодня их редко можно увидеть. Однако вполне вероятно, что они сыграли решающую роль в Большом взрыве. Но почему так сильно различаются массы частиц в каждом поколении? Доктор Стивен Вайнберг, американский физик и лауреат Нобелевской премии, сделал интересное предположение.

© Sam Chivers

Основные строительные блоки материи приобретают массу благодаря взаимодействию с полем Хиггса, невидимой жидкостью, заполняющей все пространство. Вы можете думать о них, взаимодействующих с частицей Хиггса, локализованным бугорком в этом энергетическом поле.

Вайнберг указывает, что частицы, наиболее сильно взаимодействующие с полем Хиггса, в конечном итоге имеют массы, близкие к массе частицы Хиггса, и это частицы не первого, а третьего поколения.

Может быть, размышляет Вайнберг, это единственные частицы, которые напрямую взаимодействуют с бозоном Хиггса. Возможно, второе поколение получит свою массу, взаимодействуя с неоткрытой частицей, которая напрямую взаимодействует с бозоном Хиггса. И, возможно, первое поколение получит свое, взаимодействуя со второй неоткрытой частицей, которая взаимодействует с первой.

Это похоже на игру на детской площадке, в которой сообщение передается по цепочке детей, а то, что передается, все дальше отдаляется от того, что было сказано изначально. Возможно, с каждым последующим поколением частицы все больше удаляются от «чувства» поля Хиггса, поэтому его массообразующий эффект постоянно ослабевает.

Вайнберг не знает, как такой механизм мог работать в деталях. Но другие физики считают, что он, возможно, подсказал, как решить загадку троичных строительных блоков природы.

• Эта статья впервые появилась в выпуске 359 журнала BBC Science Focus Magazine – узнайте, как подписаться здесь

9 величайших загадок Вселенной берега космического океана, Вселенная полна загадок. Так было всегда.

Много веков назад древние астрономы были озадачены природой комет и интересовались химическим составом звезд.

Эти старые загадки теперь решены, но по мере того, как более крупные телескопы и более чувствительные инструменты заглядывают вглубь космоса, на смену им приходят новые загадки.

Теперь мы обдумываем вопросы о черных дырах, о самой природе физических законов и о нашем месте во Вселенной.

Одна загадка раскрыта: сверхмассивная черная дыра была обнаружена и изображена в галактике M87 с помощью телескопа Event Horizon, о чем было объявлено миру в апреле 2019 года. Фото: EHT Collaboration

Когда вы прочитаете наш обзор 9 самых больших космических загадок (разгадки не гарантированы!), вы поймете, что одна вещь совершенно ясна: самая большая загадка из всех — это сама Вселенная.

Космологи отчаянно пытаются понять его рождение, состав и судьбу.

Пока их точно нет, хотя ответы вполне могут быть получены в ближайшие десятилетия.

А к тому времени, кто знает, какие новые тайны мы, возможно, научились загадывать.

А пока вот 9величайших загадок, касающихся космоса, космоса и почти всего во Вселенной.

1

Как формируются галактики?

Пара «перекрывающихся» галактик под названием NGC 3314. Предоставлено: НАСА, ЕКА, Наследие Хаббла (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration и У. Кил (Университет Алабамы)

Как формируются галактики? Простой ответ: через гравитацию. Первичная материя в новорожденной Вселенной была распределена неравномерно.

Области с меньшей плотностью притягивали больше материи и со временем становились больше; пустые места становились еще пустее.

Таким образом, несмотря на то, что Вселенная расширялась, материя собиралась в комки, которые в конечном итоге превратились в галактики, подобные нашему Млечному Пути.

Космологи изучают рождение галактик в расширяющейся Вселенной, запуская огромные компьютерные симуляции, такие как гигантский «Millennium Run», выполненный учеными Даремского университета.

Правильно: астрономы могут построить вселенную на компьютере.

Затем статистика полученного распределения галактик сравнивается с наблюдаемой крупномасштабной структурой Вселенной.

Хорошая новость заключается в том, что одна конкретная модель очень хорошо согласуется с реальностью: Вселенная, в которой большая часть материи состоит из темных частиц, почти не взаимодействующих с нормальными атомами.

Галактики Антенны. Эти две галактики начали взаимодействовать миллионы лет назад и со временем сольются в одну. Авторы и права: NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA) – ESA/Hubble Collaboration

Согласно этой модели, галактики и скопления галактик должны быть связаны между собой нитевидными структурами, и некоторые наблюдения подтверждают эту точку зрения.

Однако есть одна загвоздка.

Модели также предсказывают, что большие галактики окружены сотнями меньших, а те не наблюдаются.

Кроме того, неясно, как первые массивные галактики могли сформироваться так рано после Большого взрыва.

Так что текущая картина все-таки может быть неполной.

2

Наша Солнечная система уникальна?

Авторы и права: NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre

Удивительно, что этот вопрос вообще можно задать. До середины 19В 90-х годах астрономы понятия не имели о существовании других солнечных систем.

Правда, было обнаружено несколько стерилизованных планет, вращающихся вокруг пульсаров — компактных звездных трупов, излучающих обильное смертоносное рентгеновское излучение, — но никто не знал о планетарных спутниках солнцеподобных звезд.

Итак, вопрос об уникальности нашей Солнечной системы решен? В каком-то смысле да: теперь мы знаем, что он не единственный.

Астрономы теперь знают о других солнцеподобных звездах, которые сопровождаются одной или несколькими планетами.

Художественный образ горячего Юпитера; газовый гигант, похожий на Юпитер, но вращающийся намного ближе к своей родительской звезде.
Авторы и права: НАСА/Эймс/Лаборатория реактивного движения-Калтех

Охотники за экзопланетами столкнулись со многими странными экзопланетами, в том числе с горячими юпитерами, которые, по-видимому, вращались по спирали внутрь на маленькие и быстрые орбиты, отбрасывая другие планеты по сильно вытянутым траекториям во время процесса или выбрасывая их из орбиты. система вообще.

Маленький, похожий на Землю мир в такой системе, вероятно, не выжил бы в этой игре в планетарный бильярд.

Таким образом, планеты, пригодные для жизни, вполне могут оказаться менее распространенными, чем предполагали некоторые люди.

С другой стороны, нынешние телескопы не могут обнаружить солнечную систему, подобную нашей, хотя будущие должны быть в состоянии это сделать.

Так что на самом деле их может быть довольно много. Ведь природа никогда ничего не делает в единственном экземпляре.

Наша Солнечная система может быть редкой, но, вероятно, не уникальной. Однако мы не узнаем ответ на этот вопрос наверняка, пока не будет найдена подобная Солнечная система.

3

Что вызвало Большой Взрыв?

Авторы и права: Марк Гарлик / Science Photo Library / Getty Images

Это очень наводящий вопрос. Чтобы выяснить причину Большого взрыва, вы предполагаете предшествующее событие, которое, по-видимому, имело эффект порождения Вселенной.

Но не совсем ясно, имеет ли здесь какое-либо значение слово «до».

Возможно, Большой взрыв привел не только к созданию материи и энергии, но и к возникновению самого пространства и времени.

В таком случае трудно говорить о логической причине.

Это тяжелый философский материал, поэтому неудивительно, что космологи пытались обойти спонтанное создание Вселенной из ничего.

До недавнего времени некоторые ученые придерживались мнения, что Вселенная когда-нибудь снова схлопнется, что в конечном итоге приведет к еще одному взрыву.

Но с тех пор мы узнали, что нынешнее расширение Вселенной, вероятно, никогда не остановится, так что эта идея потеряла популярность.

Вместо этого некоторые физики предполагают, что Большой взрыв был вызван столкновением нашего пустого четырехмерного пространства-времени с другой вселенной, которая плывет рядом с нашей в многомерном «объемном пространстве».

Еще больше ошеломляет следующее: если что-то вызвало Большой взрыв, то что стало причиной?

4

Чем закончится Вселенная?

Авторы и права: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/STScI, У. Кларксон (UM-Дирборн), К. Джонсон (STScI) и М. Рич (UCLA)

Может быть, и не будет. Люди умирают, планеты разрушаются, звезды взрываются и даже черные дыры испаряются, но Вселенная может жить вечно.

Космический бум рождаемости, когда звездная рождаемость во Вселенной была на пике, уже ушел в прошлое, и пройдет еще сто миллиардов лет или около того, пока звездообразование во многих галактиках не сократится почти полностью.

А как же Вселенная в целом?

С момента открытия в 1998 году загадочного ускорения скорости расширения Вселенной, известного как темная энергия, многие астрономы считают, что она никогда не замедлится, не говоря уже о возвращении к фазе сжатия.

Значит, в далеком будущем галактики будут все больше удаляться друг от друга.

В конце концов они исчезнут за космическим горизонтом друг друга, и Вселенная станет темным и одиноким местом.

Тайна в точной последовательности событий. Может быть, все элементарные частицы со временем станут нестабильными, и материя полностью перестанет существовать.

Кроме того, таинственная темная энергия, управляющая ускорением Вселенной, со временем может стать сильнее, что приведет к «Большому разрыву», когда само пространство разорвется на части.

Чтобы узнать больше о конце Вселенной, прочитайте наше интервью с астрофизиком-теоретиком Кэти Мак.

5

Эйнштейн ошибался?

Теории пространства-времени Эйнштейна произвели революцию в нашем понимании Вселенной. Предоставлено: Bettmann/Getty Images

Давайте начнем с другого вопроса: был ли Исаак Ньютон не прав? Его теория гравитации достаточно точна, чтобы отправить космический корабль на Луну, но она не работает на чрезвычайно высоких скоростях или в очень сильных гравитационных полях.

Вот где общая теория относительности Эйнштейна является лучшей альтернативой.

Он правильно описывает искривление звездного света под действием гравитации, орбитальный распад двойных пульсаров и искривление пространства-времени вокруг черной дыры.

Вот почему общая теория относительности в настоящее время является лучшей теорией гравитации для физиков (подробнее об этом читайте в нашем руководстве о разнице между гравитацией Ньютона и Эйнштейна)

Так почему же мы вообще задаем этот вопрос? Потому что история вполне может повториться.

Физики могут обнаружить небольшие эффекты, которые намекнут на еще лучшую теорию гравитации.

Космический корабль «Пионер-10», готовый к запуску на борту ракеты-носителя «Атлас-Кентавр», 26 февраля 1972 г.
Авторы и права: NASA/Ames Research Center вниз больше, чем можно было бы ожидать от объединенной гравитации Солнца и планет, было интерпретировано как свидетельство новой физики.

За последние годы и десятилетия с использованием телеметрии космических аппаратов и астрономических наблюдений было проведено множество чувствительных тестов общей теории относительности.

Эйнштейн с честью прошел все эти тесты, но физики продолжат подвергать его теорию сомнению.

Однажды он может даже выйти из строя, поскольку будет показано, что он не неправильный как таковой, а просто неполный.

6

Могла ли Вселенная быть другой?

Небольшое изменение во Вселенной может сделать ее совершенно другой: даже безжизненной. Кредит: Марк Стивенсон/UIG

Наша материальная Вселенная состоит из элементарных частиц, управляемых четырьмя силами природы.

Физики могут измерять свойства частиц, такие как соотношение масс протонов и электронов; они могут изучать силу и поведение гравитации, электромагнетизма и двух ядерных взаимодействий; и они могут определять множество физических констант, таких как скорость света.

Но никто не знает, почему все эти ценности такие, какие они есть. Так почему же Вселенная такая, какая она есть, и могла ли она быть другой?

Ясно одно: не стоит слишком возиться с ручками и циферблатами космоса.

Даже незначительное изменение массы или заряда частиц определенного типа или крошечное увеличение силы одной из сил природы лишило бы Вселенную звезд, планет и жизни.

Похоже, что природа была изменена для создания сложности — как будто Вселенная была точно настроена для появления жизни.

Возникает интересная загадка. Если фундаментальные свойства Вселенной являются случайным результатом случайного процесса, кажется сверхъестественным совпадением, что результат будет таким особенным.

Насколько вероятно, что планета с такой жизнью, как Земля, могла бы существовать в любом варианте нашей Вселенной? Предоставлено: НАСА / восстановлено Тоби Ордом

В конце концов, если вы купите только один лотерейный билет, вряд ли он станет выигрышным.

С другой стороны, если какая-то еще не открытая Теория Всего допускает только одну возможную Вселенную, непонятно, почему это уникальное решение должно быть источником жизни.

Мультивселенная могла бы стать возможным решением этой загадки.

Согласно теории мультивселенной, наша Вселенная — всего лишь одна из огромного множества возможных вселенных.

Если это кажется надуманным, вспомните, что люди отказывались от подобных идей и раньше, когда ставилась под сомнение уникальность Земли, Солнца и Млечного Пути.

Если есть миллионы вселенных, то все возможные комбинации природных констант, свойств частиц и силы сил могут где-то встречаться.

Конечно, мы обязательно попадаем во Вселенную, допускающую зарождение жизни.

Опять же, если вам не нравится идея мультивселенной, вы в хорошей компании.

Некоторые астрономы говорят, что поскольку эту идею невозможно проверить, это даже не наука.

7

Была ли инфляция?

Большая часть расширения Вселенной произошла через долю секунды после Большого Взрыва, во время инфляции, и начальные положения всей материи во Вселенной отпечатаны на ее послесвечении. Предоставлено: NASA

Это может быть простой вопрос для экономиста, но сложный для космолога.

Теория гласит, что инфляция была чрезвычайно коротким взрывом экспоненциального роста в начале Вселенной.

В течение крошечной доли секунды Вселенная удваивала свой размер сто раз подряд, прежде чем остановилась в гораздо более спокойном расширении, которое она испытывала с тех пор.

Но случилось ли это?

Инфляция была воспринята космологами как долгожданное решение насущной проблемы: как Вселенная могла быть такой однородной, если удаленные части никогда не соприкасались друг с другом?

Ответ: прежде чем она взорвалась от размера субатомной частицы до размера грейпфрута, наша наблюдаемая Вселенная — теперь около 27 миллиардов световых лет в поперечнике — была достаточно мала, чтобы можно было сгладить любые неоднородности.

Больше похоже на это

Более того, инфляция объяснила, почему крупномасштабная кривизна нашей Вселенной кажется равной нулю.

Несмотря на эту теорию, прямых доказательств инфляции очень мало.

8

Есть ли жизнь за пределами Земли?

Сверхглубокое поле телескопа Хаббла 3, июнь 2014 г. Практически каждая светящаяся точка на этом изображении представляет собой галактику, состоящую из миллиардов звезд. Авторы и права: НАСА, ЕКА, Х. Теплиц и М. Рафельски (IPAC/Калифорнийский технологический институт), А. Кукемор (STScI), Р. Виндхорст (Университет штата Аризона), З. Левай (STScI)

Каким бы невероятным ни было происхождение Если бы жизнь на Земле была, теоретически должно быть много других «живых» планет во Вселенной.

Аргумент звучит так: в наблюдаемой Вселенной насчитывается около ста миллиардов галактик, каждая из которых содержит десятки миллиардов звезд.

Многие из этих звезд имеют планеты, так что, даже если жизнь образуется только на одной планете из каждого триллиона, число планет, несущих жизнь, во Вселенной составляет порядка одного миллиарда.

Конечно, ответ на мучительный вопрос о том, есть ли жизнь за пределами Земли, будет дан только тогда, когда мы ее найдем.

В нашей собственной Солнечной системе есть несколько мест, пригодных для микробной жизни: планета Марс, подповерхностный океан Европы — одна из галилеевых лун Юпитера — и, возможно, теплые недра спутника Сатурна Энцелада.

Вид на южный полюс Энцелада. Трещины вдоль линейных впадин Луны, известные как «тигровые полосы», испускают ледяные частицы, водяной пар и органические соединения с поверхности Луны. Предоставлено: НАСА/Лаборатория реактивного движения/Институт космических наук

Открытие марсианских бактерий, существующих или вымерших, немедленно подскажет астробиологам, что жизнь чрезвычайно распространена во Вселенной.

Однако до сих пор ничего не найдено, хотя есть множество свидетельств того, что в далеком прошлом Марс был теплее и влажнее.

Раскинув свои сети немного шире, астрономы только начинают вынюхивать атмосферы экзопланет.

Если окажется, что атмосфера планеты содержит значительное количество кислорода и метана, почти наверняка на ее поверхности должны быть живые организмы.

На Земле потребовались миллиарды лет, чтобы жизнь превратилась из одноклеточных организмов во что-то большее, чем точка в конце этого предложения.

Таким образом, поиск микробной жизни может дать нам наилучшие шансы на успех.

С другой стороны, это ограничивает поиск планетарными системами в непосредственной близости от нас.

Вот почему некоторые исследователи пытаются подслушать радиопереговоры инопланетных цивилизаций. Если они существуют, их можно было бы подобрать с другой стороны Млечного Пути.

Авторы и права: maxwellcitizenkepler / Getty

Однако этот поиск внеземного разума (SETI) предполагает, что биологическая эволюция жизни обязательно ведет к разуму и технологиям.

Спросите биолога-эволюциониста, и он вполне может рассмеяться вам в лицо, потому что у эволюции нет встроенных целей.

Более того, как однажды заметил итальянский физик Энрико Ферми: «вот они?». Это известно как парадокс Ферми: если инопланетные цивилизации так многочисленны, инопланетяне должны были найти и посетить нас давным-давно.

На данный момент, каким бы вероятным ни казалось существование внеземной жизни, это все еще недоказанная гипотеза.

И это вряд ли изменится в ближайшее время.

Тоже забавный вопрос, потому что опровергнуть идею невозможно. Пока ничего не найдено, некоторые люди всегда будут считать, что искали недостаточно внимательно.

9

Из чего состоит Вселенная?

Вид на космическую паутину. Предоставлено: Millenium Simulation Project

Короткий ответ очень прост: никто не знает. Знакомая материя, о которой мы знаем, — атомы и молекулы — это лишь вершина огромного айсберга.

Безусловно, наибольшее количество материи темное и состоит из неизвестных частиц. Если это было недостаточно загадочно, вакуум пустого пространства наполнен таинственной темной энергией, которая ускоряет расширение Вселенной.

Мы не только не видим основную часть айсберга, мы также не в состоянии понять темный океан, в котором он плавает.

Темная материя обнаруживает свое присутствие благодаря гравитационному влиянию.

Это можно увидеть в наблюдениях за скоростями вращения галактик, движением этих галактик в гигантских скоплениях и тем, как гравитация скоплений искажает свет от фоновых объектов (наблюдается во время гравитационного линзирования).

Гравитационное линзирование, вызванное скоплением галактик MACSJ0138.0-2155 на переднем плане, позволяет увидеть далекую галактику MRG-M0138. Авторы и права: ЕКА/Хаббл и НАСА, А. Ньюман, М. Ахшик, К. Уитакер

Все предполагают, что общее количество материи во Вселенной примерно в 30 раз больше того, что можно увидеть в телескопы.

Так может ли темная материя объясняться тусклыми звездами, облаками холодного газа и черными дырами?

К сожалению, нет. Если бы вся темная материя состояла из барионов (протонов и нейтронов, из которых состоят атомные ядра), Вселенная выглядела бы совсем иначе.

С таким количеством барионов вокруг реакции ядерного синтеза, которые произошли во время Большого взрыва, должны были произвести другую смесь элементов с гораздо меньшим количеством дейтерия (тяжелого водорода), чем наблюдается.

Значит, если принять теорию Большого взрыва, выхода нет. Подавляющее большинство материального содержимого Вселенной действительно состоит из загадочных небарионных частиц.

А еще есть темная энергия. Красивое имя, но никто не знает, что это такое. В 1998 году астрономы обнаружили, что текущая скорость расширения Вселенной больше, чем несколько миллиардов лет назад.

Иллюстрация, показывающая расширение Вселенной от Большого взрыва до наших дней.
Предоставлено: Andreus / iStock / Getty Images Plus

Судя по всему, расширение Вселенной ускоряется, несмотря на взаимное гравитационное притяжение галактик, которое, как ожидается, замедлит его.

Темная энергия, которую можно рассматривать как силу отталкивания пустого пространства, считается ответственной за это ускорение.

Итак, вот она: «модель соответствия» космологии. Около 70% всего содержимого Вселенной состоит из темной энергии; остальные 30% — это материя.

Но только малая часть этого вещества (4% от общего содержания Вселенной) состоит из «обычных» частиц, и нам видна не более четверти этого барионного вещества (1% от общего количества) как звезды и газовые облака.