маленький
средний
большой
G
logo

Golovanov.net: интересно о науке  Научно-популярные статьи на тему космоса и всего остального

0 читателей
ФИЛЬТР

Научно-популярные статьи на тему космоса, биологии, физики, мозга человека и всго другого интересного и не до конца изученного.

Начинающий любитель науки 100₽ месяц

Благодарность за поддержку проекта и научного образования в целом!

Оформить подписку
Любитель науки 300₽ месяц

Благодарность за поддержку проекта и научного образования в целом, ваша помощь реально ощутима!

Оформить подписку
Большой любитель науки 500₽ месяц

Серьёзный шаг, спасибо за проявленное доверие, и ваша помощь будет очень полезна проекту!

Оформить подписку
Научный энтузиаст 1 000₽ месяц

Серьёзный шаг, огромное спасибо за проявленное доверие, и ваша помощь будет очень полезна проекту!

Оформить подписку
G
logo
17.08.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке
Разблокируйте этот пост,
став подписчиком
Подписаться за 100₽ в месяц

Солнечная энергия по ночам: гигантские космические зеркала смогут перенаправлять солнечный свет на Землю даже после заката

G
logo
03.08.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Учёные нашли древнее кладбище необычных звёзд внутри гало нашей Галактики

Млечный путь около двух миллиардов лет назад разбросал сборище чрезвычайно старых звёзд, и учёные нашли их остывшие остатки


Поток Феникса, окружающий Млечный путь, в представлении художника


Астрономы обнаружили остатки древнего семейства звёзд, разорванного на части нашей Галактикой, Млечным путём, примерно два миллиарда лет назад.

Когда-то эти старые звёзды составляли шаровое скопление – сферическое образование звёзд – пока не столкнулись с гало Млечного пути на расстоянии порядка 60 000 световых лет от Земли, после чего на этом месте образовалась звёздная река, которую люди назвали “поток Феникса” [Phoenix Stream]. Это отжившее своё скопление, предок Феникса, “занимает особое место, кардинально отличающееся от наблюдаемых сегодня в местной части Вселенной шаровых скоплений”, написали учёные в работе, опубликованной в журнале Nature.

“Поток Феникса” отличает от остальных крайне низкое содержание металлов (астрономы называют “металлами” все элементы тяжелее гелия). Оно оказалось гораздо ниже т.н. “порога металличности“, соблюдение которого астрофизики считали необходимым условием для формирования шаровых скоплений. Открытие этого экстремального примера переворачивает все наши представления о формировании этих круглых структур, что в итоге повлияет на наше понимание процессов формирования галактик и их эволюции. 

Предок Феникса, очевидно, родился очень давно, в окружении, лишённом тяжёлых элементов – однако неясно, как ему удавалось так долго сопротивляться приливным силам Млечного пути. Нам известно лишь, что около двух миллиардов лет назад наша Галактика захватила своей гравитацией это скопление, и зашвырнула звёзды в галактическое гало, что говорит о том, что там могут встретиться и другие необычные останки.

“Потрясающе иметь отношение к такому неожиданному открытию, – сообщил нам по емейлу ведущий автор работы Чжэнь Вань, аспирант из Сиднейского университета в Австралии. – Для этого понадобилось много работы, и было весьма удивительно узнать, что поток Феникса происходит из шарового скопления”.

“Металличность Феникса, его химическое обогащение значительно ниже, чем у любого из известных шаровых скоплений в Млечном пути, – добавил он. – Это стало неожиданностью – все известные шаровые скопления химически более богаты, чем Феникс. Большой вопрос – почему!”

Один из важных ключей к разгадке заключается в химической эволюции звёзд, шедшей 13,8 млрд лет со дня появления Вселенной. В первых звёздах практически не содержалось металлом, однако каждое новое поколение звёзд куёт такие тяжёлые элементы, как углерод, кислород, никель, железо и золото, которые затем попадают в следующее поколение молодых звёзд. Соответственно, со временем звёзды становятся химически всё более сложными и богатыми металлами, а их металличность отражает свойства газа, из которого они родились.

И тут появляется поток Феникса. Эту звёздную ленту обнаружила в 2016 году Коллаборация по спектроскопическому наблюдению за южным звёздным потоком при англо-австралийском телескопе. Это был проект, предназначенный для обнаружения и разметки звёздных потоков в гало Млечного пути.

Команда Ваня смогла подсчитать количество металлов в звёздах Феникса на основании закономерностей их свечения. Это привело к неожиданному открытию того, что содержание металлов в них находится на уровне 0,3-0,4% от солнечного. Это самая нижняя граница того, что учёные ожидают найти в шаровых звёздных скоплениях.

“Наша команда была в восторге, обнаружив, что металличность потока Феникса ниже нижнего предела металличности, – сказала Тинг Ли, астрофизик из обсерваторий Карнеги, и один из соавторов исследования. – Сначала я не могла в это поверить, и подумал, что мы где-то напортачили, но несколько людей проверили расчёты независимо друг от друга, и мы, наконец, удостоверились в реальности этого”.

Но каким бы возбуждающим не было это открытие, Ли указывает на то, что “металличность звёздных потоков в прошлом не изучали из-за недостатка наблюдений”, поэтому команда надеется в будущем найти больше этих странных потоков с низким содержанием металлов.

“Думаю, нам нужно браться за это с обоих концов, – пояснила Ли. – С одной стороны идут наблюдения: нужно проверить наличие других шаровых скоплений в нашем Млечном пути (или таких разрушенных шаровых скоплений, как поток Феникса), отличающихся чрезвычайно малой металличностью.

С другой – теоретические модели формирования шаровых скоплений, которые теоретики смогут улучшить, чтобы объяснить наше открытие, а также предсказать, насколько вероятно их появление”, – добавила она.

Такие изощрённые лаборатории, как космический телескоп имени Джеймса Уэбба или европейский космический телескоп Гея, смогут помочь найти больше подобных бедных металлами скоплений-кладбищ звёзд.

“Ясно, что предок потока Феникса отличается от остальных, – сказал Вань. – Он родился в месте или во времени, отличавшихся от всех остальных шаровых скоплений, поэтому он может сообщить нам важные сведения о формировании галактик”.

“Имея достаточно данных об этих древних структурах, мы сможем всецело понять свойства шаровых скоплений и галактик в ранней Вселенной, а потом раскрыть происхождение предка потока Феникса”, – заключил он.


Источник

G
logo
23.06.2020 12:58 Golovanov.net: интересно о науке

Мы уже сегодня можем создать космический лифт (только его нужно будет свесить с Луны)

Космические лифты могут кардинально уменьшить стоимость выхода в космос, однако до сего момента они не были технически реализуемыми


Возможно, главнейшим препятствием на пути распространения человечества по солнечной системе служит запредельно высокая стоимость выхода из гравитационного колодца Земли. Так, по крайней мере, считают Зефир Пенуар из Кембриджского университета в Британии и Эмили Сэндфорд из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Проблема в том, что ракетные двигатели должны выбрасывать массу в одном направлении, чтобы получать тягу, двигающую космический корабль в другом. И для этого требуется огромное количество топлива, которое в итоге выбрасывают – но которое тоже нужно ускорять вместе с кораблём.

В итоге стоимость вывода на орбиту единственного килограмма полезного груза колеблется где-то в районе десятков тысяч долларов. Долететь до Луны и обратно будет ещё дороже. Поэтому все очень заинтересованы в поисках более дешёвого способа выйти на орбиту.

Одна из идей заключается в постройке космического лифта – кабеля, протянувшегося с Земли на орбиту, по которому можно было бы вскарабкаться в космос. Преимущество его в том, что процесс перемещения по кабелю можно будет питать солнечной энергией, поэтому топливо с собой тащить не потребуется.

 

Но и тут есть проблема. Подобный кабель должен быть чрезвычайно прочным. Потенциальным материалом для него могли бы стать углеродные нанотрубки, если бы их можно было сделать достаточно длинными. Но существующие сегодня варианты материалов пока ещё слишком непрочные.

И тут на сцену выходят Пенуар и Сэндфорд, подошедшие к идее с другой стороны. Они утверждают, что их вариант космического лифта, который они называют космическим тросом, можно сделать из материалов, доступных уже сегодня.

Сначала немного контекста. Обычно космический лифт представляют себе в виде кабеля, закреплённого на земле, и простирающегося за пределы геосинхронной орбиты, на высоту около 42 000 км.

Масса такого кабеля будет значительной. Поэтому его нужно сбалансировать, закрепив на другом конце соответствующую массу. В итоге лифт будет поддерживать центробежная сила.

Уже много лет физики, авторы фантастической литературы и мечтатели восторженно подсчитывали величины этих сил, только чтобы затем прийти в уныние от результатов. Нет ни одного достаточно прочного материала, способного противостоять им – ни паутина, ни кевлар, ни новомодные углепластики.

Поэтому Пенуар и Сэндфорд избрали другой подход. Вместо того, чтобы крепить кабель на Земле, они предлагают закрепить его на Луне и свесить в направлении Земли.



Космический лифт на космическом тросе



Разницу обуславливают центробежные силы. Обычный космический лифт должен совершать один оборот в день, в соответствии с вращением Земли. Однако лунный трос совершал бы один оборот всего раз в месяц – это гораздо меньшая скорость, и, соответственно, меньшие силы.

Более того, силы распределяются по-другому. Протянутый с Луны к Земле трос пройдёт через точку в пространстве, в которой притяжение Земли и Луны компенсируют друг друга.

Это т.н. точка Лагранжа, и она становится главной особенностью космического троса. Ниже её, т.е., ближе к Земле, гравитация притягивает трос к планете. Над ней, ближе к Луне, гравитация тянет трос ближе к лунной поверхности.

Пенуар и Сэндфорд быстро показывают, что если протянуть кабель от Луны до поверхности Земли, то воздействие, которое будет оказывать на него Земля, станет слишком большим для любых существующих сегодня материалов. Однако трос не обязательно тянуть до поверхности планеты для того, чтобы он стал приносить пользу.

Главный результат исследователей состоит в том, что они показали – прочные современные материалы, типа углепластика Zylon, могут выдержать силы, действующие на кабель, протянутый от Луны до геосинхронной орбиты. Далее они предполагают, что устройство, доказывающее принципиальную работоспособность проекта, можно сделать в виде кабеля толщиной в карандашный грифель, и свесить с Луны за несколько миллиардов долларов.

Цель амбициозная, однако, по сравнению с текущими космическими миссиями – не запредельная. “Протянув трос, закреплённый на Луне, в гравитационный колодец Земли, мы можем построить стабильный кабель, позволяющий передвигаться от точки, лежащей недалеко от Земли, к поверхности Луны”, – сказали Пенуар и Сэндфорд.

Экономия была бы грандиозной. “Проект уменьшил бы количество топлива, необходимого для достижения Луны, в три раза”, – говорят они.

А также открыл бы для изучения совершенно новый участок космоса – точку Лагранжа. Она интересна тем, что в ней и гравитация, и градиент гравитации равны нулю, благодаря чему в ней безопасно заниматься строительством. Градиент гравитации на низкой околоземной орбите делает эту орбиту гораздо менее стабильной.

“Если уронить с МКС инструмент, он будет с ускорением двигаться от вас, – пишут Пенуар и Сэндфорд. – В точке Лагранжа градиентом гравитации практически можно пренебречь. Выроненный инструмент останется рядом с рукой гораздо дольше”.

Также в этом регионе почти нет обломков. “Предыдущие миссии практически не затрагивали точку Лагранжа, а проходящие через неё орбиты хаотичны, что значительно уменьшает количество метеоритов”, – говорят они.

По этим причинам Пенуар и Сэндфорд утверждают, что обеспечение доступа к точке Лагранжа будет одним из главных преимуществ космического троса. “Мы считаем, что колония в точке Лагранжа станет важнейшим и самым влиятельным результатом для начала использования космического троса (и исследования космоса), – говорит они. – Такая база позволит создавать и поддерживать новое поколение космических экспериментов. Можно представить себе телескопы, ускорители частиц, детекторы гравитационных волн, виварии, электростанции и точки запуска миссий по всей Солнечной системе”.

Эта интересная работа обеспечивает новый взгляд на идею космического лифта. Недорогие путешествия к точке Лагранжа, Луне и другим местам могут стать значительно дешевле и доступнее.

G
logo
08.06.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

На ферме, где из растений добывают металл

Растения-гипераккумуляторы процветают на почве с высоким содержанием металла, убивающей остальные виды – и ботаники уже изучают потенциал фитомайнинга

 


Богатый никелем сок дерева из Малайзии


Некоторые из земных растений полюбили металл. Их корни работают практически как магниты, и эти организмы – а их известно около 700 – процветают на богатых металлом почвах, на которых сотни тысяч других видов растений погибают.

Если сделать надрез на одном из таких деревьев, или обработать листья подобного кустарника на прессе для масла, можно получить сок неонового зелёно-голубого цвета. Этот сок на четверть состоит из никеля – и это куда как более сильная концентрация металла, чем можно встретить в руде, которую отправляют на никелевые плавильни по всему миру.

Растения не просто собирают минералы из почвы, включая их в свои тела – они накапливают их до “невообразимых” объёмов, сказал Алан Бейкер, профессор ботаники из Мельбурнского университета, исследовавший взаимоотношения растений с почвой с 1970-х годов. Эти растения может быть наиболее эффективной в мире плавильной печью для минералов с питанием от солнечной энергии. Что, если можно было бы частично заменить традиционную добычу минералов, дорогую по затратам энергии и вреду окружающей среде, на добычу никельсодержащих растений?

Бейкер вместе с международной командой коллег решили убедить в мир в том, что эта идея – не просто некий забавный мысленный эксперимент. И команда доказала это на небольшом масштабе, на клочке земли, взятом в аренду у деревни на малазийской стороне острова Борнео. Каждые 6-12 месяцев фермеры срезают порядка 30 см с этих растений-гипераккумуляторов, и выжигает или выжимает из них металл. После краткой процедуры очистки фермеры получают порядка 250 кг цитрата никеля, что может стоить на международных рынках несколько тысяч долларов. 

Сегодня команда готовится к крупнейшему в мире эксперименту на площади порядка 20 га, а его целевой аудиторией будет индустрия добычи. Исследователи надеются, что за десять лет значительную часть ненасытного потребительского спроса на неблагородные металлы и редкие минералы можно будет удовлетворить при помощи такого же сбора растений, в результате которого мир получает кокосы или кофе.

 


Сок растения окрашивает тестовую бумажку в красноватый цвет, что говорит о высоком содержании никеля

 


Сукаибин Сумейл добывает никельсодержащий сок из гипераккумуляторов в Малайзии


По словам Бейкера, фитомайнинг, или извлечение минералов из растений-гипераккумуляторов, не может полностью заменить традиционную добычу. Однако одна из дополнительных ценностей этой технологии – возможность извлекать пользу из мест с токсичной почвой. Владельцы небольших ферм могли бы выращивать такие растения на почвах, богатых металлом, а горнодобывающие компании – для очистки бывших шахт и отходов, даже получая при этом некоторую прибыль.

“Это как вишенка на торте”, – сказал Бейкер.

Отец современной плавки, Георгий Агрикола, понимал этот потенциал ещё 500 лет назад. В свободное время он добывал минералы из растений. В XVI веке он писал: если знать, на какие свойства листа обращать внимание, можно понять, какие металлы лежат под ним в земле.

Руфус Чейни, бывший агрономом в министерстве сельского хозяйства США 47 лет, изобрёл слово “фитомайнинг” в 1983 году, и вместе с Бейкером помог провести первые испытания в Орегоне в 1996. Его имя обессмертили в названии одного из высасывающих никель растений, использованном на малазийской делянке.

Сегодня, после того, как эта технология была заперта патентными заявками, “эта система полностью отпускает тормоза”, – сказал Бейкер. Патентные ограничения сняты, и учёные надеются, что технология сможет пойти на пользу мелким фермерам в Малайзии и Индонезии.

“Мы надеемся, что мы сможем продемонстрировать её и её жизнеспособность, показать людям, как она работает”, – добавил Энтони ван дер Энт, ботаник из Института экологически устойчивых минералов при Квинслендском университете в Австралии. Малазийский проект начался с его диссертации.

Никель – важнейший элемент для получения нержавеющей стали. Его соединения всё чаще используют в аккумуляторах для электромобилей и возобновляемой энергии. Для растений он токсичен, как и для людей – в больших дозах. Там, где добывают никель, умирает земля.

В тех местах, где в почве естественным путём скапливается никель – а обычно это тропики и средиземноморский бассейн – растения либо адаптировались, либо вымерли. В Новой Каледонии – французской колонии, по площади сравнимой с Ивановской областью, расположенной на юге Тихого океана – это основной источник никеля, и там ботаники насчитали не менее 65 растений, обожающих никель.

Чаще всего из металлов растения предпочитают именно никель. Есть и такие, что извлекают из почвы кобальт, цинк и другие необходимые человеку минералы. В то время, как новые электронные устройства взвинчивают спрос на редкие минералы, компании исследуют даже такие их источники, как дальний космос или дно океана. Однако куда как менее изученной остаётся старейшая технология человечества: сельское хозяйство.

В литературе по фитомайнингу, или агромайнингу, описывается будущее, в котором машина и растение существуют совместно: биоруда, металлические фермы, металлические культуры. “Плавка растений” звучит так же нелепо, как “вырезание кислорода”.

 


Растения на небольшом участке земли в Саба, Малайзия, могут выдавать сотни килограмм цитрата никеля каждые 6-12 месяцев



Сторонники фитомайнинга наибольший потенциал видят в Индонезии и на Филиппинах, двух крупнейших производителях никеля в мире, где на сотнях шахт переплавляют почву. В двух этих странах наверняка растут множество растений-гипераккумуляторов, однако исследования в этой области велись редко.

Гипераккумуляторы не просто терпят металлы: их корням они необходимы. Но зачем? Никель может помогать растениям отпугивать вредителей, или, возможно, добывать из почвы редкий калий. Так или иначе, для увеличения никелефилии растений не требуется их генетически модифицировать или заниматься селекцией. Природные плавильни уже настолько эффективны, насколько горнодобывающая индустрия хотела бы.

Потенциально они способны решить крупнейшую проблему горнодобывающей индустрии: заброшенные шахты, загрязняющие грунтовые воды. На такой шахте, засаженной гипераккумуляторами, можно было бы собрать оставшиеся металлы и получить дополнительный доход. Такая мотивация может убедить компании вложиться в реабилитацию отходов горной добычи.

Пока что для традиционных способов извлечения никеля для использования в электронных устройствах нужно много энергии – которую часто добывают из угля и дизельного топлива – а после них остаются горы кислотных отходов. Типичная плавильня стоит сотни миллионов долларов и требует руды, содержащей не менее 1,2% никеля, которой становится всё меньше.

Растения же на небольшой никелевой ферме можно собирать каждые шесть месяцев, причём на почве с содержанием никеля всего около 0,1%. Через пару десятилетий корни уже с трудом будут находить никель, однако земля будет полностью очищена от токсичных металлов и достаточно плодородна для того, чтобы поддерживать рост более традиционных культур.

Тот факт, что никелевые культуры могут быть такими продуктивными и прибыльными, даёт основания опасаться того, что фермеры могут потребовать открыть тропические леса для обработки земли. Это напоминает другую тему – пальмовое масло, прибыльное дело, которое уничтожило природные леса Борнео. Однако исследователи считают это маловероятным. На землях с наибольшим потенциалом к фитомайнингу обычно растёт только трава, и мало какие другие растения будут расти на земле, выбранной для минерального сельского хозяйства.

“Мы можем выращивать эти растения на площадях, уже освобождённых от леса, – сказал Бейкер. – Это способ возвращать природе, а не забирать у неё”.

G
logo
02.06.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Свежие космические фотографии: следим за штормами Юпитера

Космический аппарат “Юнона” совместно с телескопом Хаббла и обсерваторией Джемини помогут учёным лучше разобраться в атмосфере этой планеты

 


Вид с расстояния всего в 18 000 км от поверхности. “Голубой” участок состоит из закрученных взаимосвязанных штормов. Белые облака слева – высотные, они отбрасывают тени на следующий слой атмосферы, расположенный ниже.

Юпитер – обладатель одной из самых странных атмосфер во всей нашей Солнечной системе. Считается, что у газовых гигантов, подобных Юпитеру, имеется полутвёрдое ядро, однако в основном они состоят из газов типа водорода, гелия и аммиака. Также эта планета вращается быстрее всех остальных в Солнечной системе – в результате в её атмосфере царит большая турбулентность, и появляются сложнейшие штормовые системы. В последние несколько лет космический аппарат “Юнона” от НАСА движется по орбите планеты, чтобы тщательнее присматривать за поведением Юпитера. НАСА взяла название космического аппарата из греческой мифологии: главный бог Юпитер был известным волокитой, и когда он приводил очередную женщину к себе в обитель, он скрывал свои проделки, закрывая себя толстым слоем облаков. Однако он забыл, что его жена, Юнона, могла видеть сквозь облака.

В мае 2020 года НАСА объявило, что два телескопа, космический телескоп им. Хаббла и обсерватория Джемини [строго говоря, состоящая из двух телескопов / прим. перев.] скоординируют свои наблюдения с кораблём “Юнона”, чтобы тщательнее изучить планету. Исследователям нужно понять, как работает атмосфера Юпитера, и лучший способ сделать это – рассматривать её через фильтры с разными длинами волн. К счастью, и у телескопа Хаббла, и у телескопов Джемини есть подходящие фильтры для того, чтобы видеть сквозь дымку Юпитера. Применяя линзы, пропускающие ультрафиолет, инфракрасное излучение и другие длины волн, учёные получат более полную картину происходящего. 

На этой неделе мы облетим знаменитый газовый гигант и взглянем на планету глазами “Юноны”. Прихватите свой скафандр, мы начинаем!

 


Это фото “Юнона” сделала в мае 2019 года, находясь в 46 000 км от поверхности Юпитера. Можно видеть ветровые пояса планеты, а также целый набор белых штормов, “нитка жемчуга”.

 


Юпитер совершает полный разворот вокруг своей оси каждые 10 часов, как следует взбивая свою атмосферу. Это видно на этом, слегка головокружительном фото ветровых поясов, движущихся со скоростью 480 км/ч.

 


Во время 11-го близкого пролёта к поверхности, “Юнона” сделала эту фотографию (с улучшенными цветами), показывающую Юпитер в розовом цвете.

 


Реактивный поток, названный “джет №3”, представляет собой запутанный водоворот штормов. Только после прибытия “Юноны” к Юпитеру учёные поняли, что атмосферные шторма Юпитера находятся не только в атмосфере, но и простираются вглубь планеты на расстояние порядка 3000 км.

 


Сложно не узнать большое красное пятно Юпитера. На этом изображении с улучшенными цветами видно оранжево-красное тело этого знаменитого шторма. Учёные думают, что красноватый цвет появляется из-за взаимодействия солнечного света с находящимся в атмосфере гидросульфидом аммония. Можно видеть часть жёлто-коричневого пояса и белый циклон, лишь немного уступающий размером Земле. Разные цвета, вероятно, появляются благодаря отражению солнечного света от различных химических веществ, присутствующих в облаках.

G
logo
18.05.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Когда-нибудь самолёты будут летать на плазменных струях

Плазменные двигатели могут помочь реактивным самолётам летать, не сжигая ископаемое топливо


Стальной шарик поддерживается в подвешенном состоянии давлением плазменной струи


Когда-нибудь самолёты будут летать на плазменных струях, не сжигая ископаемое топливо – такое будущее обещает новое исследование китайских учёных.

Плазму на основе таких газов, как ксенон, для обеспечения движения используют различные космические корабли – например, так работала межпланетная станция Dawn от НАСА. Однако подобные маневровые двигатели способны генерировать лишь небольшие усилия, поэтому они и работают только в дальнем космосе, где нет сопротивления воздуха.

Теперь исследователи создали прототип двигателя, способного генерировать плазменные струи с тягой, сравнимой с таковой у обычных реактивных двигателей, причём используя только воздух и электричество.

Воздушный насос нагнетает воздух под высоким давлением со скоростью 30 литров в минуту в камеру ионизации устройства, использующего микроволны для превращения этого потока воздуха в струю плазмы, вырывающуюся из кварцевой трубы. Температура этой плазмы может превышать 1000 °C. 

“Мы можем поднять килограммовый стальной шарик при помощи всего 400 Вт микроволновой энергии”, – говорит Джау Тан, физик из Уханьского университета в Китае, главный автор нового исследования.

Учёные оценили, что давление струи в их устройстве может достигать 2400 ньютонов на м2, что сравнимо с реактивными двигателями коммерческих самолётов. “Результат меня удивил, – говорит Тан. – Это означает, что если бы мы смогли масштабировать источник микроволн и входной поток сжатого воздуха до размеров реактивного двигателя, мы получили бы ту же тягу, но используя лишь электричество и воздух, без ископаемого топлива”.

По словам исследователей, если плазменные струи можно будет использовать на практике, они смогут уменьшить количество используемого ископаемого топлива и выбросов парниковых газов. Согласно Агентству по охране окружающей среды США, самолёты отвечают за 12% от всех выбросов транспортных средств, и за 3% общего производства парниковых газов в стране. Во всём мире в 2018 году авиация была ответственной за 2,4% от общих выбросов двуокиси углерода.

“Мы в восторге от того, что для этого нужны только электричество и кислород, – сказал Тан. – Нам не нужно ископаемое топливо, чтобы питать реактивный двигатель”.


Схематическая диаграмма прототипа микроволнового воздушно-плазменного двигателя и изображения ярких плазменных струй при различной мощности микроволн. Устройство состоит из источника микроволн, воздушного компрессора, волновода для сжатых микроволн и пламенного запала.



В целом, “Я думаю, что лет через пять можно будет использовать масштабированный плазменный двигатель на беспилотных самолётах или грузовых дронах для перевозки грузов, – говорит Тан. – Чтобы плазменный двигатель можно было использовать на авиалайнере-гиганте, потребуется большой массив мегаваттных источников микроволн, мощные турбинные компрессоры и аккумуляторные ёмкости экстремальных объёмов. Думаю, что их разработка займёт ещё десятилетие”.

Сейчас учёные сконцентрировались на масштабировании мощности системы. Если они смогут создать плазменный двигатель на мегаватты, способный поднимать в воздух реальный самолёт, тогда они “смогут обратить внимание на способы уменьшения его веса и размера”, говорит Тан.

G
logo
14.05.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Почему учёные никогда не смогут найти точного решения общей теории относительности

В ньютоновской теории тяготения орбиты вращения вокруг отдельных крупных масс являются идеальными эллипсами. Но в общей теории относительности существует дополнительная прецессия за счёт кривизны пространства-времени, из-за чего орбиты со временем сдвигаются, иногда даже измеряемо. Орбита Меркурия прецессирует со скоростью 43″ в сто лет (1″ – это угловая секунда, 1/3600 градуса); меньшая из чёрных дыр OJ 287 прецессирует со скоростью 39° за 12 лет орбиты.


Сложно оценить всю революционность перехода от ньютоновской точки зрения на Вселенную к эйнштейновской. Согласно ньютоновским механике и тяготению, Вселенная полностью детерминирована. Если бы вы дали учёному массы, местоположение и импульсы всех и каждой частиц Вселенной, он смог бы определить, где будет находиться и что будет делать каждая частица в любой момент в будущем.


В теории уравнения Эйнштейна тоже детерминистские, и можно представить нечто похожее: если бы только вы знали массы, позиции и импульс каждой частицы Вселенной, вы могли бы вычислить что угодно, заглядывая сколь угодно далеко в будущее. Но если в ньютоновской вселенной мы можем записать уравнения, управляющие поведением частиц, во вселенной под управлением общей теории относительности (ОТО) мы даже и на это не способны. И вот, почему. 

 


Закон всемирного тяготения Ньютона заменила ОТО Эйнштейна. Он полагался на концепцию мгновенного действия на расстоянии, и был весьма простым. Гравитационная константа G в уравнении, а также величины двух масс и расстояние между ними – вот все факторы, определяющие гравитационное взаимодействие. G есть и в теории Эйнштейна.


В ньютоновской вселенной каждый массивный объект действует с хорошо определяемой силой тяготения на каждый другой объект вселенной. Можно определить гравитационное взаимодействие между каждой парой существующих масс, а потом просто подсчитать ньютоновское тяготение. Эта сила также расскажет, как именно будет двигаться масса (поскольку F = ma), и так вы сможете определить эволюцию вселенной.


Но в ОТО эта задача куда как сложнее. Даже если бы вы обладали той же самой информацией – местоположением, массами и импульсами всех частиц – а также конкретной релятивистской системой отсчёта, в которой они определены, этого не хватило бы для описания эволюции вселенной. Структура величайшей теории Эйнштейна слишком сложна даже для этого.

 


Вместо пустой трёхмерной решётки размещение масс заставляет “прямые” линии изгибаться определённым образом. В ОТО пространство и время считаются непрерывными, но все формы энергии, в т.ч. масса, вносят свой вклад в кривизну пространства-времени. Если мы заменим Землю её более плотной версией, вплоть до появления сингулярности, деформация пространства-времени останется точно такой же; и только внутри самой Земли будут заметны отличия.


В ОТО движение и ускорение объекта определяет не суммарная сила, действующая на объект, а кривизна пространства (и пространства-времени). И это сразу становится проблемой, поскольку кривизну пространства определяет вся материя и энергия, имеющаяся во Вселенной, и в эту информацию входит куда как больше, чем просто позиции и импульсы массивных частиц.


В ОТО, в отличие от ньютоновской гравитации, взаимодействие всех масс также имеет значение: поскольку у него также есть энергия, оно также деформирует ткань пространства-времени. Если взять два массивных объекта, движущихся и ускоряющихся друг относительно друга, этот процесс также будет излучать гравитационные волны. Это излучение идёт не мгновенно, а распространяется наружу во все стороны со скоростью света. И этот фактор невероятно трудно учесть.

 


Гравитационные волны – это волны пространства-времени, и они распространяются в пространстве со скоростью света во всех направлениях. И хотя электромагнитные константы не появляются в уравнениях ОТО, скорость гравитации без сомнения равняется скорости света.


Если вы с лёгкостью можете записать уравнения, управляющие любой системой, какую вы только можете представить в ньютоновской вселенной, даже этот шаг будет невероятно трудным во вселенной, управляемой ОТО. Поскольку так много всего влияет на искривление и эволюцию пространства во времени, мы часто даже не можем записать уравнения, описывающие форму простейшей, игрушечной модели вселенной.


Возможно, наиболее ярким примером будет простейшая, игрушечная модель вселенной: пустая, без материи и энергии, не меняющаяся во времени. Это вполне возможно, и этот особый случай даёт нам старую добрую и простую особую теорию относительности и плоское евклидово пространство. Это простейший и наименее интересный случай из возможных.

 


Плоское пустое пространство без материи, энергии и кривизны. За исключением небольших квантовых флуктуаций, пространство в инфляционной Вселенной становится таким, невероятно плоским, только не на двумерной плоскости, а в трёхмерном пространстве. Пространство растягивается, уплощаясь, и частицы быстро разбегаются.


Сделаем шаг в сторону усложнения: возьмём точечную массу и поместим её куда-нибудь во вселенной. И внезапно пространство-время становится чрезвычайно сложным.


Вместо плоского евклидового пространства мы получим искривлённое пространство, вне зависимости от того, насколько далеко мы отойдём от массы. А чем ближе мы будем подходить, тем быстрее пространство будет “стекать” по направлению к местоположению этой точечной массы. Мы обнаружим определённое расстояние, на котором мы найдём горизонт событий: точку невозврата, откуда нельзя сбежать, даже двигаясь со скоростью, сколь угодно близкой к скорости света.


Пространство-время гораздо сложнее пустого пространства, а мы всего лишь добавили одну массу. И это было первое точное нетривиальное решение, открытое для ОТО: формула Шварцшильда, соответствующая невращающейся чёрной дыре. 

 


Как внутри, так и снаружи горизонта событий шварцшильдовской чёрной дыры пространство течёт как травалатор или водопад. На горизонте событий, даже если вы будете бежать (или плыть) со скоростью света, поток пространства-времени преодолеть не получится, и он затянет вас в сингулярность в центре. Снаружи горизонта событий другие силы (например, электромагнетизм) часто могут справиться с гравитационным притяжением, и заставить даже падающую внутрь материю убежать.


За последнее столетие было найдено множество других точных решений, но они оказались незначительно сложнее. Среди них:


Решения для идеальной жидкости, где энергия, импульс, давление и напряжение жидкости определяют пространство-время.

Электровакуумные решения, где могут существовать гравитационное, электрическое и магнитное поля (но не массы, электрические заряды или токи).

Решения со скалярными полями, включающими космологическую константу, тёмную энергию, инфляционные варианты пространства-времени, и модели космологической квинтэссенции.

Решения с одной вращающейся точечной массой (Керр), заряженной (Рейснер-Нордстром) или вращающейся и заряженной (Керр-Ньюман).

• Жидкостные решения с точечной массой (пространство Шварцшильда-де Ситтера).


Вы могли заметить, что эти решения чрезвычайно просты, и среди них нет простейшей гравитационной системы, которую мы постоянно рассматриваем: Вселенную, в которой две массы гравитационно связаны друг с другом.

 


ОТО подвергали научным испытаниям бессчётное множество раз и накладывали на неё самые строгие ограничения из всех, использованных человеком. Первым решением Эйнштейна было вычисление ограничения слабого гравитационного поля вокруг единственной массы, такой, как Солнце; он применил эти результаты к нашей Солнечной системе с потрясающим успехом. Эту орбиту можно рассматривать так, будто Земля (или любая другая планета) в свободном падении движется вокруг Солнца по прямой линии в своей системе отсчёта. Все массы и источники энергии вносят вклад в кривизну пространства-времени, однако мы можем вычислить орбиту Земли и Солнца лишь приблизительно.


Эту задачу – задачу двух тел в ОТО – нельзя решить точно. Не существует точного аналитического решения для пространства-времени, содержащего более одной массы, и считается, что такое решение нельзя найти (хотя это пока, насколько мне известно, не доказано).


Мы лишь можем делать предположения, и либо делать определённые приближения к точному результату (постньютоновский формализм) или изучать определённую форму задачи и пытаться решить её численно. Развитие науки численной относительности, особенно начиная с 1990-х, позволило астрофизикам подсчитать и определить образцы различных типов гравитационных волн Вселенной, включая приблизительные решения задачи для слияния двух чёрных дыр. И любая фиксация волн на LIGO или Virgo возможна благодаря наличию этих теоретических работ.

 


Волновой гравитационный сигнал первой пары обнаруженных коллаборацией LIGO сливающихся чёрных дыр. Невероятно, насколько хорошо совпадают сырые данные и теоретические шаблоны, демонстрирующие нам волновую последовательность. Для получения теоретических шаблонов потребовалось невероятное развитие численной относительности.


Учитывая всё это, существует огромное количество задач, которые мы можем хотя бы приблизительно решить, пользуясь тем поведением или теми решениями, которые мы можем понять. Мы можем описать происходящее в негомогенной части Вселенной, остальная часть которой является гладкой и заполненной жидкостью, чтобы узнать, каким образом растут регионы с повышенной плотностью и сжимаются регионы с пониженной плотностью.


Мы можем понять, как поведение решаемой системы отличается от ньютоновской гравитации, а потом применить эти уточнения к более сложной системе, которую, возможно, нельзя решить в лоб.

Или мы можем разработать новые численные методы для решения проблем, неприступных с теоретической точки зрения; такой подход имеет право на жизнь, пока гравитационные поля относительно слабы (пока мы не приближаемся слишком близко к слишком большой массе).

 


В ньютоновском представлении о гравитации пространство и время – абсолютные и фиксированные величины. В представлении эйнштейновского пространства-времени – это единая объединённая структура, в которой неразрывно переплетаются три пространственных и одно временное измерение.


И всё же ОТО бросает нам несколько уникальных вызовов, отсутствующих в ньютоновской вселенной. Факты таковы:


• Кривизна пространства постоянно меняется.

• У каждой массы есть своя энергия, также меняющая кривизну пространства-времени.

• Движущиеся через искривлённое пространство объекты взаимодействуют с ним и испускают гравитационное излучение.

• Все появляющиеся гравитационные сигналы всегда движутся со скоростью света.

• Скорость объекта относительно любого другого объекта приводит к релятивистской трансформации (сжатие длины, растяжение времени), которую необходимо учитывать.


Учтя всё это, в большей части вариантов пространства-времени, которые вы сможете придумать, даже в относительно простых, описывающие их уравнения получатся настолько сложными, что мы не сможем найти их решений.

 


Анимация реакции пространства-времени на движение массы показывает, что пространство-время – это не просто некий лист ткани; всё пространство целиком искривляется в присутствии материи и энергии. При этом пространство-время можно описать полностью, учитывая не только положение массивного объекта, но и его движение во времени. Силы, действующие на объект, движущийся сквозь Вселенную, определяются как его текущим местоположением, так и историей его перемещения.


Один из наиболее ценных жизненных уроков я получил в первый день первого математического курса в колледже, где мы изучали дифференциальные уравнения. Профессор сказал нам: “Большую часть существующих дифференциальных уравнений решить нельзя. Большую часть дифференциальных уравнений, которые можно решить, вы решить не сможете”. Такова и ОТО – набор спаренных дифференциальных уравнений, и сложности, с которыми сталкиваются все, её изучающие.


Мы даже не можем записать уравнения поля Эйнштейна. Описывающие большую часть вариантов пространства-времени или большую часть вселенных, которые мы можем себе представить. А большинство из тех, что мы можем записать, мы не можем решить. А большинство из тех, что мы можем решить, не можем решить ни я, ни вы, и ни кто-либо ещё. Однако мы можем работать с приближениями, позволяющие нам получать осмысленные предсказания и описания. И в целом это наибольшее приближение к истине, достигнутое кем-либо – хотя путь до цели ещё очень долгий. И пусть мы не будем сдаваться, пока не дойдём до неё.

G
logo
29.04.2020 13:23 Golovanov.net: интересно о науке

Поиски внеземной жизни при помощи Солнца в качестве гравитационного телескопа


Астрономия, вне всякого сомнения, одна из самых интересных областей физики. В последние несколько десятилетий одним из процветающих направлений в этой области был поиск экзопланет. И хотя первую планету открыли только в 1992 году, на начало апреля 2020 года существует уже 4 144 подтверждённые экзопланеты. Нас, как любителей НФ, естественно, больше всего интересуют те 55 из них, которые считаются потенциально обитаемыми. К сожалению, с обычными телескопами у нас не получится сделать фотографию Земли 2.0 с такой детализацией, которая позволила бы нам понять, есть ли у неё особенности, свидетельствующие о наличии жизни.


Недавно очередной этап конкурса Программы инновационных передовых концепций НАСА (NIAC), по результатам которого будет распределяться финансирование, прошла миссия по использованию Солнца в качестве гравитационной линзы. Её цель – изменить текущую ситуацию с телескопами, воспользовавшись эффектом солнечного гравитационного линзирования.

 

Всё началось с Эйнштейна


Галактика LRG 3-757 с сильным гравитационным линзированием; вид через телескоп Хаббла


Неудивительно, что именно Эйнштейн в 1936 году подсчитал, что гравитационное поле звезды может служить линзой. Если объект расположен за звездой на линии прямой видимости некоего наблюдателя, то для него её изображение сформирует кольцо. Сегодня это явление называют кольцом Эйнштейна. Только в 1979 году этот эффект был открыт экспериментально – два подозрительно одинаковых наблюдаемых объекта оказались одним и тем же объектом, изображение которого дублировалось гравитационной линзой. Сегодня гравитационное линзирование используется для подсчёта количества и распространения тёмной материи. Как уже ясно из начала этой статьи, благодаря тому, что гравитационная линза усиливает яркость объектов, она может работать и в качестве гравитационного телескопа, позволяя находить тусклые галактики ранней Вселенной.


ИИ и астрономы-любители помогают искать иголки в стоге сена


Гравитационные линзы попадаются редко, и чтобы найти их, сначала нужно пересмотреть тысячи изображений различных галактик. Кроме того, остаётся нетривиальной задачей распознать и исправить искажение изображения, произошедшее в гравитационной линзе. Поэтому проект Space Warps полагался на астрономов-любителей в поисках гравитационных линз в данных, снятых астрокамерой Hyper Suprime-Cam. Также для фильтрации данных астрономических обзоров можно использовать алгоритмы с машинным обучением. В частности, для поиска гравитационных линз уже были использованы свёрточные нейросети такого же рода, которые занимаются распознаванием лиц в проекте DeepFace от Facebook.


Используем Солнце в качестве линзы

Концепция миссии солнечной гравитационной линзы


У гравитационной линзы, в отличие от оптической, фокус оказывается не точкой, а линией. Как видно на картинке, проект солнечной гравитационной линзы (SGL) фокусирует входящий свет на линии, начинающейся на расстоянии в 550 а.е. от Солнца. Если расположить в этой точке телескоп, то SGL сможет усилить яркость удалённого объекта примерно в 1011 раз и дать угловое разрешение в 10-10”. Для экзопланеты размером с Землю, находящейся на расстоянии в 30 парсек (100 световых лет), телескоп SGL дал бы разрешение в 25 км на пиксель, что позволило бы нам разглядеть особенности её поверхности и найти признаки обитаемости.


Нитка жемчуга с солнечными парусами


Как, с точки зрения художника, могло бы выглядеть изображение землеподобной планеты, полученное телескопом SGL


Концепцию SGL хорошо объясняют в приведённом ниже видеоролике. Одной из крупных проблем будет доставка до фокальной точки Солнца. Самый далёкий космический зонд на сегодня, Вояджер-1, был запущен в 1977 году и находится на расстоянии в 148 а.е. При такой скорости движения у него ушло бы более 150 лет на то, чтобы добраться до ближайшей фокальной точки SGL. Современные двигатели на химическом топливе или ядерной энергии не подходят к требованиям по скорости и долговременной работе этого проекта. Вместо них в SGL предлагается использовать солнечные паруса, которые будут двигаться благодаря радиационному давлению Солнца. Подлетев поближе к Солнцу, космический корабль SGL сможет разогнаться до скорости 25 а.е./год, и долететь до нужной фокальной точки менее чем за 25 лет.


Однако было бы непрактично использовать один-единственный корабль, поскольку во время долгого полёта высок риск отказа оборудования. Вместо этого, согласно концепции миссии будет использован подход “нитки жемчуга” – в нём каждая жемчужина будет состоять 10-20 небольших космических кораблей (микроспутников) весом до 100 кг, летящих строем. А вся нить будет состоять из нескольких бусин, запускаемых с интервалом в 1 год.


Избыточность в виде множества микроспутников уменьшает риск провала миссии, устраняя единую точку отказа. Также это позволит распределить стоимость миссии во времени и между участниками – в ином случае миссия такого масштаба вряд ли сможет найти достаточно финансов.


Каждый микроспутник будет работать по большей части автономно, что будет тем важнее, чем дальше он будет улетать от Земли. В конечной точке задержка сигнала будет составлять порядка четырёх дней. Чтобы достичь автономной навигации, обработки данных и управления отказами, миссия SGL предполагает использовать несколько новых технологий из сферы ИИ, а также таких загадочных технологий, как “объясняемый ИИ”, “машины с обучением в течение всей жизни”, “обучение с минимумом разметки” и “нейроморфные чипы“.


Также возникают проблемы с оборудованием для получения изображений. Для блокирования прямого света от Солнца используется коронограф с фазовой маской, работающей по схеме деструктивной интерференции. Однако свет от короны Солнца всё равно остаётся, и накладывается на кольцо Эйнштейна. Для уменьшения наложения телескоп нужно расположить ещё дальше от Солнца, на расстоянии порядка 650 а.е. Наконец, телескоп будет недостаточно крупным для того, чтобы видеть всё кольцо Эйнштейна целиком. Изображение экзопланеты земного размера, находящейся на расстоянии в 30 парсек, SGL сжимает в цилиндр диаметром порядка 1,3 км, находящийся в непосредственной близости от фокальной линии. Чтобы метровый телескоп получил изображение размером 1000 х 1000 пикселей, космическому кораблю придётся сканировать эту область попиксельно, двигаясь с шагом в 1,3 м. А потом изначальное изображение экзопланеты можно будет воссоздать при помощи алгоритма обращения свёртки.


Когда мы этого достигнем?


Когда же мы сможем получить первое изображение экзопланеты высокого разрешения? Естественно, график реализации проекта такого масштаба будет весьма размыт, и даты могут легко меняться на 5-10 лет. В отчёте о второй фазе финансирования утверждается, что необходимые технические доработки позволят осуществить запуск проекта в 2028-2030-х годах. Следовательно, реалистично будет ожидать получения первых данных от проекта в начале 2060-х.


На какую планету они будут смотреть? Поскольку до того, как миссия SGL достигнет своей цели, наверняка будет открыто несколько новых потенциально обитаемых планет, её цель ещё не определена окончательно. На сегодня одним из наиболее многообещающих кандидатов кажется TRAPPIST-1e – скалистая планета размером почти с Землю, возможно, содержащая воду, и расположенная на расстоянии в 12,1 парсек. Эту планету более пристально изучит телескоп имени Джеймса Уэбба, который планируется запустить в следующем году.

Что они будут искать? Поиски признаков обитаемости будут включать в себя спектроскопическое исследование атмосферы на предмет наличия таких биомаркеров, как кислород и метан. Также можно будет поискать искусственные источники света и радиопередачи.


Солнце не только позволило жизни возникнуть на Земле – оно может стать инструментом поиска жизни на других планетах. Здорово, что на вопрос о том, одиноки ли мы во Вселенной, можно будет получить ответ ещё при нашей жизни. Заставляет задуматься, а сколько подобных телескопов в данный момент направлено на нашу планету.



G
logo
22.04.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Как натренировать свой мозг на увеличение выработки гормонов счастья


Вам когда-нибудь хотелось научиться просто включать выработку гормонов счастья в мозге? Представьте, насколько проще было бы вставать с постели каждое утро, выполнять самые скучные этапы вашей работы, находить энергию для того, чтобы всегда показывать только свою лучшую сторону людям, к которым вы неравнодушны. Но возможно ли попытаться натренировать наши мозги на усиление счастья (и стоит ли это делать)?


“Поиск хороших ощущений – природный инструмент выживания”, – пояснила профессор Лоретта Брюнинг, основатель Института внутреннего млекопитающего, во время нашей с ней беседы. “Животные, к примеру, ищут еду, чтобы облегчить неприятное чувство голода. Они ищут тепло, чтобы облегчить неприятное чувство холода. А гормоны счастья начинают вырабатываться ещё до того, как млекопитающее поест или согреется, поскольку мозг включает их сразу, как только видит способ удовлетворить желания”.


То же верно и для людей. Наш мозг включает гормоны счастья, когда вы видите способ удовлетворить связанную с выживанием необходимость, такой, как еда, безопасность или социальная поддержка. Однако у нас есть сложность – наша кора, отвечающая за сознательное мышление, выстраивает длинные ассоциативные цепочки, основываясь на раннем жизненном опыте. 


“Ощущение, которое мы характеризуем, как ’счастье’, вызывают четыре химических соединения, вырабатываемых мозгом: дофаминф, эндорфины, окситоцин и серотонин, – пояснила Лоретта. – Эти ” гормоны счастья ” включаются, когда ваш мозг видит что-либо благоприятное для выживания. А потом их выработка прекращается, чтобы их можно было активировать снова, когда вам опять попадётся что-то хорошее”.


Каждый гормон счастья отвечает за определённое приятное ощущение. К примеру:


Дофамин даёт ощущение восторга и прилив энергии, когда вы находите то, что вам нужно. Он даёт ощущение типа “Эврика! Я понял!” Однако уже удовлетворённые нужды его не вызывают, поэтому вам нужно придумывать новые, улучшенные способы достигать важных для вас вещей на базе уже испытанных всплесков дофамина.


Эндорфины дают ощущение эйфории, способное на некоторое время замаскировать болевые ощущения, чтобы вы смогли убежать от угрозы после получения травмы. Это ощущение, похожее на состояние бегуна после утомительной пробежки, включает физическая боль, смех и плач, что может объяснить терпимость некоторых людей к болезненным взаимоотношениям.


Окситоцин даёт ощущение безопасности в присутствии других и помогает вам вырабатывать отношения и доверие к людям. Он подпитывает ощущение принадлежности к сообществу и привязанности к группам, а в его отсутствии мы чувствуем себя одинокими и изолированными.


Серотонин даёт ощущение уважения других людей и чувство гордости. Несмотря на самые лучшие наши намерения, направленные на альтруизм и кооперацию, он также может давать нам ощущение власти над другими, и является одной из причин нашего стремления к социальному сравнению.


“Жизнь такова, что у всех нас источник гормонов счастья постепенно иссякает, поэтому все ищут методы дополнительной стимуляции, – пояснила Лоретта. – Трудность в том, что невозможно каждую минуту вызывать мгновенные ощущения счастья, и часто это приводит к нежелательным побочным эффектам. Однако вырабатывая в мозге счастливые привычки, можно найти здоровые способы подкрутить выработку этих гормонов так, чтобы это шло на пользу и вам, и другим людям.


Лоретта предложила следующее:


Наращивать уровень дофамина через постановку целей. Если сконцентрироваться на конечных целях любой деятельности, будь до завершения проекта, получение давно желанного повышения или превращение в суперзвезду в своей области, конечный результат будет казаться настолько далёким, что прогресса в продвижении к нему заметно не будет. А значит, вы не будете получать дофаминовые награды. Вместо этого пытайтесь ставить более мелкие цели, чтобы вы могли видеть, как вы приближаетесь к ним, и наслаждаться в процессе нейрологическими наградами.


Делать перерывы на эндорфины. Регулярные короткие физические упражнения могут включать выработку эндорфинов, если ваша работа связана с сидением на длинные дистанции. Поставьте себе задачу двигаться не менее пяти минут каждые два часа. Вы можете ходить на встречи по лестнице, или гулять на перерывах. При этом можно развлечь себя прослушиванием аудиокниг.


Вырабатывать окситоцин построением доверия. Хотя окситоцин вырабатывается в результате доверия, иногда нам трудно подпускать других к себе, чтобы воспитывать это ощущение – мы хотим избежать разочарований или предательств, случавшихся в прошлом. Сложно выстраивать доверие, когда вам кажется, что вас вот-вот настигнет хищник, и вы чувствуете себя одиноко. Важно не делать огромных шагов к доверию, чтобы не чувствовать угрозы, а строить доверие небольшими и постепенным шагами. Попробуйте договориться о чём-либо небольшом с одним человеком сегодня, потом с другим человеком завтра, и так далее. За одну ночь мало что поменяется, но вы начнёте ощущать небольшие выбросы окситоцина и развивать этот окситоциновый контур.


Примириться с вашим внутренним млекопитающим. У всех людей бывает ощущение опасности, когда их статусу угрожают. Понимание принципов работы вашего мозга млекопитающего может помочь вам заметить, когда вы принижаете свои достижения, и избежать принижения других. Если вам кажется, что ваш статус испытывает угрозу в одной из областей вашей деятельности, напомните себе о наличии статуса в других областях. Когда вы осознаёте ваши действия, вы можете напомнить себе о всех своих сильных сторонах, и вам не придётся выпячивать ваши преимущества перед другими.

G
logo
21.04.2020 10:00 Golovanov.net: интересно о науке

Рецепт знаменитых тефтелек из IKEA

IKEA в рамках поддержки самоизоляции опубликовала рецепт любимых многими мясных тефтелей.


Ингредиенты для 4-х порций:

500 г говяжего фарша

250 г свиного фарша

1 мелко нарубленная луковица

1 долька измельчённого чеснока

100 г панировочных сухарей

1 яйцо

5 столовых ложек молока

соль

перец


Тщательно перемешайте мясной и свиной фарш. Добавьте лук, чеснок, панировочные сухари, яйцо, и перемешайте. Добавьте молоко, щедро посолите и поперчите.


Сформируйте небольшие шарики. Разложите на тарелке, накройте и подержите в холодильнике 2 часа (так они не развалятся при жарке).


Нагрейте в сковороде масло до средней температуры, затем аккуратно добавьте шарики и обжарьте со всех сторон.


Переложите обжаренные шарики в блюдо для духовки и накройте. Поместите в духовку, разогретую до 180 градусов (160 градусов с вентилятором) на 30 минут.


Знаменитый шведский крем-соус: растопите в сковороде 40 г сливочного масла, добавьте 40 г муки и мешайте 2 минуты. Добавьте 150 мл овощного бульона и 150 мл говяжьего бульона, и продолжайте помешивать. Добавьте 150 мл жирных сливок, 2 столовых ложки соевого соуса и 1 столовую ложку дижонской горчицы. Доведите до густого состояния на медленном огне.


Подавайте тефтельки с соусом и картошкой в любом виде.

G
logo
20.03.2020 13:23 Golovanov.net: интересно о науке

Астрономам для поиска внеземной жизни больше не нужны ваши персональные компьютеры

Проект [email protected] отправился в неограниченный академический отпуск, чтобы проанализировать потенциальные внеземные сигналы, записанные за десятилетия поисков


Исследовательский проект, позволявший всем желающим участвовать в поисках разумной жизни на других планетах, закрывается после 21 года работы. Причина проста – проект поиска внеземного разума на дому ([email protected]) за два прошедших десятилетия накопил огромное количество данных, и настало время заняться их анализом.


“Естественно, мне немного грустно от этого, – сказал астроном Эрик Корпела, директор проекта. – Это была достаточно большая часть моей жизни”. 


Как это работает


Проект, основанный в мае 1999 года исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, использовал радиотелескопы для определения потенциальных радиосигналов, приходящих из космоса.

Для обработки этих передач требовались огромные вычислительные мощности, поэтому добровольцы могли скачать программу от [email protected], запустить её на своём персональном компьютере, и, обрабатывая небольшую часть данных, стать частью большой сети, работающей как суперкомпьютер.

Корпела говорит, что программа за два десятилетия набрала 20 млрд потенциальных внеземных сигналов – и это больше, чем могут обработать исследователи. Они с командой, наконец, закончили разработку программы для анализа этих данных. Однако у проекта не хватает рабочей силы, чтобы как следует анализировать данные и одновременно продолжать собирать новые.


Как [email protected] выглядит на ПК


И всё же Корпела говорит, что проект скорее заморожен, чем умер. В итоге ему хочется расширить типы отслеживаемых сигналов, пользуясь преимуществами крупнейших телескопов, доступных в его области исследований. “Мы надеемся вернуться, возможно, с другими источниками данных”, – сказал он.


Противоречивый проект


Хотя общественность всегда активно поддерживала этот проект, по словам Корпелы научное сообщество не сразу приняло его. “Некоторые считали, что это была самая глупая идея из всех, что они слышали”, – сказал он, имея в виду риск доверить общественным добровольцам работать с научными данными.


Однако Корпела говорит, что проект был невероятно успешным, и даже вдохновил на повторение подобных попыток в других областях науки. “Наши добровольцы очень хорошо и добросовестно относились к проделываемой ими работе”, – сказал он.


Корпела говорит, что всё это время боролся с конспирологами, убеждёнными в том, что он и другие люди, облечённые властью, уже обнаружили существование инопланетян.


“Мало что могло удержать меня от того, чтобы объявить о подобном открытии всему миру, – сказал Корпела. – Не было бы ничего лучше такой возможности получить деньги на исследования, как обнаружить инопланетян”.


Корпела говорит, что его всегда интересовало, что может скрываться в космосе, и он использует свою профессию, чтобы бороться с детскими страхами насчёт “существ с неба”. “Мы просто смотрим в небо, – сказал он. – А если люди хотят отвечать, то это уже не относится к моей работе”.

Начинающий любитель науки 100₽ месяц

Благодарность за поддержку проекта и научного образования в целом!

Оформить подписку
Любитель науки 300₽ месяц

Благодарность за поддержку проекта и научного образования в целом, ваша помощь реально ощутима!

Оформить подписку
Большой любитель науки 500₽ месяц

Серьёзный шаг, спасибо за проявленное доверие, и ваша помощь будет очень полезна проекту!

Оформить подписку
Научный энтузиаст 1 000₽ месяц

Серьёзный шаг, огромное спасибо за проявленное доверие, и ваша помощь будет очень полезна проекту!

Оформить подписку