Connect with us

Наука

Для самого крупного радиотелескопа на Земле создали систему стабилизации лазерных лучей

Для самого крупного радиотелескопа на Земле создали систему стабилизации лазерных лучей

Published

on

А еще с его помощью можно проверять теорию относительности Эйнштейна

Для самого крупного радиотелескопа на Земле создали систему стабилизации лазерных лучей

© Mike_shots/Shutterstock/FOTODOM, архив

ТАСС, 22 января. Австралийские ученые создали систему стабилизации лазерных лучей для самого крупного радиотелескопа на планете – SKA. Эта система защитит их от турбулентности земной атмосферы. Благодаря ей лазеры можно использовать еще и для проверки теории относительности Эйнштейна. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Nature Communications.

"Если установить созданный нами оптический терминал на одном из спутников, то его можно будет использовать для изучения законов природы – например, максимально точно проверить теорию относительности и выяснить, меняются ли фундаментальные постоянные со временем", – объяснил один из авторов работы, физик из Университета Западной Австралии Саша Шедиви.

Сформулированная Альбертом Эйнштейном общая теория относительности предсказывает, что в присутствии гравитационных полей разной силы и при движении с большой скоростью время течет неоднородно. Чем больше гравитация и быстрее движется объект, тем сильнее оно "растягивается". Из-за этого в окрестностях горизонта событий черных дыр или при разгоне до околосветовых скоростей время практически останавливается.

Ученые неоднократно подтверждали это в ходе наблюдений за далекими объектами и экспериментов на орбите Земли, поэтому они не сомневаются, что этот эффект существует. Однако пока не понятно, как это явление действует в микромире, поведением компонентов которого управляют законы квантовой физики, которые не совместимы с теорией относительности во всех ее мыслимых интерпретациях.

Новое исследование Шедиви и его коллег может помочь проверить это. Они разработали систему оптической связи для строящегося в Австралии SKA – самого крупного радиотелескопа в мире.

Как правило, для объединения компонентов оптических и радиоволновых телескопов ученые используют оптоволокно, однако в случае со SKA сделать это проблематично из-за его размеров. Поэтому физики пытаются заменить оптоволокно лазерными излучателями и приемниками, сигнал между которыми передается "по воздуху". Однако из-за того, что атмосфера Земли постоянно движется, на пути лазерного луча возникают помехи. Поэтому передавать информацию на большие расстояния таким образом нельзя. Созданию компактных и быстрых систем оптической связи со спутниками на околоземной орбите мешают те же обстоятельства.

Шедиви и его коллеги решили эту проблему. Они создали систему активной стабилизации лазерного луча, которая подавляет действие турбулентности воздуха на сигнал, корректируя положение зеркал и других оптических компонентов принимающей и передающей установки.

Эту систему ученые проверили на крышах зданий французского Национального центра космических исследований. Они находятся на расстоянии 265 метров друг от друга и при этом соединены высококачественной подземной оптоволоконной линией связи длиной в 780 метров. Собрав компактный набор излучателей и приемников лазерного излучения, пригодных для установки на спутник связи, физики подключили их к этой линии и сравнили качество передачи сигнала через подземную и воздушную линии.

Оказалось, что система активной стабилизации лазерного луча полностью справилась с турбулентностью, защитив передаваемый сигнал от помех и сделав его неотличимым от сигнала, который передавался через оптоволокно. Благодаря этому подобные установки можно будет использовать не только для высокоскоростного обмена информацией между компонентами SKA или между самолетами, спутниками и наземными станциями связи, но и для решения других задач.

В частности, системы стабилизации луча позволят очень точно измерить, как гравитация растягивает вырабатываемые волны от лазера, благодаря чему можно будет изучить природу эйнштейновского замедления времени. Также эта система может помочь в поисках темной материи и в оценке того, как время влияет на значение постоянной тонкой структуры и ряда других важнейших фундаментальных констант.

Наука

Периодические голодовки оказались неэффективными для избавления от жира на животе

Периодические голодовки оказались неэффективными для избавления от жира на животе

Published

on

Ученые планируют детально изучить молекулярные механизмы, защищающие отложения жира на животе от истощения. Их раскрытие поможет создать или подобрать лекарства и пищевые добавки, способствующие быстрому похудению, а также позволит точнее оценивать эффективность диет

ТАСС, 2 марта. Австралийские биологи проследили за действием периодических голодовок на организм мышей и обнаружили, что подобная диета неодинаковым образом влияет на разные скопления жировой ткани и почти не помогает избавиться от запасов жира на животе. Об этом во вторник сообщила пресс-служба Сиднейского университета со ссылкой на статью в журнале Cell Reports.

"Большинство людей считает, что все запасы жира в организме человека одинаковы, однако мы показали, что их положение внутри тела играет огромную роль. К примеру, жир на животе способен адаптироваться к периодическим голодовкам, что объясняет то, почему многие диеты почти не действуют на его запасы", — заявил научный сотрудник Сиднейского университета (Австралия) Марк Ларанс, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В последние годы ученые и любители здоровых диет начали активно интересоваться тем, как периодическое голодание влияет на метаболизм и другие аспекты жизнедеятельности человека. В частности, опыты ученых на мышах и других животных показывают, что подобная манера приема пищи значительно снижает вероятность развития диабета и ожирения, а также потенциально продлевает им жизнь.

С другой стороны, многие медики и биологи пока не уверены в том, что подобная диета несет только плюсы. В частности, Национальный институт старения США и другие ведущие исследовательские организации мира не рекомендуют переходить на подобную диету, так как все ее эффекты, особенно для пожилых людей, пока еще не полностью изучены.

Ларанс и его коллеги по университету обнаружили, что периодические голодовки крайне неодинаковым образом влияют на разные скопления жира в организме животных и людей, наблюдая за тем, как переход на подобную диету влиял на состояние здоровья, метаболизм и размеры жировых отложений в организме нескольких специально откормленных мышей.

Как объясняют ученые, в организме всех млекопитающих существуют два типа жировой ткани — белый жир, запасающий энергию, и его бурый аналог, использующий питательные вещества для разогрева тела. Белый жир, в свою очередь, делится на два подтипа в зависимости от того, где находятся его отложения — подкожный жир и жир на животе.

Австралийских молекулярных биологов интересовало то, как периодические голодовки влияли на активность различных генов в клетках всех трех типов жира, а также то, какие белки вырабатывали эти тельца. Для ответа на этот вопрос ученые откормили грызунов, посадили их на диету и начали периодически забирать пробы клеток из этих трех областей тела по мере снижения веса животных.

Эти наблюдения неожиданно указали на то, что недостаток пищи совершенно по-разному влиял не только на клетки бурого и белого жира, но и на скопления последнего под кожей и на животе. Эти различия, в частности, выражались в том, что подкожный жир становился более тонким значительно быстрее, чем остальные типы жировых отложений.

Причиной этого, как показал анализ активности генов и белков во всех трех разновидностях жира, было то, что клетки жира на животе быстро приспособились к периодическому отсутствию пищи, включая в такие моменты времени определенный набор генов, который позволял им экономить энергию и защищал их содержимое от принудительного разложения. Этого не происходило ни в запасах бурого жира, ни в подкожной жировой клетчатке.

В ближайшее время Ларанс и его коллеги планируют детально изучить молекулярные механизмы, защищающие отложения жира на животе от истощения. Их раскрытие поможет ученым создать или подобрать лекарства и пищевые добавки, способствующие быстрому похудению, а также позволит точнее оценивать эффективность диет и возможных терапий от ожирения.

Continue Reading

Наука

Коровьи мышцы научились выращивать в пробирке. Пока это лучшее искусственное мясо

Коровьи мышцы научились выращивать в пробирке. Пока это лучшее искусственное мясо

Published

on

Они почти неотличимы от настоящей говядины как в сыром, так и в жареном виде

Коровьи мышцы научились выращивать в пробирке. Пока это лучшее искусственное мясо

© AP Photo/Andre Penne

ТАСС, 2 марта. Ученые придумали, как выращивать полноценные мышцы коров из культур стволовых клеток. Это может сделать производство искусственного мяса дешевле, а его вкус может стать более естественным. Описание исследования опубликовал научный журнал Science of Food.

Первые образцы искусственного мяса ученые создали в 2013 году, однако производить его в промышленных масштабах пока нерентабельно. Стоимость килограмма искусственного мяса до сих пор больше $1 тыс. Кроме того, большинство дегустаторов считают вкус синтетического мяса и продуктов на его основе непохожим на реальную говядину, свинину и другие сорта.

Дело, в частности, в том, что структура выращенного из стволовых клеток мяса далека от естественной. Кроме того, в синтезированных мышечных волокнах нет полного набора клеток, которые в реальных мышцах коров или свиней есть. Самые удачные "сорта" искусственного мяса по своей консистенции и свойствам похожи скорее на очень жидкий фарш, чем на реальные мышцы.

Японские биотехнологи во главе с профессором Токийского университета Сёдзи Такеути нашли простое решение для этой проблемы. Они создали аналог технологии по наращиванию и восстановлению мышц, которую разрабатывают специалисты по регенеративной медицине. Те пытаются воссоздать утерянные мускулы, выращивая тонкие слои мышечных волокон из стволовых клеток и особым образом укладывая их друг на друга.

Такеути и его коллеги предположили, что таким же образом можно растить и искусственное мясо. Чтобы проверить эту гипотезу, ученые подготовили каркасы из полимеров и гидрогеля, которые по своей структуре были похожи на основу мышечных волокон. Эти каркасы засеяли стволовыми клетками и попытались собрать из них аналог мускула коровы, стимулируя клетки электрическим током.

У них получилось собрать достаточно реалистично выглядящие куски мяса площадью примерно в 1 см2 и толщиной в несколько миллиметров. По окраске, структуре, прочности и другим свойствам синтезированное мясо было не отличить от настоящего, причем как в сыром, так и в жареном виде.

В искусственном мясе не было бактерий, что выгодно отличает его от реальной говядины, в которой микробы есть всегда, вне зависимости от строгости санитарных мер. Благодаря этому искусственное мясо будет храниться значительно дольше. Это может сделать его особенно привлекательным для потребителей, надеются ученые.

Continue Reading

Наука

Земле предсказали новую кислородную катастрофу. Но на этот раз с противоположным исходом

Земле предсказали новую кислородную катастрофу. Но на этот раз с противоположным исходом

Published

on

Через чуть более чем миллиард лет в атмосфере нашей планеты может почти не остаться кислорода. Это откатит планету к условиям, которые царили на Земле 2,45 млрд лет назад, когда произошла кислородная катастрофа

Земле предсказали новую кислородную катастрофу. Но на этот раз с противоположным исходом

© NOAA/NASA via AP

Моделирование климата Земли показывает, что более чем через миллиард лет количество кислорода в атмосфере нашей планеты уменьшится почти в 100 раз. В таких условиях смогут жить только примитивные бактерии, которые доминировали на Земле в архее, то есть от 4 до 2,5 млрд лет назад. Результаты моделирования опубликовал научный журнал Nature Geoscience.

Сейчас атмосфера Земли примерно на 78% состоит из азота, на 21% – из кислорода, около 1% занимает аргон и 0,04% – углекислый газ. Однако так было не всегда: изначально ее основу, по предположениям ученых, составляли углекислый газ, сероводород, метан и аммиак, кислорода же там было совсем немного. В этих условиях на нашей планете могли существовать только примитивные анаэробные бактерии – то есть те, которым для жизни не нужен кислород.

Все изменилось примерно 2–2,45 млрд назад. Тогда благодаря океаническим организмам в атмосферу стало попадать все больше кислорода. Этот газ был побочным продуктом фотосинтеза – процесса, в ходе которого из воды и углекислого газа живые существа получают необходимые для жизни углеводы.

В результате кислорода в атмосфере становилось все больше, из-за чего анаэробные бактерии стали массово вымирать. Это событие стало известно как кислородная катастрофа (в иностранной литературе его называют также Великим кислородным событием, Кислородной революцией и даже Кислородным холокостом). Именно благодаря этому событию на планете расцвета многоклеточная жизнь.

Однако прогнозы ученых показывают, что это не будет продолжаться вечно. Климатическая модель, которую создали Кадзуми Озаки из Университета Тохо и Крис Рейнхард из Технологического университета Джорджии, показывает, что чуть более чем через миллиард лет количество кислорода в атмосфере Земли снизится примерно до 1% от нынешнего.

Дело в том, что к тому моменту Солнце станет горячее, и будет выделять гораздо больше энергии, чем сейчас. Его лучи будут разрушать молекулы углекислого газа в атмосфере. В определенный момент – примерно 1,08 ± 0,14 млрд лет – его станет настолько мало, что его перестанет хватать для поддержки фотосинтеза на должном уровне.

В результате растения – главные источники кислорода на Земле – постепенно вымрут, в атмосфере станет примерно в 10 тыс. раз больше метана, а кислорода – в миллионы раз меньше. Озоновый слой, который состоит из молекул кислорода, тоже вскоре исчезнет. Из-за этого Земля будет практически беззащитна перед ультрафиолетовым излучением Солнца, и постепенно большая часть живых существ вымрет сперва на суше, а потом и в океане.

В результате из живых существ на Земле могут остаться только анаэробные бактерии, и жизнь на нашей планете откатится к тем же условиям, что и более 2,5 млрд лет назад.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Роспотребнадзор рассказал, можно ли вернуть деньги за испорченный букет Роспотребнадзор рассказал, можно ли вернуть деньги за испорченный букет
Экономика3 часа ago

Роспотребнадзор рассказал, можно ли вернуть деньги за испорченный букет

За увядший раньше срока или испорченный букет цветов покупатель может вернуть деньги, рассказали «РГ» в Роспотребнадзоре. Фото: iStock Этот вопрос...

Эксперты сделали прогноз на результаты встречи ОПЕК+ 3 и 4 марта Эксперты сделали прогноз на результаты встречи ОПЕК+ 3 и 4 марта
Экономика3 часа ago

Эксперты сделали прогноз на результаты встречи ОПЕК+ 3 и 4 марта

Увеличивать добычу нефти, отстаивая рынки сбыта, или работать на рост котировок барреля, такое решение примут 3 и 4 марта участники...

Илон Маск рассказал, что создает новый город в Техасе Илон Маск рассказал, что создает новый город в Техасе
Hi-Tech5 часов ago

Илон Маск рассказал, что создает новый город в Техасе

Илон Маск © Businesblog МОСКВА, 3 мар — ПРАЙМ. Американский предприниматель, основатель компаний Tesla и SpaceX Илон Маск сообщил, что создает новый...

Врачи развеяли популярные мифы о мужском и женском здоровье Врачи развеяли популярные мифы о мужском и женском здоровье
Общество6 часов ago

Врачи развеяли популярные мифы о мужском и женском здоровье

Врачи сервиса «Сберздоровье» развеяли популярные мифы о мужском и женском здоровье. Фото: istockphoto Миф 1. Целлюлит бывает только у женщин....

В Госдуму внесен законопроект о перерасчете пенсий работающим пенсионерам В Госдуму внесен законопроект о перерасчете пенсий работающим пенсионерам
Экономика7 часов ago

В Госдуму внесен законопроект о перерасчете пенсий работающим пенсионерам

Выплата пенсии в одном из отделений «Почты России» © РИА Новости. Александр Кряжев Читать 1prime.ru в МОСКВА, 3 мар — ПРАЙМ....

Молодо - золото Молодо - золото
Спорт7 часов ago

Молодо — золото

Победой сборной России в общекомандном зачете накануне завершился чемпионат мира по параллельным дисциплинам, проходивший в словенской Рогле. Наши спортсмены завоевали...

США назвали организации, против которых ввели санкции по делу Навального США назвали организации, против которых ввели санкции по делу Навального
Экономика8 часов ago

США назвали организации, против которых ввели санкции по делу Навального

Официальная резиденция президента США — Белый дом © РИА Новости. Наталья Селиверстова Читать 1prime.ru в ВАШИНГТОН, 3 мар — ПРАЙМ. Минторг...

Баскетболисты ЦСКА обыграли "Маккаби" в Евролиге Баскетболисты ЦСКА обыграли "Маккаби" в Евролиге
Спорт8 часов ago

Баскетболисты ЦСКА обыграли «Маккаби» в Евролиге

ЦСКА в гостевом матче баскетбольной Евролиги на выезде обыграл «Маккаби» — 84:80. Фото: Михаил Сербин / РИА Новости В первой...

Общество8 часов ago

«Стоят какого‑то бомжового вида люди с требованиями» — сенатор Нарусова о пикетчиках возле Совфеда

Член Совета Федерации и сенатор от Тувы Людмила Нарусова назвала участников одиночных пикетов возле ведомства «маргинальными людьми с непонятными требованиями»....

Общество8 часов ago

Суд приговорил к условному сроку черкесского активиста по делу о хранении марихуаны; общественник рассказывал о подброшенных наркотиках

Урванский районный суд Кабардино-Балкарии приговорил к трем годам условного срока черкесского активиста Мартина Кочесокова по делу о хранении наркотиков (часть...

Популярное