Connect with us

Наука

В реликтовом излучении Вселенной заподозрили намеки на «новую физику»

В реликтовом излучении Вселенной заподозрили намеки на "новую физику"

Published

on

Астрономы разглядели в нем нарушение пространственной четности, но для однозначного подтверждения этого открытия им пока не хватает статистической достоверности

В реликтовом излучении Вселенной заподозрили намеки на "новую физику"

© Сергей Мальгавко/ТАСС

ТАСС, 26 ноября. Астрофизики выяснили, что в реликтовом излученим Вселенной – своеобразном микроволновом "эхе" Большого взрыва – есть намеки на нарушение так называемой пространственной четности. Так называют одно из фундаментальных свойств мироздания, которое не предсказывает Стандартная модель. Статью с описанием работы принял к публикации научный журнал Physical Review Letters, препринт авторы опубликовали в электронной научной библиотеке arXiv.

"Пока мы не можем со 100%-й уверенностью сказать, что нашли полноценные свидетельства существования "новой физики". Для этого нам не хватает статистической достоверности. Но мы рады, что смогли одновременно провести замеры, которые раньше считались невозможными, и открыть потенциальные намеки на "новую физику", – рассказал один из авторов статьи, ведущий научный сотрудник Физико-математического института имени Кавли (IPMU) Эйитиро Комацу.

В последние годы астрономы и физики пытаются узнать, как проходила эволюция мироздания в первые мгновения его существования. Для этого они изучают так называемое реликтовое излучение. Оно представляет собой своеобразное микроволновое "эхо" Большого взрыва, в неоднородностях и физических свойствах которого сохранилась информация о том, как была устроена материя в то время.

Некоторые свойства реликтового излучения астрофизики уже изучили с помощью орбитальных обсерваторий Planck и WMAP. Однако другие характеристики пока остаются предметом споров. Яркий пример – уровень поляризации реликтового излучения, то есть насколько сильно его волны "закручены" в одну или другую сторону.

Еще в 2014 году ученые из проекта BICEP2 заявили, что измерили бета-поляризацию реликтового излучения – один из двух вариантов закрученности волн "эха" Большого взрыва. Однако впоследствии выяснилось, что источником зафиксированных ими сигналов на самом деле были частицы пыли в диске Млечного Пути. Эта неудача заставила ученых повторно проанализовать данные и придумать, как впредь учитывать подобные помехи.

В поисках "новой физики"

"Мы разработали новую методику, благодаря которой мы можем максимально точно оценить, насколько сильно пыль Млечного Пути влияет на измерение поляризации реликтового излучения. Благодаря этому мы удвоили качество данных и впервые измерили, как темная материя и энергия влияют на его бета-поляризацию", – пояснил второй автор работы, физик из Организации по изучению высокоэнергетических ускорителей (KEK) (Япония) Юто Минами.

Минами и Комацу применили эти подходы для повторного анализа данных, которые научная команда обсерватории Planck опубликовала в 2018 году. Благодаря этому они впервые относительно точно измерили уровень бета-поляризации реликтового излучения. Затем ученые использовали эти данные, чтобы проверить, нарушают ли темная материя и энергия одно из важнейших фундаментальных свойств Вселенной – так называемый принцип четности.

Его смысл заключается в том, что если зеркально отразить Вселенную, то отражение должно вести себя абсолютно так же, как и оригинал. Ученых давно интересует, нарушают ли этот принцип темная материя и темная энергия. Это может указать на существование "новой физики" за пределами Стандартной модели – теории, которая описывает большую часть взаимодействий всех известных науке элементарных частиц.

Подсчеты японских ученых показывают, что с вероятностью 99,2% темная материя и темная энергия действительно нарушают принцип четности. Это очень серьезный намек на то, что "новая физика" действительно существует. Тем не менее, для того, чтобы окончательного это доказать, нужно достичь уровня статистической достоверности в 99,995%. Для этого ученым нужно накопить гораздо больше данных наблюдений за реликтовым излучением.

Комацу и Минами надеются, что эти недостающие данные уже в ближайшие годы получат чилийская обсерватория ACT, которую построили в пустыне Атакама специально для наблюдений за "эхом" Большого взрыва, а также телескопы POLARBEAR и BICEP2. Если нарушение принципа четности удастся подтвердить, это одновременно докажет, что "новая физика" существует, и при этом прояснит природу темной материи и энергии, резко сократив число теорий, которые объясняют их существование, подытожили ученые.

Наука

Ученые СО РАН в 2021 году могут получить патент на рискометр развития инфаркта миокарда

Ученые СО РАН в 2021 году могут получить патент на рискометр развития инфаркта миокарда

Published

on

Использование рискометров с генетической шкалой может способствовать улучшению качества и продолжительности жизни пациентов, позволяет своевременно назначить человеку лечение, правильное питание и физическую нагрузку

МОСКВА, 23 января. /ТАСС/. Ученые Сибирского отделения РАН завершают разработку рискометра, который заметно повысит точность прогноза риска развития инфаркта миокарда, и в 2021 году могут получить на него патент. Об этом сообщает пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН.

"Процедура патентования будет запущена в этом году, и, если не будет независящих от нас причин для задержки, в этом же году и должна завершиться, после чего начнется процесс передачи рискометра медицинским учреждениям для включения в повседневную работу. При этом использование рискометров с генетической шкалой может способствовать улучшению качества и продолжительности жизни пациентов, позволяет своевременно назначить человеку лечение, правильное питание и физическую нагрузку", — говорится в сообщении.

Как уточнили в пресс-службе, уникальность разработки в том, что в России на сегодня нет ни одного варианта национального рискометра по инфаркту с генетической шкалой при том, что инфаркт остается одной из главных причин смертности населения. Сложность этой работы обусловлена также неравномерностью распространения сердечно-сосудистых заболеваний, особенностями климатических и социальных условий жизни. В результате для разных стран и макрорегионов требуются свои рискометры, отмечают ученые.

"С целью разработки шкалы генетического риска для жителей России мы проанализировали данные, используемые в статьях с 2005 по 2020 годы и выявили 43 полиморфизма, наиболее часто ассоциированные с заболеваниями сердца. Впервые метод расчета шкалы генетического риска описан еще в 2005 году, исследование показало, что учет генетического риска может улучшить возможность прогнозирования заболевания в сравнении со шкалой, основанной только на традиционных факторах риска", — рассказала ведущий научный сотрудник института Елена Шахтшнейдер.

Сердечно-сосудистые заболевания занимают ведущее положение по неблагоприятному влиянию на продолжительность жизни и смертность населения в России. Прежде всего, речь идет об инфаркте миокарда. Причинами являются курение, высокое кровяное давление, высокий уровень липидов в крови, сахарный диабет, ожирение, а также стресс, тревога и депрессия, уровень дохода, семейное положение, конфликты в семье. Кроме того, на индивидуальный риск развития неблагоприятного сердечно-сосудистого прогноза влияют генетические факторы.

Continue Reading

Наука

Крупные тропические цветы заподозрили в краже генов у их хозяев

Крупные тропические цветы заподозрили в краже генов у их хозяев

Published

on

Об этом рассказала расшифровка генома одного из представителей раффлезиевых – саприи гималайской

Крупные тропические цветы заподозрили в краже генов у их хозяев

Раффлезия © REUTERS/Russell Boyce

ТАСС, 22 января. Ученые расшифровали ДНК тропических цветов-саприй, которые известны необычно крупными и яркими соцветиями. Статью с описанием работы опубликовал научный журнал Current Biology.

"Существование саприй – настояще биологическое чудо. Они избавились от столь большого количества вещей, которые мы привыкли ассоциировать с растениями, однако при этом они не покинули пределы этого царства", – рассказал один из авторов исследования, профессор Гарвардского университета Чарльз Дэвис.

Некоторые растения в далеком прошлом потеряли способность к фотосинтезу и самостоятельной добыче питательных веществ, научившись паразитировать на других растениях и даже грибах. Чаще всего такие растения можно встретить в густых лесах – там, где другие подобные организмы не могут выжить. Яркий пример подобных растений – орхидеи, цветы умеренного и тропического климатического пояса. Они паразитируют на грибах и лианах, которые снабжают орхидеи питательными веществами и минералами. 

Самыми заметными и экзотическими паразитическими растениями традиционно считают цветы из семейства раффлезиевых, которые растут в тропических лесах Восточной и Юго-Восточной Азии. Это очень большие цветы (диаметр некоторых достигает метра и более), они паразитируют на различных растениях из семейства виноградовых.

Как правило, у всех раффлезий ярко красный цвет и необычный запах гниющего мяса. Ученые предполагают, что с его помощью раффлезиевые привлекает как опылителей мух, а не пчел или других насекомых. В отличие от многих других растений, у этих цветов нет корней, стебля, листьев или других частей, традиционно отвечающих за выработку питательных веществ или их транспорт.

Геном крупнейших цветов мира

Дэвис и его коллеги заинтересовались, как подобный "стиль" жизни мог повлиять на структуру генома раффлезий и характер их эволюции. Для ответа на этот вопрос ученые отправились в экспедицию в Тайланд, где собрали образцы одного из вида этих цветов, саприи гималайской (Sapria himalayana).

Расшифровав их геном, ученые обнаружили, что он очень длинный и на 80-90% состоит из множества повторяющихся участков. Поэтому пока ученые не могут точно определить его размер: по предварительным оценкам он сопоставим с человеческим.

Несмотря на это, саприи в ходе эволюции потеряли рекордное количество генов как по сравнению с обычными растениями, так и другими паразитами. По словам исследователей, в геноме этих растений есть меньше половины тех участков ДНК, которые раньше считались критически важными для выживания растений, в том числе и гены, которые отвечают за фотосинтез, реакцию на стресс, производство крахмала и ряд других важнейших функций.

При этом, что интересно, значимую долю генома, около 1,8%, саприи украли у растений, на которых они паразитируют. Вероятно, они поглощали обрывки их ДНК и интегрировали в свой геном. Ученые предполагают, что блалгодаря этому раффлезиевые приспособились к паразитированию на своих хозяевах.

Дальнейшее изучение их генома, по словам Дэвиса и его коллег, поможет понять, как саприи и другие раффлезиевые избежали вымирания за десятки миллионов лет паразитической жизни. Кроме того, генетики надеются понять, почему геном этих растений стал таким большим.

Continue Reading

Наука

Предки плюющихся кобр приобретали способность плеваться ядом трижды

Предки плюющихся кобр приобретали способность плеваться ядом трижды

Published

on

Ученые предполагают, что главным движущим фактором эволюции плюющихся кобр могло послужить появление человека и других гоминид

Предки плюющихся кобр приобретали способность плеваться ядом трижды

© Andre Coetzer/shutterstock/FOTODOM

ТАСС, 22 января. Изучение истории эволюции плюющихся кобр показало, что их предки как минимум три раза приобретали способность плеваться ядом. Это может быть связано с появлением человека и высших приматов. Описание исследования опубликовал научный журнал Science.

Как правило, в яде змей, скорпионов, пауков и других ядовитых животных содержится множество белков и сигнальных молекул, которые выполняют две разных функции. Часть из них проникает в рецепторы или ионные каналы на поверхности нервных клеток и мешает им работать. Другие компоненты яда вызывают массовую гибель клеток, напрямую растворяя их компоненты или заставляя их самоуничтожиться, из-за чего появляются тромбы и внутренние кровотечения.

Из-за серьезных различий в структуре этих молекул, а также их большого разнообразия ученые пока не могут создать универсальное противоядие, которое могло бы защитить человека от любых животных токсинов или же позволяло подавить действие яда хотя бы одного семейства змей или скорпионов. Поэтому ученые давно интересуются, как возникли разные виды ядов змей и прочих ядовитых животных, а также то, какие функции они выполняли в далеком прошлом.

В частности, биологи уже много лет пытаются понять, как сразу три группы змей – африканские и азиатские плюющиеся кобры и южноафриканские ошейниковые кобры – "научились" плеваться ядом в глаза нападающих на них животных. Ученые пока не могут точно сказать, умел ли делать это общий предок этих змей и зачем ему была нужна такая способность.

Эволюционист из Бангорского университета (Великобритания) Вольфганг Вюстер и его коллеги попытались получить ответ на оба эти вопроса. Они сравнили между собой химический состав яда этих кобр и их неплюющихся родичей. Эти данные ученые сопоставили со строением геномов этих змей, благодаря чему они предположили, когда предки современных змей научились плеваться ядом.

Анализ показал две неожиданных вещи. С одной стороны, все плюющиеся кобры используют яд исключительно для защиты от нападений более крупных животных, что противоречит общепринятым представлениям о том, что состав яда змей зависит в первую очередь от их диетических предпочтений.

С другой Вюстер и его коллеги обнаружили, что предки всех трех подгрупп плюющихся кобр выработали подобную способность независимо друг от друга и в разные периоды времени. Несмотря на это, состав их ядов оказался очень похожим, поскольку во всех них есть большое количество ферментов, которые растворяются стенки клеток, таких как фосфолипаза А2.

По словам биологов, схожий характер эволюции кобр, которые живут в разных уголках Африки и Азии, говорит о том, что на них действовали одни и те же факторы естественного отбора. Они заставили предков этих змей тремя разными способами перепрофилировать их яд и приспособить его для защиты, а не нападения.

Что именно послужило причиной этого, ученые пока точно не могут сказать. Однако они предполагают, что главным движущим фактором эволюции плюющихся кобр могло послужить появление человека и прочих гоминид. В пользу этого, в частности, говорит то, что общий предок всех африканских змей, обладающих такой способностью, появился около семи миллионов лет назад, примерно в то же время, когда разделились предки людей и шимпанзе.

"Многие приматы нападают на змей, используя камни и палки. Появление двуногих гоминид, чьи руки хорошо приспособлены для таких действий, могло послужить общим фактором естественного отбора, который трижды заставил предков разных плюющихся кобр выработать дальнобойную систему защиты от таких нападений", – пояснил Вюстер.

Аналогичным образом, подобные змеи появились на территории Азии около 2,5 млн лет назад, когда туда впервые проникли первые представители рода Homo. Дальнейшее изучение геномов этих змей, а также поиски окаменелых останков их предков, как надеются Вюстер и его коллеги, дадут точный ответ на этот вопрос.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Наука4 часа ago

Ученые СО РАН в 2021 году могут получить патент на рискометр развития инфаркта миокарда

Использование рискометров с генетической шкалой может способствовать улучшению качества и продолжительности жизни пациентов, позволяет своевременно назначить человеку лечение, правильное питание...

В Госдуму внесен законопроект об индексации пенсий работающим пенсионерам В Госдуму внесен законопроект об индексации пенсий работающим пенсионерам
Экономика4 часа ago

В Госдуму внесен законопроект об индексации пенсий работающим пенсионерам

!Здание Государственной Думы РФ © РИА Новости. Наталья Селиверстова Читать 1prime.ru в МОСКВА, 23 янв — ПРАЙМ. Фракция «Справедливая Россия» в ГД...

В мире5 часов ago

SpaceX перенесла на сутки запуск на орбиту группы спутников

Москва. 23 января. INTERFAX.RU — Запуск американской тяжелой ракеты Falcon 9, планировавшийся в субботу с самым большим в мире количеством...

В мире6 часов ago

В Минске на акциях протеста задержали около ста человек

Москва. 23 января. INTERFAX.RU — В Минске проходят задержания протестующих, на данный момент это около 100 человек, говорится в сообщении...

Общество6 часов ago

Умер знаменитый телеведущий Ларри Кинг

Известный американский телеведущий Ларри Кинг скончался в возрасте 87 лет. Об этом сообщает его Twitter-аккаунт. «С глубочайшей грустью Ora Media...

Умер американский тележурналист Ларри Кинг Умер американский тележурналист Ларри Кинг
В мире7 часов ago

Умер американский тележурналист Ларри Кинг

Есть обновление от 20:30 →Что произошло за день: суббота, 23 января Ларри Кинг Фото: Rodin Eckenroth/Getty Images Москва. 23 января....

СМИ узнали, что нацгвардейцы могут остаться в Вашингтоне до марта СМИ узнали, что нацгвардейцы могут остаться в Вашингтоне до марта
В мире7 часов ago

СМИ узнали, что нацгвардейцы могут остаться в Вашингтоне до марта

Москва. 23 января. INTERFAX.RU — В американской администрации обсуждают возможность сохранения присутствия тысяч служащих национальной гвардии в Вашингтоне до марта,...

Экономист рассказал о сценарии падения рубля до 100 за доллар Экономист рассказал о сценарии падения рубля до 100 за доллар
Экономика8 часов ago

Экономист рассказал о сценарии падения рубля до 100 за доллар

!Банкноты © РИА Новости. Владимир Трефилов Читать 1prime.ru в МОСКВА, 23 янв — ПРАЙМ. Курс российской валюты может подняться до 100 рублей за доллар...

Не стало бывшего главкома ВМФ России Феликса Громова Не стало бывшего главкома ВМФ России Феликса Громова
Общество8 часов ago

Не стало бывшего главкома ВМФ России Феликса Громова

Умер бывший главком ВМФ России адмирал флота Феликс Громов. Он скончался на 84-м году жизни. По словам представителя Клуба военачальников...

Гран-При XIX-й премии "Золотой Орел" получили ученики Михалкова Гран-При XIX-й премии "Золотой Орел" получили ученики Михалкова
Культура8 часов ago

Гран-При XIX-й премии «Золотой Орел» получили ученики Михалкова

27 января, отмечается День снятия блокады Ленинграда. В этом смысле вручение Гран-При XIX-й Национальной кинематографической премии «Золотой орел» фильму «Блокадный...

Популярное