Люди, вероятно, всегда будут озадачены тем, что еще загадочного может им предложить мир, в котором они живут. Причем, что самое интересное, многие из этих тайн до сих пор не могут объяснить ученые.
1. «Отрыжка» черных дыр
Поскольку черные дыры, по существу, являются гигантскими «космическими пылесосами», которые проглатывают на своем пути целые звезды и скопления, ученые всегда недоумевали, куда же девается это колоссальное количество материи. Как оказалось, черные дыры могут «отрыгивать» газ назад. В начале 2016 года ученые обнаружили относительно близко от Земли черную дыру, которая извергает большие объемы газа.
Исследователи из Университета Техаса были очарованы этим явлением, но они могут только догадываться, почему это происходит. Якобы, подобная «отрыжка» может быть способом выровнять размер галактик или же она может быть ключом к пониманию того, как формируются звезды.
2. «Огненные шары Нага» в Таиланде
Каждый год в конце буддийского поста на реке Меконг в Таиланде происходит красивое и потустороннее событие. Сотни огненных шаров взмывают прямо из реки и устремляются в небо. Но эти «огненные шары» не являются «китайскими фонариками» или каким-то сложным фейерверком - это естественное и спонтанное явление, и никто толком не может понять, почему это происходит.
Эти красивые пылающие шары, известные как «Болиды Нага» или «Огненные шары Нага», вылетают из реки Меконг каждый год в течение осени. Какой бы ни была реальная причина этого, наука не может объяснить поразительное природное явление.
3. Миграция животных
Все животные довольно удивительны по-своему, но некоторые из них показывают потрясающие результаты, когда им нужно добраться из одного места в другое. Иногда кажется, что у некоторых из них есть «встроенные системы GPS». Это удивительное навигационное умение используется по-разному различными животными. Черепахи, например, рождаются, уже точно зная, где они находятся и куда им нужно ползти.
4. Почему люди спят
Большинство согласятся с тем, что сон необходим для «ремонта и восстановления тела». Но если это такой важный процесс, как же существуют другие формы жизни, которым вообще не нужно спать. Некоторые ученые предположили, что те, кто не нуждается во сне, эволюционировали, чтобы справляться без сна и вечно быть начеку, поджидая хищников. А те виды, которые сегодня нуждаются во сне, якобы развили способность скрываться от хищников. В то время как это помогает объяснить, почему сон когда-то мог быть помощью или помехой для выживания человека, никто не может ответить, почему люди спят сегодня.
5. Отсутствие внеземной жизни
Наша Вселенная простирается на 92 миллиарда световых лет. В ней есть миллиарды галактик, каждая из которых является домом для миллиардов планет. Так почему ни одна инопланетная форма жизни до сих пор не заявилась в гости. Хотя есть десятки разных теорий, они являются всего лишь теориями. Как бы то ни было, Вселенная просто слишком огромная для людей, чтобы это когда-либо узнали наверняка.
6. Темная материя
Темная материя названа так потому, что она не взаимодействует со светом и в значительной степени невидима. Поэтому, прежде чем начать изучать это явление, ученым нужно было сначала открыть его. Во время наблюдений галактики Андромеда Вера Рубин заметила, что звезды на краю галактической спирали двигались так же быстро, как и в центре, таким образом, презрев законы движения Ньютона.
Поэтому и было выдвинуто предположение, что среди звезд должна существовать и некая невидимая «материя». Сегодня ученые считают, что эта темная материя составляет около 22 процентов Вселенной. Но что это такое и что она делает, полная загадка.
7. Эффект плацебо
Это попросту не должно иметь смысла - почти чистая вода может оказывать ничуть не меньший болеутоляющий эффект, чем морфий. Однако, это называется эффектом плацебо и удивляет ученых уже не одно десятилетие. Было проведено много экспериментов с обычным физиологическим раствором, в ходе которых он действительно оказывал положительное воздействие на некоторых пациентов, даже страдающих болезнью Паркинсона.
Когда итальянский ученый Фабрицио Бенедетти ввел солевой раствор плацебо группе пациентов с болезнью Паркинсона, это помогло уменьшить их тремор и напряженность мышц. Является ли это результатом того, что мозг сам способен преодолеть боль по желанию или же чудодейственные эффекты кроются где-то глубже… Это по-прежнему остается загадкой.
8. Самое бесшумное место в мире
Возле Дюранго в Мексике есть область, известная как «тихая зона». Согласно местной легенде в ней не работает радио. Теорий того, почему сюда не проходят радиоволны, великое множество: от инопланетян и магнитных полей до предполагаемой энергии земли. А в 1970 году в «тихой зоне» упала американская учебная ракета, содержащая радиоактивные элементы.
9. Австралийский Стоунхендж
Об английском Стоунхендже в графстве Уилтшир известно многое (хотя ученые до сих пор не знают, кто его построил и зачем), но австралийская версия Стоунхенджа является еще более загадочной. Этот исторический артефакт в Новом Южном Уэльсе довольно сильно поврежден, а его точное местонахождение остается в тайне с момента первоначального исследования в 1939 году.
С учетом оценки возраста этого древнего каменного образования, удивительным является даже то, что он еще не разрушился. В то время как английский Стоунхендж был возведен в период неолита (2500 г. до н.э.), австралийский восходит к периоду палеолита - около 2,5 миллионов лет назад. Эти камни, как полагают, содержат надписи самых ранних форм человеческого языка. К сожалению, повреждения сделали его научное исследование практически невозможным.
10. Огни, предупреждающие в землетрясении
Землетрясения являются непредсказуемыми и могут легко опустошить целые города. Но существует явление «огней землетрясения», которым как будто сама природа предупреждает, что произойдет. Эти огни появляются в виде белых или синих вспышек в небе (наподобие красочных молний).
Их видели в течение многих столетий, но наука начала замечать эти странные предупреждающие знаки, только когда огни сфотографировали во время землетрясения в Матсуширо в 1960-х годах. Ученые не знают, что их вызывает, но подобные огни продолжают фиксировать перед различными землетрясениями и дальше.
10. Сигнал wow
15 августа 1977 года Джерри Ейман (Jerry Ehman) получил радиосигнал с космоса, происхождение которого все считали потенциально ни «неземным», ни «несолнечным». Удивленный тем, насколько четко сигнал соответствовал предполагаемой отметке космического сигнала, Ейман обвел его на компьютерной распечатке и написал свой комментарий: «Вау!». Именно это высказывание Еймана и стало названием сигнала.
9. Странный полет кораблей Pioneer 10 и 11
Космические научно-исследовательские станции Pioneer 10 и 11 (запущенные в 1972 и 1973 гг.) давным-давно уже завершили свои полеты по солнечной системе, однако ученые до сих пор уделяют им особое внимание. Хотя Pioneer 11 был вовсе потерян, обе научно-исследовательские станции непредвиденно (и непонятно почему) поменяли направление своих полетов. Однако загадки на этом не кончаются: похоже, что оба корабля направились в одном и том же направлении.
Озадаченные ученые приводили огромное множество предположений по этому поводу: компьютерные ошибки, солнечные ветры, утечка топлива. Однако это все и осталось лишь на уровне предположений, ничего доказано не было.
8. Женский оргазм
Некоторые ученые полагают, что женский оргазм – понятие рудиментарное, то есть он не несет никакой явной эволюционной функции. По их мнению, женский оргазм никаким образом не способствует тому, чтобы шансы на оплодотворение возрастали. Другие исследователи утверждают, что это мнение ложно, так как не были взяты в расчет психосоциальные аспекты оргазма женщины.
7. Темная энергия
Большинство физиков когда-то были уверены в том, что расширение вселенной постепенно уменьшалось. Но уже в 1998 году выяснилось, что это не так. Наоборот, наша вселенная продолжает расширяться. Объяснением этому может быть явление под названием темная энергия, которая предположительно составляет 3 четверти нашей вселенной.
По общему мнению, темная энергия редко распространяется, а взаимодействует с другими объектами посредством гравитации. Темная энергия обладает негативным давлением, из-за которого она буквально разрывает вселенную. Именно это и объясняет постоянное расширение вселенной.
6. Скорость света
Согласно теории относительности Эйнштейна, нет ничего быстрее, чем скорость света. Что ж, ученым пришлось попытаться сделать невозможное, и у них получилось. В 2000 году ученые университета Принстон послали небольшой лазерный импульс через пар, полученный от газообразного цезия. Исследователи достигли поставленной цели: лазерный импульс перемещался в паровом пространстве быстрее, чем свет.
5. Эффект плацебо
Плацебо – это таблетка или медицинский препарат, который по существу является лекарством, но на самом деле не содержит каких-либо активных ингредиентов, а поэтому не имеет никакого воздействия на человека, принимающего плацебо. Этот загадочный феномен называется эффект плацебо. То как наша психика может воздействовать на здоровье до сих пор до конца не ясно науке, но ученые усиленно работают над этим и, возможно, вскоре завеса тайны будет приоткрыта.
4. Холодный ядерный синтез
Когда атомы соударяются с достаточной силой, они могут объединяться. Вместе с этим слиянием выделяется огромное количество энергии. Всевозможные научные теории твердят нам о том, что подобное может случиться только в среде с невероятно сильной энергетикой, к примеру, в солнечном ядре.
Однако научные эксперименты доказали, что подобного можно добиться и в реальной обстановке. Если вы проведете электрическое напряжение между электродами палладия, находящимися в воде, которая содержит в себе дейтерий и тяжелый водород, невероятный феномен произойдет у вас на глазах.
3. Зевота
Зевоту принято воспринимать как признак усталости или тоски, однако никто не станет отрицать тот факт, что человек зевает не только когда ему скучно или хочется спать. Анаэробные атлеты, такие как штангисты или спринтеры зачастую замечают, что зевают во время активнейших тренировок и соревнований. Зевота плюс ко всему еще и необъяснимо «заразна»: если кто-то рядом с вами зевнет, вам непременно захочется сделать то же самое.
Одной из гипотетических функций зевоты является накопление углекислого газа. Однако это не объясняет всех аспектов зевоты: например, то, почему она все-таки так заразна.
2. Темная материя
Все предметы привлекают к себе другие предметы, и чем больше объектов может привлечь к себе тот или иной предмет, тем больше его сила притяжения. Все достаточно просто. Однако современное понимание понятия гравитации не дает нам объяснения того, почему же видимые предметы свободно передвигаются во вселенной.
Для того чтобы решить данную проблему, современные физики создали особую гипотетическую субстанцию – темную материю. Присутствие темной материи можно определить только по ее гравитационному воздействию, которое она оказывает на более крупные предметы. Считается, что темная материя составляет большую часть массы вселенной.
1. Что случилось до и что будет после
Существует огромное количество различных теорий, описывающих то, что случится, если нашей вселенной все-таки придет конец. Но кроме того полно разных гипотез происхождения нашего мира. Да, в этом случае вовсе не обязательно быть специалистом квантовой механики для того, чтобы сказать, что любую из этих теорий невозможно проверить на правдивость.
На некоторые вопросы просто невозможно ответить. Куда попадет человек после смерти? Какова цель человеческой жизни?Эти вопросы еще долгое время не будут давать покоя любопытному разуму человека.
Казалось бы, в 2015 году учёные знают ответы практически на все вопросы. Но оказывается, даже современная наука не в силах объяснить массу самых обыденных вещей, с которыми человек сталкивается практически ежедневно. В нашем обзоре
1. Какова природа турбулентности?
Каждый, кто летал на самолете, сталкивался с моментом, когда пилот просит пристегнуть ремни из-за высокой турбулентности. Как ни парадоксально, люди до сих пор не имеют ни малейшего представления, как работает эта пресловутая турбулентность. Она вгоняет ученых в недоумение до такой степени, что Эйнштейн как-то сказал: "Я надеюсь, что до смерти мне кто-то успеет объяснить квантовую физику, а как работает турбулентность мне уже объяснит Бог ".
Всем известно, что кошки всегда мурлыкают, когда им хорошо. Однако, как они это делают, не знает никто. В горле кошек нет никакого специального органа, с помощью которого они могут издавать подобные звуки. Однако в ходе исследований выяснилось, что частота мурлыканья кошки находится в диапазоне, необходимом для ускорения регенерации костной ткани и заживления ран.
3. Что вызывает ощущение падения во сне?
Часто люди испытывают ощущение падения во сне, после чего резко просыпаются. Подобное происходило почти с каждым человеком, и этому явлению даже дали название - hypnic jerk. Для объяснения данного явления было разработано несколько теорий. Хотя ученые не имеют ни малейшего представления, что вызывает hypnic jerk, они предположили, что в организме человека подобная реакция выработалась еще с древнейших времен, когда людям приходилось спать на ветвях или возвышенностях, чтобы до них не добрались дикие животные. Т.е. подобное ощущение помогало им избежать падения. Однако, этой теории нет никаких доказательств.
Магнетизм - широко распространенное явление, но многое о нем до сих пор остается невыясненным. Например, почему заряженные частицы создают магнитное поле, достаточно сильное, чтобы физически перемещать предметы на большие расстояния. Объяснения обычно сводятся к тому, что "в мире существует магнетизм и он обладает такими-то свойствами". При Массачусетском технологическом институте даже есть целая лаборатория, которая занимается исключительно научными исследованиями магнетизма.
5. Почему у жирафов длинные шеи?
Многие считают, что у жирафов образовались длинные шеи в процессе эволюции, потому что это позволяло им дотягиваться до большего количества пищи. Но это не совсем верно, поскольку жирафы едят только определенный тип листьев, и им не обязательно дотягиваться за едой.
6. Почему птицы мигрируют?
Птицы ежегодно пролетаю огромные расстояния, мигрируя в тёплые края и обратно. Но, как они это делают, остается загадкой, а миграция птиц - одно из самых загадочных явлений в мире животных. К примеру, кукушки мигрируют и откладывают свои яйца в гнезда других птиц, а затем просто улетают по своим делам. Когда молодые кукушата вырастают, они улетают в родные края без посторонней помощи. Ученые считают, что птицы могут ориентироваться по звездам и магнитному полю Земли, но как это делают птенцы, которые никогда не видели, откуда прилетели их родители?
Ньютон первым начал изучать силу тяжести более 350 лет назад. С тех пор наука далеко ушла вперед, но знания о гравитации находятся примерно на уровне времен Ньютона. Люди знают об частицах каждой из четырех фундаментальных сил Вселенной, за исключением гравитации. Считается, что за силу тяжести отвечает частица гравитон, но ученые не сумели ее обнаружить.
Наука прошла долгий путь к пониманию того, как работают органы человеческого тела, но ученые до сих пор не имеют ни малейшего представления, какие именно части мозга участвуют в процессе хранении воспоминаний. Еще более непонятной загадкой является то, как люди вспоминают о нужной информации, выделяя ее из колоссальных объемов того, что хранится в мозгу.
9. Почему у женщин наступает менопауза?
Менопауза бросает вызов всем правилам эволюции. Способность воспроизводства у животных - естественный процесс, который гарантирует продолжение рода. У людей же происходит что-то странное. Женщины теряют способность к воспроизводству в возрасте 45-50 лет, и наука не имеет ни малейших объяснений, почему это происходит. С точки зрения эволюции, это крайне вредно и непрактично - терять навсегда способность к размножению, поскольку прекращается выживание путем естественного отбора. Помимо людей, только два вида китов полностью прекращают размножение в определенном возрасте.
10. Что такое сны?
Спят все люди без исключения. Однако, почему ночью снятся сны - загадка даже в 21 веке. Некоторые люди считают, что сны - просто случайные образы, которые не служат никакой цели, в то время как другие считают, что сны несут глубокий смысл. Некоторые теории предполагают, что сны являются проявлением тех вещей, о которых человек думал в течение дня, хотя многие современные ученые не согласны с этим. Официальная наука единогласна в том, что сны символизируют что-то скрытое глубоко в психике людей, хотя что именно - никто не может сказать.
Наука появилась ради необходимости отвечать на вопросы людей.
И вроде бы большая часть сложных явлений изучена вдоль и поперёк, а осталась «самая малость» - постичь природу тёмной материи, разобраться с проблемой квантовой гравитации, решить задачу размерности пространства-времени, понять, что такое тёмная энергия (и ещё несколько сотен подобных вопросов).
Однако до сих пор остаются и более простые, казалось бы, явления, но которые учёные не в силах объяснить до конца.
Что такое стекло?
НОБЕЛЕВСКИЙ ЛАУРЕАТ УОРРЕН АНДЕРСОН ОДНАЖДЫ СКАЗАЛ: «Самая глубокая и интересная из неразрешённых проблем в теории твёрдого состояния кроется в природе стекла». И хотя стекло известно человечеству уже не первое тысячелетие, в чём причина его уникальных механических свойств, учёные до сих пор не понимают. Из школьных уроков мы помним, что стекло - это жидкость, но так ли это? Учёные точно не знают, какова природа перехода между жидкой или твёрдой и стекловидной фазами и какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла.
Процесс формирования стекла не удаётся объяснить с помощью ни одного из нынешних инструментов физики твёрдого тела, многочастичной теории или теории жидкостей. Если описать вкратце, жидкое расплавленное стекло при охлаждении постепенно становится всё более вязким, пока не обретает жёсткость. В то время как при формировании кристаллических твёрдых тел, например, графита, атомы в один момент образуют привычные периодические структуры. Тарун Читра, исследователь молекулярной динамики, объясняет организацию молекул в разных веществах на примере танца:
Идеальное твёрдое тело - это как медленный танец, когда два партнёра вместе с другими парами движутся вокруг своей стартовой позиции на танцевальной площадке.
Идеальная жидкость - это как вечеринка знакомств, когда каждый старается потанцевать со всеми в комнате (это свойство называется эргодичность), при этом средний темп, с которым все танцуют, примерно одинаковый.
Cтекло же по этой аналогии похоже на танец, когда группа людей разделяется на меньшие подгруппы и каждая кружится в своём хороводе. Вы можете меняться партнёрами из своего круга, и этот танец происходит вечно.
Стекло ведёт себя так, что его пока невозможно описать равновесной статистической механикой. В частности, субэкспоненциальные автокорреляции и кросскорреляционная функция стекла могут быть получены путём бесконечного числа случайных процессов. До какого-то момента система «работает» более-менее понятно и предсказуемо, но, если наблюдать за ней достаточно долго, вы начинаете видеть, как некоторые особенности лучше описываются теорией вероятности и случайных процессов.
Почему велосипед не падает на бок?
КОНСТРУКЦИЯ ВЕЛОСИПЕДА ДОВОЛЬНО ПРОСТА, и, кажется, что давно понятно, как и почему двухколёсное средство сохраняет отличную устойчивость. Всегда считалось, что в сохранении баланса велосипеда важнейшую роль играют два механизма. Первый - автоматическое подруливание, или эффект кастора: если велосипед наклоняется в какую-то сторону, переднее колесо само поворачивается туда же, после чего центробежная сила возвращает колесо в начальное положение. Второй механизм связывают с гироскопическим моментом вращающихся колёс.
Американский инженер Энди Руина с коллегами взялся опровергнуть оба этих утверждения. Они сконструировали велосипед, похожий на самокат, у которого переднее колесо касается опоры перед точкой пересечения с нею оси передней вилки, что «отменяет» действие кастора. А кроме того, переднее и заднее колёса связаны с двумя другими, вращающимися в обратную сторону, и тем самым обнуляющими гироскопический эффект.
Тем не менее этот велосипед не так уж и быстро падает на бок. По сути, равновесие он держит не хуже обычного велосипеда и даже демонстрирует то же самое автоматическое подруливание. По результатам эксперимента авторы сделали вывод, что оба эффекта - и кастора, и гироскопа - играют важную роль в сохранении баланса едущего велосипеда, но оба не являются критически важными для него.
Отчего же не падает велосипед, до конца так и неизвестно. По последним предположениям инженеров, ключевую роль в этом играет особое распределение нагрузки.
Как работает плацебо?
О плацебо, или веществах, которые не имеют явных лечебных свойств, но положительно воздействуют на организм, известно давно. В основе эффекта плацебо лежит психоэмоциональное воздействие. Но исследователи не раз доказывали, что плацебо, не имеющее активных веществ, может стимулировать реальные физиологические реакции, в том числе изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления, а также химической активности в головном мозге. Плацебо также помогает избавиться от болей, депрессии, тревоги, усталости и даже некоторых симптомов болезни Паркинсона.
То, как наша психика может воздействовать на здоровье, до сих пор до конца не ясно, и учёные не могут раскрыть механизмы, лежащие в основе физиологических реакций на плацебо. Очевидно, что в эффекте сплетено много различных аспектов, при этом лекарства-пустышки не оказывают влияния на источник или причину заболевания. Опытным путём установлено, что реакция организма различается в зависимости от способа доставки плацебо (при приёме таблеток или инъекциях). Также плацебо дают только ожидаемый, то есть известный заранее, терапевтический эффект. И чем выше ожидания - тем сильнее эффект плацебо. Кроме того, известно, что его можно усилить при активном вербальном воздействии на пациента. Действию плацебо подвержены далеко не все. Чаще плацебо действует на экстравертов, людей с повышенным уровнем тревожности, мнительности, неуверенности в себе.
В октябре 2013 года было опубликовано исследование, демонстрирующее, что плацебо-эффект связан с повышением альфа-активности головного мозга. Альфа-волны возникают в расслабленном состоянии, которое похоже на лёгкий транс или медитацию, - то есть в наиболее внушаемом состоянии. Эффект плацебо оказывает значительное воздействие на нервную систему человека в области спинного мозга. Но пока подробно описать механизм его воздействия так никто и не смог.
Что значил wow-сигнал из далёкого космоса?
15 АВГУСТА 1977 ГОДА ПРОИЗОШЛО ОДНО ИЗ САМЫХ ЗАГАДОЧНЫХ СОБЫТИЙ В ИСТОРИИ ИЗУЧЕНИЯ КОСМОСА. Доктор Джерри Эйман во время работы на радиотелескопе «Большое ухо» в рамках проекта SETI зафиксировал сильный узкополосный космический радиосигнал. Его характеристики (полоса передачи, соотношение сигнала и шума) соответствовали ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. Поражённый этим, Эйман обвёл соответствующие ему символы на распечатке и подписал на полях «Wow!». Эта подпись и дала название сигналу.
Сигнал исходил из области неба в созвездии Стрельца, примерно в 2.5 градусах к югу от звёздной группы Хи. Однако после долгих лет ожиданий повторения чего-то подобного ничего не произошло.
УЧЁНЫЕ УТВЕРЖДАЮТ, ЧТО ЕСЛИ СИГНАЛ И ИМЕЛ ВНЕЗЕМНОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ, то существа, которые его отправили, должны принадлежать к очень и очень продвинутой цивилизации. Чтобы послать такой мощный сигнал, требуется как минимум 2,2-гигаваттный передатчик, который намного мощнее любого из земных (например, система HAARP на Аляске, одна из самых мощных в мире, предположительно способна передать сигнал до 3600 кВт).
В качестве одной из гипотез, объясняющих мощность сигнала, предполагается, что изначально слабый сигнал был значительно усилен благодаря действию гравитационной линзы; однако это по-прежнему не исключает возможности его искусственного происхождения. Другие исследователи предполагают возможность вращения источника излучения наподобие маяка, периодическое изменение частоты сигнала или его однократность. Существует также версия, что сигнал был отправлен с перемещающегося инопланетного звездолёта.
В 2012 году к 35-летию сигнала обсерватория Аресибо направила ответ из 10 000 закодированных твитов в направлении предполагаемого источника. Однако получил ли их кто-нибудь, неизвестно. До сих пор wow-сигнал остаётся одной из главных загадок для астрофизиков.
Как неживая материя становится живой?
В НАУЧНОМ МИРЕ СЕГОДНЯ ПРЕОБЛАДАЕТ КОНЦЕПЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ, согласно которой первая жизнь зародилась сама по себе из неорганических компонентов в результате физических и химических процессов. То, как из неживой материи происходит живая, описывает теория абиогенеза. Однако в ней существует масса проблем.
Известно, что основными компонентами живого вещества являются аминокислоты. Но вероятность случайного возникновения определённой аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько тысяч букв из наборного типографского шрифта будут сброшены с крыши небоскрёба и сложатся в определённую страницу романа Достоевского. Абиогенез в его классическом виде предполагает, что такое «сбрасывание шрифта» происходило тысячи раз - то есть столько, сколько понадобилось, пока тот не сложился в требуемую последовательность. Однако по современным подсчётам на это ушло бы на много больше времени, чем существует вся Вселенная.
При этом в лабораторных условиях все попытки создания искусственной живой клетки ни разу не увенчались успехом. Полный набор аминокислот и нуклеотидов и простейшую бактериальную клетку по-прежнему разделяет пропасть. Возможно, первые живые клетки очень сильно отличались от тех, что мы можем наблюдать сейчас. Также большое количество учёных поддерживают гипотезу о том, что первые живые клетки могли попасть на нашу планету благодаря метеоритам, кометам и другим внеземным объектам.
Почему люди делятся на левшей и правшей?
ЗА ПОСЛЕДНИЕ 100 ЛЕТ УЧЁНЫЕ ДОВОЛЬНО ХОРОШО ИЗУЧИЛИ ПРОБЛЕМУ, почему люди преимущественно используют одну руку и почему чаще это именно правая рука. Однако стандартного эмпирического тестирования правшей или левшей нет, так как учёные до конца не могут понять, какие механизмы участвуют в этом процессе.
Учёные расходятся во мнении, какой процент человечества является правшами, а какой левшами. В целом считается, что большинство (от 70 % до 95 %) - правши, меньшинство (от 5 % до 30 %) - левши, также существует неопределённое число людей с наблюдающейся полной симметрией. Доказано, что на леворукость и праворукость влияют гены, но точный «ген левши» пока не выявлен. Существует доказательство того, что на склонность к использованию правой или левой руки могут влиять социальные и культурные механизмы. Самый характерный пример этого, как учителя переучивали детей, заставляя при писании переключаться с левой руки на правую. При этом на данный момент более тоталитарные общества имеют меньше леворуких, чем более либеральные общества.
Портрет Поля Брока
Некоторые исследователи говорят о «патологической» леворукости, связанной с мозговыми травмами во время родов. В 1860-х годах французский хирург Поль Брока отметил взаимосвязь между активностью рук и полушариями мозга. Согласно его теории, половинки мозга соединены с половинками тела крест-накрест. Но на данный момент известно, что эти связи не являются такими простыми, как их описывал Брок. Исследования, проведённые в 1970-х годах, показали, что большинство левшей имеют одинаковую левополушарную активность, типичную для всех людей. При этом только часть левшей имеют различные отклонения от нормы.
Изучая проблемы леворукости и праворукости приматов, учёные установили, что большинство животных в отдельной популяции является либо левшами, либо правшами. При этом отдельные обезьяны часто развивают свои индивидуальные предпочтения.
В итоге у нас пока имеются только общие представление о причинах праворукости, и исследователям пока только предстоит детально разобраться во всех механизмах их формирования.
Почему мы спим?
МЫ СПИМ 36 % СВОЕЙ ЖИЗНИ, НО УЧЁНЫЕ ДО КОНЦА НЕ МОГУТ ОБЪЯСНИТЬ ЕГО ПРИРОДУ. Людям свойственен сон, поскольку это заложено в наших генах, но почему такое состояние появилось в процессе эволюции - загадка. Кроме теплокровных животных (млекопитающих и птиц), ни у кого из живых существ этих форм сна нет, и в чём заключаются преимущества сна - до сих пор непонятно.
УЧЁНЫЕ УЖЕ ВЫЯСНИЛИ, ЧТО ВО ВРЕМЯ СНА БЫСТРЕЕ РАСТУТ МЫШЦЫ, ЛУЧШЕ ЗАЖИВЛЯЮТСЯ РАНЫ, а также ускоряется синтез протеинов. Другими словами, сон помогает организму восполнить то, что он потерял во время бодрствования. Недавние исследования доказали, что во время сна наш мозг очищается от токсинов, и если человек мешает этому процессу (иными словами - не спит), у него могут начаться психические отклонения. Кроме того, во время отдыха в мозге ослабляются или разъединяются связи между клетками, таким образом у нас «освобождается место» для поступления новой информации. В мозге генерируются новые синапсы, поэтому недосыпание грозит снижением способности приобретать, обрабатывать и вспоминать информацию.
Во время сна мозг часто «проигрывает» некоторые эпизоды, которые случились с нами в течение дня, и, по мнению исследователей, этот процесс помогает укрепить нашу память. Хотя содержание сновидений определяется реальными впечатлениями, наше сознание во сне отличается от нашего сознания в период бодрствования. Во сне наше мироощущение оказывается гораздо более образным и эмоциональным. Мы видим различные картины, переживаем по их поводу, а осмыслить должным образом не можем. Учёные полагают, что синхронизирующие механизмы, господствующие в сонном мозге, в большей мере связаны с первой сигнальной системой и эмоциональной сферой. Но что же представляют собой сновидения, ответить однозначно пока нельзя.
Почему кошки мурлычут?
НИКТО НЕ ЗНАЕТ НАВЕРНЯКА, ПОЧЕМУ КОШКИ МУРЛЫЧУТ. Мурлыкание отличается от многих других звуков, издаваемых животными, тем, что вокализация происходит на протяжении всего дыхательного цикла (и на вдохе, и на выдохе). Когда-то считалось, что звук производился благодаря потоку крови, проходящему через нижнюю полую вену, но теперь большинство учёных согласны, что в процессе извлечения звука участвуют гортань, мышцы гортани и нейронный осциллятор.
Котята учатся мурлыкать, как только им исполняется пара дней. Ветеринары предполагают, что их мурлыканье означает что-то наподобие человеческих слов «мама», «я в порядке» или «я здесь». Эти звуки способствуют укреплению связей между котёнком и его матерью.
Но когда котёнок вырастает, он также продолжает мурлыкать, и многие исследователи убеждены, что во взрослом возрасте этот звук связан с удовольствием и радостью. Иногда же кошки мурлычут при получении травмы или при болезни. Доктор Элизабет фон Муггенталер предполагает, что мурлыканье и низкочастотные колебания, которые оно производит, являются «естественным механизмом самолечения» и укрепляют, заживляют раны и облегчают боль.
Голосовая особенность домашних кошек не уникальна. Другие виды семейства кошачьих, такие как рыси, гепарды и пумы, также мурлычут. Хотя некоторые большие кошки (львы, леопарды, ягуары, тигры, снежные барсы и дымчатые леопарды) не умеют этого делать.
Наука появилась ради необходимости отвечать на вопросы людей. И вроде бы большая часть сложных явлений изучена вдоль и поперёк, а осталась «самая малость» - постичь природу тёмной материи, разобраться с проблемой квантовой гравитации, решить задачу размерности пространства-времени, понять, что такое тёмная энергия (и ещё несколько сотен подобных вопросов). Однако до сих пор остаются и более простые, казалось бы, явления, но которые учёные не в силах объяснить до конца.
Нобелевский лауреат Уоррен Андерсон однажды сказал: «Самая глубокая и интересная из неразрешённых проблем в теории твёрдого состояния кроется в природе стекла». И хотя стекло известно человечеству уже не первое тысячелетие, в чём причина его уникальных механических свойств, учёные до сих пор не понимают. Из школьных уроков мы помним, что стекло - это жидкость, но так ли это? Учёные точно не знают, какова природа перехода между жидкой или твёрдой и стекловидной фазами и какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла.
Процесс формирования стекла не удаётся объяснить с помощью ни одного из нынешних инструментов физики твёрдого тела, многочастичной теории или теории жидкостей. Если описать вкратце, жидкое расплавленное стекло при охлаждении постепенно становится всё более вязким, пока не обретает жёсткость. В то время как при формировании кристаллических твёрдых тел, например, графита, атомы в один момент образуют привычные периодические структуры. Тарун Читра, исследователь молекулярной динамики, объясняет организацию молекул в разных веществах на примере танца:
Идеальное твёрдое тело - это как медленный танец, когда два партнёра вместе с другими парами движутся вокруг своей стартовой позиции на танцевальной площадке.
Идеальная жидкость - это как вечеринка знакомств, когда каждый старается потанцевать со всеми в комнате (это свойство называется эргодичность), при этом средний темп, с которым все танцуют, примерно одинаковый.
{vimeo}105570864{/vimeo}
Cтекло же по этой аналогии похоже на танец, когда группа людей разделяется на меньшие подгруппы и каждая кружится в своём хороводе. Вы можете меняться партнёрами из своего круга, и этот танец происходит вечно.
Стекло ведёт себя так, что его пока невозможно описать равновесной статистической механикой. В частности, субэкспоненциальные автокорреляции и кросскорреляционная функция стекла могут быть получены путём бесконечного числа случайных процессов. До какого-то момента система «работает» более-менее понятно и предсказуемо, но, если наблюдать за ней достаточно долго, вы начинаете видеть, как некоторые особенности лучше описываются теорией вероятности и случайных процессов.
Почему велосипед не падает на бок?
Конструкция велосипеда довольно проста, и, кажется, что давно понятно, как и почему двухколёсное средство сохраняет отличную устойчивость. Всегда считалось, что в сохранении баланса велосипеда важнейшую роль играют два механизма. Первый - автоматическое подруливание, или эффект кастора: если велосипед наклоняется в какую-то сторону, переднее колесо само поворачивается туда же, после чего центробежная сила возвращает колесо в начальное положение. Второй механизм связывают с гироскопическим моментом вращающихся колёс.
Американский инженер Энди Руина с коллегами взялся опровергнуть оба этих утверждения. Они сконструировали велосипед, похожий на самокат, у которого переднее колесо касается опоры перед точкой пересечения с нею оси передней вилки, что «отменяет» действие кастора. А кроме того, переднее и заднее колёса связаны с двумя другими, вращающимися в обратную сторону, и тем самым обнуляющими гироскопический эффект.
Тем не менее этот велосипед не так уж и быстро падает на бок. По сути, равновесие он держит не хуже обычного велосипеда и даже демонстрирует то же самое автоматическое подруливание. По результатам эксперимента авторы сделали вывод, что оба эффекта - и кастора, и гироскопа - играют важную роль в сохранении баланса едущего велосипеда, но оба не являются критически важными для него.
Отчего же не падает велосипед, до конца так и неизвестно. По последним предположениям инженеров, ключевую роль в этом играет особое распределение нагрузки.
Как работает плацебо?
О плацебо, или веществах, которые не имеют явных лечебных свойств, но положительно воздействуют на организм, известно давно. В основе эффекта плацебо лежит психоэмоциональное воздействие. Но исследователи не раз доказывали, что плацебо, не имеющее активных веществ, может стимулировать реальные физиологические реакции, в том числе изменение частоты сердечных сокращений и артериального давления, а также химической активности в головном мозге. Плацебо также помогает избавиться от болей, депрессии, тревоги, усталости и даже некоторых симптомов болезни Паркинсона.
То, как наша психика может воздействовать на здоровье, до сих пор до конца не ясно, и учёные не могут раскрыть механизмы, лежащие в основе физиологических реакций на плацебо. Очевидно, что в эффекте сплетено много различных аспектов, при этом лекарства-пустышки не оказывают влияния на источник или причину заболевания. Опытным путём установлено, что реакция организма различается в зависимости от способа доставки плацебо (при приёме таблеток или инъекциях). Также плацебо дают только ожидаемый, то есть известный заранее, терапевтический эффект. И чем выше ожидания - тем сильнее эффект плацебо. Кроме того, известно, что его можно усилить при активном вербальном воздействии на пациента. Действию плацебо подвержены далеко не все. Чаще плацебо действует на экстравертов, людей с повышенным уровнем тревожности, мнительности, неуверенности в себе.
В октябре 2013 года было опубликовано исследование, демонстрирующее, что плацебо-эффект связан с повышением альфа-активности головного мозга. Альфа-волны возникают в расслабленном состоянии, которое похоже на лёгкий транс или медитацию, - то есть в наиболее внушаемом состоянии. Эффект плацебо оказывает значительное воздействие на нервную систему человека в области спинного мозга. Но пока подробно описать механизм его воздействия так никто и не смог.
Что значил wow-сигнал из далёкого космоса?
15 августа 1977 года произошло одно из самых загадочных событий в истории изучения космоса. Доктор Джерри Эйман во время работы на радиотелескопе «Большое ухо» в рамках проекта SETI зафиксировал сильный узкополосный космический радиосигнал. Его характеристики (полоса передачи, соотношение сигнала и шума) соответствовали ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. Поражённый этим, Эйман обвёл соответствующие ему символы на распечатке и подписал на полях «Wow!». Эта подпись и дала название сигналу.
Сигнал исходил из области неба в созвездии Стрельца, примерно в 2.5 градусах к югу от звёздной группы Хи. Однако после долгих лет ожиданий повторения чего-то подобного ничего не произошло.
Учёные утверждают, что если сигнал и имел внеземное происхождение,
то существа, которые его отправили, должны принадлежать к очень и очень продвинутой цивилизации. Чтобы послать такой мощный сигнал, требуется как минимум 2,2-гигаваттный передатчик, который намного мощнее любого из земных (например, система HAARP на Аляске, одна из самых мощных в мире, предположительно способна передать сигнал до 3600 кВт).
В качестве одной из гипотез, объясняющих мощность сигнала, предполагается, что изначально слабый сигнал был значительно усилен благодаря действию гравитационной линзы; однако это по-прежнему не исключает возможности его искусственного происхождения. Другие исследователи предполагают возможность вращения источника излучения наподобие маяка, периодическое изменение частоты сигнала или его однократность. Существует также версия, что сигнал был отправлен с перемещающегося инопланетного звездолёта.
В 2012 году к 35-летию сигнала обсерватория Аресибо направила ответ из 10 000 закодированных твитов в направлении предполагаемого источника. Однако получил ли их кто-нибудь, неизвестно. До сих пор wow-сигнал остаётся одной из главных загадок для астрофизиков.
Как неживая материя становится живой?
В научном мире сегодня преобладает концепция биологической эволюции, согласно которой первая жизнь зародилась сама по себе из неорганических компонентов в результате физических и химических процессов. То, как из неживой материи происходит живая, описывает теория абиогенеза. Однако в ней существует масса проблем.
Известно, что основными компонентами живого вещества являются аминокислоты. Но вероятность случайного возникновения определённой аминокислотно-нуклеотидной последовательности соответствует вероятности того, что несколько тысяч букв из наборного типографского шрифта будут сброшены с крыши небоскрёба и сложатся в определённую страницу романа Достоевского. Абиогенез в его классическом виде предполагает, что такое «сбрасывание шрифта» происходило тысячи раз - то есть столько, сколько понадобилось, пока тот не сложился в требуемую последовательность. Однако по современным подсчётам на это ушло бы на много больше времени, чем существует вся Вселенная.
При этом в лабораторных условиях все попытки создания искусственной живой клетки ни разу не увенчались успехом. Полный набор аминокислот и нуклеотидов и простейшую бактериальную клетку по-прежнему разделяет пропасть. Возможно, первые живые клетки очень сильно отличались от тех, что мы можем наблюдать сейчас. Также большое количество учёных поддерживают гипотезу о том, что первые живые клетки могли попасть на нашу планету благодаря метеоритам, кометам и другим внеземным объектам.
Почему люди делятся на левшей и правшей?
За последние 100 лет учёные довольно хорошо изучили проблему, почему люди преимущественно используют одну руку и почему чаще это именно правая рука. Однако стандартного эмпирического тестирования правшей или левшей нет, так как учёные до конца не могут понять, какие механизмы участвуют в этом процессе.
Учёные расходятся во мнении, какой процент человечества является правшами, а какой левшами. В целом считается, что большинство (от 70 % до 95 %) - правши, меньшинство (от 5 % до 30 %) - левши, также существует неопределённое число людей с наблюдающейся полной симметрией. Доказано, что на леворукость и праворукость влияют гены, но точный «ген левши» пока не выявлен. Существует доказательство того, что на склонность к использованию правой или левой руки могут влиять социальные и культурные механизмы. Самый характерный пример этого, как учителя переучивали детей, заставляя при писании переключаться с левой руки на правую. При этом на данный момент более тоталитарные общества имеют меньше леворуких, чем более либеральные общества.
→ Портрет Поля Брока
Некоторые исследователи говорят о «патологической» леворукости, связанной с мозговыми травмами во время родов. В 1860-х годах французский хирург Поль Брока отметил взаимосвязь между активностью рук и полушариями мозга. Согласно его теории, половинки мозга соединены с половинками тела крест-накрест. Но на данный момент известно, что эти связи не являются такими простыми, как их описывал Брок. Исследования, проведённые в 1970-х годах, показали, что большинство левшей имеют одинаковую левополушарную активность, типичную для всех людей. При этом только часть левшей имеют различные отклонения от нормы.
Изучая проблемы леворукости и праворукости приматов, учёные установили, что большинство животных в отдельной популяции является либо левшами, либо правшами. При этом отдельные обезьяны часто развивают свои индивидуальные предпочтения.
В итоге у нас пока имеются только общие представление о причинах праворукости, и исследователям пока только предстоит детально разобраться во всех механизмах их формирования.
Почему мы спим?
Мы спим 36 % своей жизни, но учёные до конца не могут объяснить его природу. Людям свойственен сон, поскольку это заложено в наших генах, но почему такое состояние появилось в процессе эволюции - загадка. Кроме теплокровных животных (млекопитающих и птиц), ни у кого из живых существ этих форм сна нет, и в чём заключаются преимущества сна - до сих пор непонятно.
Учёные уже выяснили, что во время сна быстрее растут мышцы, лучше заживляются раны, а также ускоряется синтез протеинов. Другими словами, сон помогает организму восполнить то, что он потерял во время бодрствования. Недавние исследования доказали, что во время сна наш мозг очищается от токсинов, и если человек мешает этому процессу (иными словами - не спит), у него могут начаться психические отклонения. Кроме того, во время отдыха в мозге ослабляются или разъединяются связи между клетками, таким образом у нас «освобождается место» для поступления новой информации. В мозге генерируются новые синапсы, поэтому недосыпание грозит снижением способности приобретать, обрабатывать и вспоминать информацию.
Во время сна мозг часто «проигрывает» некоторые эпизоды, которые случились с нами в течение дня, и, по мнению исследователей, этот процесс помогает укрепить нашу память. Хотя содержание сновидений определяется реальными впечатлениями, наше сознание во сне отличается от нашего сознания в период бодрствования. Во сне наше мироощущение оказывается гораздо более образным и эмоциональным. Мы видим различные картины, переживаем по их поводу, а осмыслить должным образом не можем. Учёные полагают, что синхронизирующие механизмы, господствующие в сонном мозге, в большей мере связаны с первой сигнальной системой и эмоциональной сферой. Но что же представляют собой сновидения, ответить однозначно пока нельзя.
Почему кошки мурлычут?
Никто не знает наверняка, почему кошки мурлычут. Мурлыкание отличается от многих других звуков, издаваемых животными, тем, что вокализация происходит на протяжении всего дыхательного цикла (и на вдохе, и на выдохе). Когда-то считалось, что звук производился благодаря потоку крови, проходящему через нижнюю полую вену, но теперь большинство учёных согласны, что в процессе извлечения звука участвуют гортань, мышцы гортани и нейронный осциллятор.
Котята учатся мурлыкать, как только им исполняется пара дней. Ветеринары предполагают, что их мурлыканье означает что-то наподобие человеческих слов «мама», «я в порядке» или «я здесь». Эти звуки способствуют укреплению связей между котёнком и его матерью.
Но когда котёнок вырастает, он также продолжает мурлыкать, и многие исследователи убеждены, что во взрослом возрасте этот звук связан с удовольствием и радостью. Иногда же кошки мурлычут при получении травмы или при болезни. Доктор Элизабет фон Муггенталер предполагает, что мурлыканье и низкочастотные колебания, которые оно производит, являются «естественным механизмом самолечения» и укрепляют, заживляют раны и облегчают боль.
Голосовая особенность домашних кошек не уникальна. Другие виды семейства кошачьих, такие как рыси, гепарды и пумы, также мурлычут. Хотя некоторые большие кошки (львы, леопарды, ягуары, тигры, снежные барсы и дымчатые леопарды) не умеют этого делать.
