Эксклюзив

30 080 подписчиков

Свежие комментарии

  • Юрий Ильинов
    ЛУЧИ и РЕЛИГИИ Из "Эзотерическая психология", т.1, стр. 167 "Любая великая религия зарождается под влиянием того или ...Сету (сето) — кра...
  • Наталья Мирная Бэкеи
    Ндаа себе! Стоило 60 лет развивать цифру и компъютер, чтоб сделать мультик с таким же качеством и с тем же содержанием😃Русский царь Баты...
  • Юрий Ильинов
    https://www.youtube.com/watch?v=zjQIoOgz2P4Артефакты Ики: уд...

Люди, как жидкость Что такое активная материя и как она объясняет физику жизни?

https://sci

 

Люди, как жидкость Что такое активная материя и как она объясняет физику жизни?

Что общего между стаей птиц, клеточным скелетом и бегунами марафонов? На первый взгляд — ничего. Но это не так. Все они являются представителями нового типа материи — активной материи.

Об активной материи ученые заговорили совсем недавно, но популярность этой темы растет чрезвычайно быстрыми темпами. Так, согласно электронной базе данных PubMed, начиная с 2000-х годов, ежегодное количество публикаций связанных с активной материей выросла в 10 раз, от примерно 500 публикаций в 1999 году до почти 5000 публикаций в 2019 году. Что же такое активное, или, как ее еще называют, живая материя? Для того, чтобы называться активной материей, «вещество» должна иметь два свойства. Во-первых, она должна состоять из элементов, которые потребляют энергию из окружающей среды и благодаря этому энергия выполняют определенную механическую работу. Птицы и бегуны марафонов потребляют пищу, чтобы двигаться, а элементы клеточного скелета используют молекулы АТФ, чтобы обеспечить форму и движение клетки. Во-вторых, двигаясь вместе, эти элементы должны формировать систему, которую можно рассматривать как единое целое.

Да, мы наблюдаем за движением стаи птиц, которая выполняет странные виражи в небе, или сами становимся частью активной материи, когда утром протискиваемся в толпе к метро.

Найти закон, по которому можно было бы математически описать поведение активной материи в независимости от того, из чего именно эта материя состоит — вот мечта ученых сегодня. Этот закон будет чем-то вроде законы физики, описывающие, как движение атомов и молекул приводит к возникновению таких привычных явлений как температура или давление. Как будет выглядеть этот закон, ученые еще не знают, но уже есть определенные идеи.

Первым, кто догадался откуда начать, был ученый из Будапешта Тамаш Вичек. Модель Вичека общая и может применяться ко многим системам активной материи, но я расскажу о ней на примере стаи птиц. Вичек предложил изобразить каждую птицы как стрелочку, указывающую в направлении полета птицы. И добавил правило: любые две птицы, оказавшиеся рядом, синхронизируют свои скорости, чтобы лететь в одном направлении. Однако, из-за того, что птицы — это живые существа, а не роботы, порой могут возникать сбои во взаимной синхронизации. Таким образом, направление полета каждой птицы будет совпадать со средним направлением полета ее соседей, но время от времени возможны ошибки. Такое простое правило приводит к интересным результатам. Если птиц всего несколько, то их движение будет хаотичным, каждая птица лететь в определеном направлении. Но с увеличением количества птиц в воздухе, у птицы появляться больше соседей, и соответственно, он будет координировать свое движение с большим количеством птиц. А они, в свою очередь, со своими соседями. Движение птичьей стаи будет становиться более и более направленным.

Интересен также и механизм, благодаря которому птицы поддерживают постоянное расстояние между собой. Вы, наверное, замечали, как в начале осени птицы выстраиваются в клиновидные стаи. Если сделать фото или видео таких стай, то хорошо видно, что расстояние между птицами всегда примерно одинакова. Более того, птицы машут крыльями синхронно! Оказывается, что такая конфигурация стаи энергетически наиболее выгодна для птиц. Дело в том, что делая взмах крыльями, птица вызывает после себя волну воздуха, так же, как возникает волна на воде после плавника. И следующая птица летит именно там, где находится восходящий поток. Таким образом, она тратит меньше энергии, чтобы держать себя на необходимой высоте. А его синхронный взмах крыльев еще более усиливает воздушную волну для последующих птицы. Это позволяет птицам экономить энергию и преодолевать такие большие расстояния во время миграций.

В биологии принято, что если ученые-теоретики выводят какой-то закон, то для его подтверждения необходимо провести эксперимент. Итак, для того, чтобы подтвердить модель Вичека, надо показать экспериментально, что любые объекты, которые движутся и попарно взаимодействуют между собой, могут сформировать «стаю» вроде птичьей. Для своего эксперимента ученые решили использовать группу дронов. Они закупили несколько десятков беспилотников, которые могли обмениваться своими GPS-координатами. Правила были просты: дроны, которые находятся рядом, координируют свои скорости и направление, а при приближении к любому препятствию, дроны «отталкиваются» от него. Дронов подняли в воздух и оставили без центрального управления. Модель сработала! Дроны не только летели сплоченной «стаей», но и были в состоянии обходить препятствия на своем пути.

Модель Вичака стала стартовой точкой для теоретических и экспериментальных исследований активной материи. Она позволила взглянуть на уже известные феномены под другим углом. Были созданы математические модели, способные предвидеть коллективное поведение рыб, насекомых и овец. Но французские ученые пошли еще дальше, и попытались разработать модель, предусматривающую поведение человеческой толпы! Обычно подобные модели базируются на взаимодействии между объектами в группе, как видно на примере модели птичьей стаи, описанной выше. Однако, несмотря на все усилия, науке так и не удалось сформулировать простые и устоявшиеся правила межчеловеческой взаимодействия. Поэтому французские ученые пошли другим путем. Они заметили, что толпа похожа на поток жидкости, и попытались его описать с помощью законов гидродинамики — раздела физики, изучающей движение жидкостей. До сих пор еще никто не решался использовать знания о жидкости для описания таких крупных объектов как толпа.

В качестве толпы для экспериментов ученые выбрали бегунов марафона в Чикаго. Они сделали записи того, как тысячи бегунов приближаются к старту во время марафона. Согласно правилам марафона, бегуны разделены на группы и собираются перед стартом на ограниченных участках площадью 200×20 метров. За два года в марафоне приняли участие более 80 000 человек. Вместо того, чтобы следить за каждым бегуном, ученые рассматривали толпу как сплошное целое. Они измерили плотность толпы и создали карту скоростей — с какой скоростью и в каком направлении движется толпа в каждой точке пространства. С удивлением ученые увидели, что средняя плотность толпы была абсолютно одинакова на всех записях, а волна движения распространялась вдоль стартовой площадки с одинаковой скоростью. Измерив еще ряд показателей, ученые составили математические уравнения, описывающие движение толпы, будто это был поток воды. Они использовали эти уравнения для предсказания поведения толпы на двух других марафонах — в Париже и Атланте. Теоретические расчеты полностью совпали с реальными измерениями!

Создание таких теоретических моделей имеет важное практическое значение. Ведь понимание, какие факторы и как влияют на поведение толпы, дает возможность заранее управлять толпой. А это, в свою очередь, поможет избежать трагедий, связанных с давкой и улучшить организацию публичных пространств.

Изучение активной материи интригует ученых не только из-за возможности узнать что-то новое о жизни, но и как источник вдохновения для создания синтетических материалов со свойствами живых.

Так, ученых заинтересовал механизм мышечного сокращения. Наши мышцы состоят из длинных и тонких волокон, которые называются актиновые волокна. По этим волокнам «шагают» маленькие молекулярные моторы — молекулы миозина. Эти молекулы способны присоединяться одновременно к нескольким волокон актина, и двигаясь вдоль них, миозин взимает эти волокна друг к другу, что и вызывает сокращение мышцы. А что, если бы мы могли создавать подобные структуры вне живого организма? Это бы позволило создать материалы способные сокращаться или менять свою форму. Ученые из Германии решили попробовать реализовать эту идею. Они смешали в пробирке волокна актина с миозином и добавили естественного «топлива» — высокоэнергетические молекулы АТФ. Полученную смесь ученые разместили на предметном стекле и посмотрели под микроскопом. Когда концентрация актиновых волокон и миозина была низкой — ничего особенного не происходило. Волокна просто плавали в смеси без всякого видимого порядка. Но только ученые увеличили концентрацию, актиновые волокна начали формировать узоры: пульсирующая скопления, завихрения и полоски. Очень быстро ученые распознали в увиденном те же явления, которые описывал Вичек в своей модели.

Есть и другие возможности применения молекулярных моторов. В клетках живых организмов молекулярные моторы-роботы используются для перемещения веществ внутри клетки. Как уже упомянутый выше миозин, они «идут» вдоль определенных молекул и «держат в руках» груз, который нужно перенести. Это вдохновило ученых создать искусственных роботов, имитирующих природных. Такой робот размером всего несколько нанометров может двигаться вдоль металлической поверхности, собирать с нее отдельные компоненты и составлять из них молекулу небольшого белка. Это не единственное достижение в создании нанороботов. Ученые из разных лабораторий создают миниатюрные механизмы — моторы, пропеллеры, выключатели. Более 50 различных роботов по всему миру ждут, пока ученые найдут способ их совместить, как детали миниатюрного конструктора. Научиться, как заставить миллионы микроскопических механизмов работать слаженно, чтобы достичь заметного эффекта на макроскопическом уровне — это задача робототехники будущего.

Другой попыткой применения знаний, полученных благодаря изучению активной материи, является создание искусственных тканей типа биологических. Ученые из Великобритании создали сеть из капель воды, напоминающие своим свойствам клетки организма. Используя 3D-принтер ученые объединили эти капли в желеобразный материал, который может самостоятельно сворачиваться в клубок, как мышцу, и передавать электрический сигнал, как группа нейронов — клеток нервной системы. Ученые надеются, что их разработки станут основой для создания синтетических тканей и органов. «Мы просто хотим увидеть, как далеко можно зайти в имитации живых тканей», — объясняет один из участников проекта.

Человечеству придется еще довольно долго ждать, когда из таких простых экспериментов ученые смогут создать что-то практически полезное. Активная материя еще только начинает рассказывать свои секреты. Но уже сам факт выделения живой материи в особый тип материи является важным шагом к разгадке тайны жизни. В конце концов, для создания жизни на таком совершенном уровне эволюции понадобились миллионы лет!

Автор — аспирант университета Сорбонны в области биофизики, выпускница НМУ Богомольца.

 

Змеиный яд в составе хирургического клея помог остановить кровотечение

Канадские исследователи продемонстрировали потенциальный новый адгезивный клей для остановки кровотечения и замены хирургических швов.

Он работает по принципу клея, который уплотняется под воздействием света, а в его основе — яд опасной для человека змеи. Эффективность этого хирургического клея показана в предыдущих опытах на крысах, результаты которых описаны в журнале Science Advances. Хирургические швы позволяют надежно обработать рану и способствуют более быстрому ее заживлению. Но все чаще их заменяют адгезивными материалами, подобными клею. Они надежно закрывают рану, соединяя его края, этот процесс существенно быстрее наложения швов. Они бывают двух видов — синтетические и природные. Главным преимуществом первых является то, что их можно модифицировать для достижения желаемых свойств, но одновременно их недостаток — это потенциальные несовместимость и токсичность. С природными адгезивами все наоборот: они имеют прекрасную несовместимость, но часто уступают синтетическим в способности склеивать рану. Особенно, когда нужно закрыть рану, которая сильно кровоточит. Ученые из Университета Западного Онтарио нашли способ обойти это ограничение.

Ученые попытались сделать новый хирургический клей на основе яда змеи Кай сак (Bothrops atrox), которая является одной из самых опасных в Южной Америке. Выбор пал на это соединение, потому что она способна вызывать свертывание крови благодаря активности фермента рептилазы, или батраксобина.

В процессе разработки нового адгезива ученые объединили рептилазу с желатин метакрилатом, который является вяжущим гидрогелем с хорошей биосовместивостью. Податливость позволяет удобно и быстро использовать кровоостанавливающим смесь в виде тюбиков с гелеобразным средством. Другим преимуществом этой разработки является то, что после нанесения на рану клей быстро уплотняется под воздействием видимого света. Авторы отмечают, что для затвердевания клея подойдет даже луч лазерной указки или фонарика смартфона.

Первые испытания ученые провели на лабораторных крысах. Эффективность клея проверяли на животных с глубокими ранениями кожи, разрывом аорты.

Эксперименты показывают, что адгезий успешно скрепляет края раны за 45 секунд его облучения, что позволяет уменьшить кровопотери до 79 процентов. Клей на основе яда змеив десять раз сильнее, поэтому более устойчив к отделению и вымывание из раны во время кровотечения.

 

Дикие шимпанзе и гориллы впервые начали между собой войну

Немецкие исследователи описали первый известный конфликт между шимпанзе и гориллами в дикой природе, приведший к летальному исходу.

В своей статье в журнале Scientific Reports они сообщают о двух случае нападения шимпанзе на горилл, во время обеих из которых погибли детеныши горилл. Науке хорошо известны случаи насилия среди человекообразных приматов. Часто они проявляются в виде внутривидовых, особенно, межгрупповых, конфликтов, которые могут закончиться летально. Подобные случаи редки у бонобо (Pan paniscus) и орангутангов (Pongo), но их часто регистрируют у шимпанзе (Pan troglodytes) и горилл (Gorilla gorilla). Последние два вида генетически довольно отличные друг от друга, примерно как горилла и человек, однако в некоторых регионах Африки они разделяют общую территорию. Вопреки известному среди них внутривидовом насилию, соседство шимпанзе и горилл всегда считалось относительно мирным. Они редко взаимодействуют, но их несколько раз замечали вместе во время поиска пищи или даже совместных игр, а о случаях убийства друг друга не сообщалось. Однако сейчас что-то изменилось. В новой работе ученые из Института эволюционной антропологии Макса Планка и Оснабрюкский университет описывают первые два известных кровавые конфликты, которые произошли между шимпанзе и гориллами.

Конфликты произошли в Национальном парке Лоанго, что в Габоне, где ученые занимались изучением поведения 45 шимпанзе. В начале февраля 2019 ученые услышали крики шимпанзе и подумали, что дело в обычной схватке между шимпанзе двух соседних групп. Как выяснилось, группа из 18 шимпанзе атаковала небольшую группу горилл, состоявших из взрослого самца, трех самок и детенышей. Битва продолжалась 52 минуты, во время которой детеныш гориллы погибли от многочисленных тяжелых полученных травм. Со стороны шимпанзе травмы получили трое особей, одна самка — серьезных.

Вторая битва произошла в середине декабря 2019 и продолжалась в течение 79 минут. В ней приняли участие 27 шимпанзе. Они напали на группу горилл, состоявших из одного взрослого самца, трех самок, одной молодой гориллы и двух детенышей. Преимущество шимпанзе заключалось в их количестве, это дало им возможность забрать одного детеныша гориллы от матери. Иследователи увидели его уже мертвым, с большим отверстием в животе на руках одного из молодых самцов шимпанзе.

До сих пор подобного поведения не наблюдалось, и ученые не подозревали, что шимпанзе могут представлять серьезной опасности для горилл. Вероятно, подобные столкновения происходили и раньше, но они очень редки, поэтому о них не знали. Поэтому необходимо провести более детальное наблюдение за редкими животными, чтобы понять причины их конфликта и помочь их защитить.

Сейчас исследователи предполагают, что могли стать свидетелями охоты шимпанзе на детенышей горилл, которых те приняли за добычу. В частности, сразу после убийства маленькой гориллы азарт нападающих существенно уменьшался. Также странно, что во время первого конфликта убитого детеныша вообще не ели, а во время второго его тело поедала преимущественно только одна самка, а большинство членов его группы, включая взрослыми самцами, а не проявляли к нему интереса.

Другим объяснением является война за доступные ресурсы. Диета шимпанзе и горилл частично перекрывается, поэтому они могут конкурировать за пищу. В пользу этой гипотезы выступает и то, что атаки происходили в то время года, когда некоторые продукты, например, фрукты, менее доступны. Убийством детенышей шимпанзе также могли стремиться отвлечь горилл от дальнейшего посещения их спорных территорий.

Изменение климата сделала части ареалов обоих этих животных менее пригодными, так это тоже могло побудить приматов к жестокости, отмечают ученые. Борьба за территорию согласуется с результатами недавнего исследования, которое указало, что в течение следующих 30 лет гориллы и шимпанзе могут потерять до 95 процентов своего ареала.

 

Три поросенка Илона Маска. Как импланты изменят наше будущее

Основатель SpaceX и Tesla Маск неоднократно публично заявлял, что боится искусственного интеллекта.

В своих твитах он сравнивал его то с Северной Кореей, то с ядерной войной. А в 2014 году на пресс-конференции в Массачусетском технологическом институте вообще назвал «самой экзистенциальной угрозой» человечества и «вызыванием демона». Впрочем, такие взгляды не мешают Маску быть на передовой разработок искусственного интеллекта вместе со своим проектом Neuralink. Это медицинская исследовательская компания, работающая над созданием интерфейса мозга-компьютера. Вчера Маск провел большую презентацию, во время которой продемонстрировал первые результаты ее работы. Nauka.ua рассказывает все, что нужно знать о деятельности Neuralink. Со времени своего основания в 2016 году компании Neuralink успела провести только два публичных мероприятия. На последней презентации, состоявшейся 28 августа, в центре внимания были свиньи — Гертруда, Джойс и Дороти. Когда Гертруда прекратила прятаться за занавесками, команда смогла продемонстрировать беспроводную связь с устройством Neuralink, имплантированным в ее череп. Устройство считывал активность его мозга и в режиме реального времени выводил эти данные на экран, пока Гертруда рылась в сене в поисках пищи.

За два месяца до презентации Гертруде вживили устройство, напоминающее монету, с одной стороны которой выходят очень тонкие провода-электроды. Он предназначен для имплантации под кожу, при этом электроды вставляются на несколько миллиметров на поверхность мозга. Они могут проявлять, когда нейроны срабатывают, или излучать собственные электрические импульсы.

Джойсу не вставляли никаких имплантов, он присутствовал только для того, чтобы сравнить его поведение с поведением Гертруды. Третья свинья, которую звали Дороти, имплант сначала установили, а потом удалили. Таким образом команда надеялась продемонстрировать безопасность этой процедуры.

Но зачем вставлять в мозг электроды?

Все началось с романов шотландского писателя-фантаста Иена Бэнкса. В его произведениях об утопическом обществе Культура людей пользуются «нейронным кружевом», которое вживляется в мозг в молодом возрасте и позволяет подключаться к искусственному интеллекту, общаться и даже создавать резервные копии своего ума на случай смерти. Маск вдохновился этим образом, однако Neuralink не ставит своей целью достижение бессмертия.

Симбиоз человека и технологии, к которому стремится достичь Маск, нужен для улучшения качества жизни. Первыми продуктами Neuralink должны стать имплантированы электроды для лечения заболеваний нервной системы. На последней презентации команда выразила надежду, что такие устройства смогут как считывать, так и писать нейронные сигналы, помогая при параличе, депрессии, бессоннице, тревожности, травмах головного мозга, потере слуха, инсультах и ​​зависимостях. Также импланты могут использоваться вместе с усовершенствованными вспомогательными устройствами, позволяя, например, контролировать искусственные конечности или печатать сообщение смартфоне с помощью мыслей.

На самом деле, такие намерения не настолько новаторские, как может показаться. Имплантаты, регулирующих электрическую активность мозга, уже используются, например, при болезни Паркинсона. А с помощью технологии BrainGate парализованные люди могут печатать сообщения на компьютере, выбирая по очереди буквы на экране. Это работает путем подключения имплантатов к моторной коре мозга: когда человек думает о движении, эта мысль превращается в движения курсора. Впрочем, этот метод все еще достаточно медленный, и компания Маск надеется ускорить процесс.

Во время последнего анонса члены команды Neuralink также выразили свои долгосрочные надежды на импланты. В частности, использовать их для записи воспоминаний, телепатии и увеличение когнитивных возможностей человеческого мозга. В 2017 году Маск предусматривал, что нейроинтерфейсы смогут пользоваться люди без медицинского потребности в ближайшие восемь-десять лет.

Современные нейроимпланты используя жесткие электроды, могут привести к повреждению мозга. Neuralink планирует снизить риски благодаря более гибким электродам, но их внедрения намного деликатнее и сложнее. Поэтому для этого Neuralink будет применять специального робота-хирурга, которого компания продемонстрировала на последней презентации. Впрочем, пока непонятно, будет ли это полностью автоматизированная система, или же ей будут помогать нейрохирурги.

В будущем Neuralink надеется сделать процесс установки чипов не инвазивным и даже таким, что не потребует общего наркоза. Процесс будет похож на лазерную коррекцию зрения.

В прошлом году Neuralink заявила, что начнет клинические испытания до конца 2020 года. Впрочем, этого все еще не произошло. Возможно, компания была чрезмерно амбициозная со своими графиками, или же ей отказали в необходимом одобрении со стороны Управления по продовольствию и медикаментам США.

К тому же, Neuralink — не первая и не единственная компания, занимающаяся нейроинтерфейсы. У нее есть несколько серьезных конкурентов. Это, в частности, Facebook, который приобрел стартап Ctrl-labs. Эта компания разрабатывает браслет, который позволит управлять цифровыми устройствами с помощью разума. Такая методика будет способствовать разработке сложных продуктов для пользователей, включая виртуальную реальность и игры. Еще один проект — Kernel. Он основан основателем платежной системы Braintree Брайаном Джонсоном, который планирует создать нейроимпланты для лечения различных болезней нервной системы. Похожий проект финансирует агентство Министерства обороны США DARPA, которое надеется смягчить последствия травм и заболеваний зрительных и слуховых систем военнослужащих.

Кроме того, Neuralink необходимо разработать более универсальный способ записи мозговых сигналов и воплощать свою методику безопасными, этическими и эффективными способами. В процессе работы, скорее всего, Neuralink придется решать непредвиденные проблемы, такие как чрезмерное тепло, генерируемое имплантатами, или быстрый износ имплантированных устройств.

Как и прошлогодняя презентация, вчерашнее мероприятие Маска на самом деле имел целью рекрутинг. Поэтому если вы разбираетесь в биологии, робототехнике, электронике, химии, хирургии, или хорошо готовы с животными — это ваш шанс.

 

Воздействие пестицида на человека может иметь серьезные последствия

Ученые обнаружили последствия воздействия пестицида на здоровье последующих поколений.

Провозглашенный чудом в 1950-х годах, мощный убийца насекомых ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорэтан) обещал избавить от малярии, тифа и других болезней, переносимых насекомыми. Производители рекламировали его как «благодетеля всего человечества».

Барбар Кон, эпидемиолог из Оклендского института общественного здравоохранения изучает эффекты давно запрещенного пестицида. Ее ответ: ДДТ продолжает преследовать человеческие тела. В более ранних исследованиях она обнаружила, что дочери матерей, подвергавшихся наивысшему уровню ДДТ во время беременности, имели повышенные показатели рака груди, гипертонии и ожирения .

Последнее исследование Кон, посвященное внукам женщин, подвергшихся воздействию, документально подтверждает первое доказательство того, что воздействие ДДТ на здоровье может сохраняться на протяжении как минимум трех поколений. Исследование связывает более высокие уровни воздействия ДДТ на бабушек с более высоким индексом массы тела (ИМТ) у внучек с более ранней первой менструацией, что может сигнализировать о проблемах со здоровьем в будущем.

«Только эти долгосрочные исследования могут пролить свет на все последствия ДДТ и других биологически разрушительных химикатов и помочь в выработке нормативных требований» — говорит репродуктивный эпидемиолог из Университета Эмори Мишель Маркус.

 

Черные дыры вытеснили звезды из скопления Паломар 5. Их там больше сотни

Астрономы предложили новый источник поступления в гало Млечный Путь. Их могут выбрасывать черные дыры.

Вокруг нашей галактики можно наблюдать так называемые звездные потоки, звезды которые под воздействием гравитации и приточных сил вращаются вокруг ее центра. Только за последние годы в гало Млечного Пути мы нашли десятки таких звездных потоков до сотни парсеков. Однако до сих пор астрономы не знают происхождение многих из них, то есть те скопления или галактики которые могли поделиться звездами с Млечным Путем. Небольшие размеры предусматривают происхождения с шаровых скоплений, где большое количество звезд объединяется под действием гравитации. Однако, какого-то очевидного механизма, который бы смог объяснить, почему звезды покидают свои скопления, пока нет.

Астрономам же они необходимы для того, чтобы отделять сформированные непосредственно в галактике структуры, что поможет написать историю формирования Млечного Пути. Поэтому ученые взялись за создание еще одного сценария появления новых звезд в нашем гало — по их мнению, со временем в скоплениях может образовываться такое количество черных дыр, что они смогут просто выбросить все звезды за пределы скопления.

Паломар 5 является одним из немногих известных звездных скоплений, из которого можно проследить приточные хвосты, которые охватывают 20 градусов неба. Поэтому это очень удобно для исследования формирования звездных потоков скопления. Однако, у него большой эффективный радиус — примерно 20 парсеков (в звездных скоплениях они обычно равны трем парсекам), что в сочетании с его относительно низкой массой приблизительно в десять тысяч солнечных, указывает на чрезвычайно низкую плотность Паломар — по сравнению со звездами и делает его одним из самых плотных шаровых скоплений всего Млечного Пути

Дело в том, что черные дыры, которые могли образовываться в Паломар 5 в результате столкновений звезд в нем, гораздо ускоряют расширение структуры, поэтому те приточные хвосты, которые мы наблюдаем, вполне могут быть следствием появления этих объектов. Варьируя изначальное количество звезд и начальную плотность массы, астрономы искали модель, которая лучше всего воспроизводит наблюдаемое количество звезд в скоплении (около 1, 550) и его эффективный радиус. Лучше подходила модель, по которой изначально Паломар 5 содержало около 210 000 звезд, а значит пока скопления потерял 92 процента своей массы в результате звездной эволюции. Сейчас 22% звездного скопления Паломар составляет 124 черные дыры со средней массой в 17,2 солнечны масс. Причем по моделированию, они за 100 млн. лет успели уменьшиться через взаимодействие с другими, а основную свою массу они набрали в первые десять миллионов лет.

На протяжении своей эволюции эти объекты сдвигались ближе к центру скопления, а заодно и выбрасывали из него звезды. По словам ученых, уже через гигагод Паломар 5 может превратиться в 100-процентную черную дыру, а почти все звезды будут выброшены.

И если скопление развивается по новому сценарию, то за три миллиарда лет оно успеет выбросить больше половины своих звезд, что достаточно, чтобы создать потоки, с которых началось это исследование. Впрочем, модель исследователей не учитывала взаимодействия между звездами, черными дырами и газом, выявленным в скоплении. Хотя газ может замедлять тела и предотвращать их выброс. Но по словам ученых, Паломар 5 является редким явлением, ведь на достаточной стадии эволюции, мы могли ярко видеть приточные хвосты, сейчас всего 4 подобных скопления, значительно усложняет исследование.

Паломар 5 является не единственным владельцем множества черных дыр и источником звездных потоков, которое исследовали с помощью моделирования. Так, например, приливные хвосты рассеянного скопления Гиад астрономам также помогла симуляция по данным миссии Gaia, а шарообразное скопление NGC 6397 оказалось заполненным черными дырами звездной массы, на что также указало моделирования.

 

Позитивной настрой выручит в старости

Новое исследование, опубликованное в журнале Psychological Science, показало, что люди, которые чувствуют энтузиазм и бодрость, что психологи называют «позитивным аффектом», с возрастом реже испытывают ухудшение памяти. Этот результат дополняет растущее количество исследований о роли положительного аффекта в здоровом старении.

Группа исследователей проанализировала данные 991 взрослого человека среднего и пожилого возраста в США, которые участвовали в национальном исследовании, проводившемся в три периода времени: между 1995 и 1996 годами, 2004 и 2006 годами, 2013 и 2014 годами.

В каждой оценке участники сообщали о ряде положительных эмоций, которые они испытали за последние 30 дней. В двух последних тестах участники также выполнили тесты производительности памяти. Эти тесты заключались в запоминании слов сразу после их представления и снова через 15 минут.

Исследователи изучили связь между положительным аффектом и ухудшением памяти с учетом возраста, пола, образования, депрессии, отрицательного аффекта и экстраверсии.

«Наши результаты показали, что память ухудшается с возрастом», — сказала Клаудиа Хаас, доцент Северо-Западного университета и старший автор статьи. «Однако у людей с более высоким уровнем положительного аффекта в течение почти десятилетия наблюдалось менее резкое ухудшение памяти», — добавила Эмили Хиттнер, аспирант Северо-Западного университета и ведущий автор статьи.

Области будущих исследований могут быть направлены на пути, которые могут связывать положительный аффект и память, например, физическое здоровье или социальные отношения.

Картина дня

наверх