Новая надежда для больных диабетом: целевое подавление белка-ингибитора ускоряет деление бета-клеток

Новая надежда для больных диабетом: целевое подавление белка-ингибитора ускоряет деление бета-клеток

Ученым из Школы медицины Перельмана Университета Пенсильвании (Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania) и Медицинского центра Хадасса Еврейского университета (Hadassah-Hebrew University Medical Center) удалось ускорить размножение бета-клеток человеческой поджелудочной железы, вырабатывающих жизненно важный для организма гормон инсулин, пересадив донорские клетки в организм мышей. Но сначала они подавили в них активность одного из белков. Новые клетки сохраняют характерные черты зрелых бета-клеток и демонстрируют физиологическую реакцию на глюкозу. Свое исследование ученые опубликовали в журнале The Journal of Clinical Investigation.

Результаты этого эксперимента, представившего доказательства состоятельности данной концепции, актуальны для лечения больных диабетом как 1, так и 2 типа. При диабете 1 типа бета-клетки разрушаются собственной иммунной системой пациента, и, следовательно, восстановление их количества должно сочетаться с предотвращением их разрушения иммунитетом. Аналогично, снижение количества функциональных инсулин-продуцирующих бета-клеток способствует развитию диабета 2 типа. Таким образом, восстановление массы бета-клеток может изменить к лучшему состояние пациентов при обеих формах диабета.

На это исследование ученых вдохновил «эксперимент», поставленный самой природой – хорошо известное, хотя и редкое состояние, называемое гиперинсулинизмом новорожденных, при котором поджелудочная железа производит слишком много инсулина (полная противоположность диабету). Уровни сахара в крови у младенцев, родившихся с этим заболеванием, очень низки. Примерно у трети из них большинство бета-клеток здоровы, но небольшой части клеток не хватает специфического белка р57, что объясняется мутацией, произошедшей в одной или нескольких бета-клетках в период внутриутробного развития. Белок p57 является ингибитором клеточного цикла, и его отсутствие ускоряет размножение бета-клеток. В результате в поджелудочной железе создается большой клеточный клон, секретирующий слишком много инсулина.

В бета-клетках с подавленным p57 ДНК может реплицироваться. Розовым показано ядро, прошедшее репликацию ДНК, зеленым – инсулин, синим – ядра,
окрашенные по ДНК, белым – p57. (Фото: Klaus Kaestner, PhD, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania; JCI)

С помощью короткой шпилечной РНК (short hairpin RNA, shRNA) исследователи подавили ген p57 в человеческих бета-клетках, полученных от умерших взрослых доноров, и пересадили эти клетки мышам с моделью диабета.

Через три недели скорость репликации бета-клеток в трансплантате была, по крайней мере, в три раза выше, чем в контрольных трансплантатах без подавления p57. Новые бета-клетки вырабатывали белки, характерные для нормальных зрелых человеческих бета-клеток – инсулин, PDX1 и NKX6 1.

Эти данные показывают, что обычно уже не реплицирующиеся бета-клетки, полученные даже от старых доноров, можно заставить делиться, сохраняя при этом свойства зрелых бета-клеток, что ранее многие ученые считали практически невозможным.

Авторы исследования считают, что через 10–15 лет врачи смогут лечить больных сахарным диабетом с помощью средства, адресно доставляющего молекулу, подавляющую p57, в бета-клетки. Это увеличит количество бета-клеток, повысит синтез инсулина и, возможно, позволит даже полностью излечить заболевание.

Оригинальная статья:Targeting the cell cycle inhibitor p57Kip2 promotes adult human β cell replication

Получено первое изображение "космической паутины", связывающей воедино все во Вселенной

Получено первое изображение "космической паутины", связывающей воедино все во Вселенной

Ученые-астрономы из Калифорнийского университета в Санта-Круз, используя 10-метровый телескоп из состава обсерватории W.M.Keck Observatory на Гавайях, получили первые снимки "космической паутины", сети из материи, соединяющей все объекты во Вселенной. На представленном ниже изображении можно увидеть голубую туманность, размерами 2 миллиона световых лет, которая окружает чрезвычайно яркий квазар UM287. Высокоэнергетическое излучение квазара заставляет светиться материю туманности в определенном диапазоне длин волн, что позволило ученым детально изучить структуру и определить некоторые свойства нитей космической паутины.

Согласно рассказу Себастиано Канталупо (Sebastiano Cantalupo), одному из ведущих специалистов в данных исследованиях, космическая паутина, размером в 2 миллиона световых лет, "является исключительным астрономическим объектом. Она просто огромна, ее размеры минимум в два раза превышают размеры любой известной людям туманности, и она простирается далеко за пределы галактического окружения квазара UM287".

Полученное учеными изображение служит подтверждением теории "космической паутины", которая опутывает всю Вселенную, соединяя все космические объекты невидимыми нитями, состоящими на 84 процента из таинственной темной материи. Созданная учеными компьютерная модель, показанная на первом снимке, демонстрирует распределение материи нитей во Вселенной, а на вставке показана область космического пространства, размером в 10 световых лет, в центре которой находится квазар и на которой видно части нитей, состоящие из обычной и темной материи.

Сделанные учеными снимки являются ключевым моментом в будущих поисках других экзотических космических объектов, известных под названием темных галактики. Согласно имеющейся теории, темные галактики это узлы космической паутины, относительно небольшие области пространства, где материя нитей паутины имеет чрезвычайно высокую плотность. На изображении, составленном по компьютерной модели, можно увидеть несколько таких темных галактик, некоторые из которых находятся в непосредственной близости от обычных галактик и туманностей. Часть материи темных галактик попадает в обычные галактики, но, как это ни парадоксально, большая часть материи темных галактик и нитей паутины таки и остается в рассеянном состоянии, не принимая участия в формировании туманностей и новых звезд.

Ученые уже планируют дальнейшие поиски нитей космической паутины, темных галактики и других экзотических космических объектов, имеющих отношение к "темной" стороне Вселенной. Не стоит сомневаться в том, что эти поиски, рано или поздно, дадут результаты, которые значительно расширят область знаний люде об строении Вселенной и о происходящих в ней процессах.

Компьютерная модель "паутины" на видео. 2009 год..

http://news.ucsc.edu/2014/01/cosmic-web.html

Законы квантовой физики могут стать основой технологий изготовления одноразовой памяти

Законы квантовой физики могут стать основой технологий изготовления одноразовой памяти, предназначенной для систем компьютерной безопасности

Некоторые системы компьютерной безопасности и ограничения доступа к информации могут стать неуязвимыми для противников любого уровня благодаря использованию в них базовых законов квантовой физики. Исследования в этом направлении, проведенные И-Кай Лиу (Yi-Kai Liu), ученым из американского Национального института стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), продемонстрировали, что именно принципы квантовой механики позволят реализовать память, данные из которой можно прочесть физически только один раз, тип памяти, который невозможно реализовать с помощью законов обычной физики.

Одноразовая память (one-shot memory) может использоваться в самых различных областях компьютерной безопасности, таких, как переводы крупных сумм денег при помощи систем электронных переводов или передача конфиденциальной информации. В квантовую память такого типа можно записать одновременно два вида различной информации, которой могут быть, к примеру, коды доступа к банковскому счету отправителя и коды доступа к счету получателя. Получив каким-либо образом в свое распоряжение одноразовый носитель информации, злоумышленник не сможет воспользоваться значениями обоих ключей, и, следовательно, он сможет выполнить свои злонамеренные действия только с одним ключом, но не с двумя сразу.

"Когда злоумышленник овладевает физическим носителем информации, обычных методов защиты становится недостаточно. Любые коды и шифры поддаются взлому, а стертая информация, при использовании определенных методов, может быть восстановлена даже после многократной перезаписи ячеек памяти. Поэтому для построения устойчивых систем защиты информации требуется использовать такие носители, которые не допустят многократного считывания записанной на них информации" - рассказывает И-Кай Лиу, - "При создании таких носителей мы не можем положиться ни на один из существующих ныне методов защиты, для этого лучше всего использовать некоторые фундаментальные физические законы и явления, которые неприступны для взлома".

Естественно, информация в квантовой одноразовой памяти будет храниться в запутанных квантовых битах, кубитах, как и в других квантовых системах, используя квантовые свойства вещества, такие как поляризация или момент вращения (спин). Используя технологию квантового сопряженного кодирования (conjugate coding) в одну и ту же область квантовой памяти можно записать два раздельных набора данных, но так как процедура чтения может быть осуществлена только один раз, то пользователь будет иметь возможность восстановить только один набор данных.

Потенциальный риск для такого способа кодирования информации заключается в существовании и использовании более тонкого квантового явления, явления квантовой запутанности. Если потенциальный противник сумеет запутать с кубитами носителя информации другие квантовые частицы, то он сможет прочитать информацию с носителя столько раз, сколько ему будет угодно, получив в свое распоряжение оба ключа, что станет полным крахом для системы компьютерной безопасности.

Однако, в настоящее время, да и в ближайшем обозримом будущем, не существуют и не появятся технологии, позволяющие "припутать" к двум уже запутанным частицам третью частицу, не нарушая при этом квантового состояния всей системы. Поэтому, пока можно будет считать такой метод защиты информации достаточно надежным. "С практической точки зрения квантовые устройства являются в настоящее время еще очень сложными и очень дорогими. Но с учетом высочайшего уровня безопасности, который они могут обеспечить, их использование может быть обоснованным в некоторых случаях даже уже в наше время" - рассказывает И-Кай Лиу, - "Наши исследования являются лишь фундаментальными исследованиями в области применения квантовых систем для защиты информации, но в недалеком будущем такие системы несомненно появятся, и будут работать в реальном мире".

http://www.nist.gov/itl/math/onetime-011414.cfm

Гении. День рождения Ландау.

День рождения Ландау. «Ввиду краткости нашей жизни…»

«Ввиду краткости нашей жизни мы не можем позволить себе роскошь браться за безнадежные проблемы»

(Лев Ландау)

22 января 1908 года в семье бакинского инженера-нефтяника родился Лев Ландау. Все, что происходило дальше в жизни этого необыкновенного ребенка, нерядового юноши, неординарного ученого, прожившего необыкновенную насыщенную жизнь – отражено в сотнях статей и десятках книг, подавляющее большинство которых сегодня доступно в интернете каждому желающему узнать обо всем этом. Многие его ученики и сотрудники в своих мемуарах детальнейшим образом описали характер, привычки и внешность Льва Давидовича Ландау. Не хочу заниматься банальным пересказом того, что написано гораздо более компетентными людьми.

Работы, посвященные анализу научного наследия Ландау, составляют отдельную громадную категорию документов, касаться которых мне также не хотелось бы по той же причине, о которой профессор Ю. Б. Румер, давний знакомый, друг и коллега Ландау, высказался однажды таким вот образом: «…я не хочу касаться научных трудов Л. Д. Ландау. Современная теоретическая физика недоступна неспециалистам. Умение популяризировать эту науку — особый талант, которым обладают не все. Я не считаю и себя обладателем такого таланта, несмотря на то, что в соавторстве с Львом Давидовичем написал книжку «Что такое теория относительности?». Мне вспоминается шутливый отзыв, который давал этой книжке сам Ландау: «Два жулика уговаривают третьего, что за гривенник он может понять, что такое теория относительности».

Попытка дать представление нефизику о научном творчестве Ландау в журнальной статье — это попытка с негодными средствами. Она должна быть отвергнута с самого начала. Я не хотел бы также отдавать и малой дани той популярной легенде, в которой Ландау фигурирует «в сандалиях и ковбойке». Потому что (воспользуюсь подходящим термином) центр тяжести образа Ландау не здесь — не в его парадоксальных высказываниях, которые превращают его в героя анекдотов, а в том, что это был крупнейший учёный-физик мирового масштаба и создатель выдающейся школы советских физиков». Об этой всемирно знаменитой «школе Ландау» тоже написано немало, а вот об одном его, я бы так это назвал, главном профессиональном принципе, проявлявшимся везде в его жизни, хотелось бы рассказать подробнее. Скажу больше. Сама жизнь Ландау состоялась такой, какой она была, благодаря этому принципу, который можно обозначить так: умение решать задачи превыше чистой теории.


Любовь к хорошим задачкам
«Жрец науки — это тот, кто жрёт за счёт науки?»
(Лев Ландау)

Юрию Румеру Ландау однажды пожаловался: «Как все красивые девушки уже разобраны, так все хорошие задачи уже решены. И вряд ли я найду что-нибудь достойное среди оставшихся». В этой фразе, похоже, весь Ландау. Задачи он любил с детства – и этим разительно отличался от большинства сверстников (вообще-то, не удивительно; такой юноша и сегодня неминуемо будет «белой вороной» в окружении одногодок, нет?). Он рассматривал умение решать их в качестве обязательного профессионального навыка ученого. Великий физик-теоретик… не придавал теории значения большего, чем она того заслуживала. А заслуживала она всего лишь статуса инструмента для решения очередных задач.

Как вспоминал сам Ландау, когда ему понадобилось разобраться в принципах дифференциального и интегрального исчисления, он «просто взял и перерешал все примеры в задачнике Веры Шифф». Лишь решение практических задач, как утверждал он, позволяет достичь полного понимания вопроса. Эта позиция в течение жизни трансформировалась в его знаменитую концепцию выбора направления научной работы. Он утверждал: «Из толстых книг нельзя узнать ничего нового. Толстые книги — это кладбища, где погребены идеи прошлого», и практически полностью переключился на чтение научных журналов. Причем, как вспоминают его коллеги, в каждой из статей Ландау выделял только постановку задачи, потом смотрел, к какому результату пришел автор. «Мне нужно узнать от автора, что он делает; как делать, я сам знаю лучше», — утверждал он.

Ю. Б. Румер (на фото) вспоминает: «В январе 1930 года, будучи у Паули в Цюрихе, он обнаружил последнюю, по его словам, из хороших задач: квантование движения электронов в постоянном магнитном поле. Решил он эту задачу весной — в Кембридже, у Резерфорда. Так в истории физики наряду с парамагнетизмом Паули появился диамагнетизм Ландау. Этой работой Ландау закрепился в ряду могучих физиков эпохи бури и натиска и присвоил себе в своей классификации учёных второй класс. Первый класс в ней занимали Бор, Шрёдингер, Гейзенберг, Дирак и Ферми, Эйнштейну он отводил высший — половинный — класс».

Взявшись за создание своего знаменитого «теорминимума», Ландау ставил перед собой двоякую цель. С одной стороны, он ясно очерчивал круг вопросов, в которых каждый из желающих заниматься наукой под его руководством, должен обязательно разбираться. С другой стороны, как показывала многолетняя практика «приём-сдачи» теорминимума, Ландау мало интересовали доказательства теоретических положений или теорем. На девяти экзаменах (два – по математике и семь – по физике) он предлагал соискателю задачи и смотрел, как тот справлялся с их решением. Если претендент не мог взять интеграл или выполнить расчет, основанный на принципах теорминимума, Ландау отправлял его на «доучивание». Для сдачи экзамена давалось максимум три попытки. Ни одного исключения. В случае неудачи Ландау говорил неудавшемуся «жрецу науки» примерно так: «Физика из вас не получится. Надо называть вещи своими именами. Было бы хуже, если бы я ввел вас в заблуждение». А ведь в этой фразе сокрыт критерий профпригодности ученого-физика, а может быть, не только физика: практическое умение решать задачи из той области науки, в которой собираешься работать.

Раскрывая «особую папку»
«Науки делятся на естественные, неестественные и противоестественные»
(Лев Ландау)
Своеобразный и предельно эффективный метод научной работы Ландау, основанный на непрерывном поиске нерешенных задач и решении их с помощью тех или иных известных математических методов (а если таких методов не было, Ландау попросту создавал их «с нуля», чему есть много подтверждений) как нельзя лучше пришёлся ко двору там, где позарез нужен был именно и только результат, а не теоретические положения – в советском атомном проекте.

Документы, в которых отражена работа Л. Д. Ландау, связанная с разработкой атомных и термоядерных зарядов, до недавнего времени носили гриф «Совершенно секретно. Особая папка» — наивысший уровень секретности из существовавших в СССР. Сам Ландау после своего добровольного выхода из атомного проекта в 1953 году никогда не позволял себе даже вскользь упомянуть о своей работе в этой области – после года «отсидки» за «антисоветскую агитацию» он слишком хорошо представлял возможные неприятности… Так или иначе, но сегодня эти документы стали доступны исследователям. И что мы узнали?

Вот несколько выдержек из отчета «О вкладе академика Л. Д. Ландау в расчетно-теоретическое обоснование атомной и водородной бомб», написанного К. И. Щелкиным (на фото) – одним из легендарных «отцов» советского атомного оружия, и направленного им в 1952 г. в Первое Главное Управление (ПГУ):
«… Работа Л. Д. Ландау относится ко всем важнейшим разделам работ КБ-11. Она подразделяется на:
1. Расчеты детонации обычных ВВ.
2. Количественная теория цепного ядерного взрыва и расчеты к.п.д. разрабатываемых в КБ-11 конструкций. Основные работы были выполнены группой Л. Д. Ландау в ИФП в течение 2-х лет. Выпущено 22 отчета.
3. Разработка теории и методов расчета многослойного заряда… Ландау указал метод, который стал основой всех гидродинамических расчетов такого типа зарядов. Л. Д. Ландау были разработаны методы выявления причин такого специфического гидродинамического поведения оболочки заряда при взрыве («болтанка»), оказывающего большое влияние на к.п.д. изделия…
Существенно для дела, что Ландау сочетает в себе искусство глубокого теоретического анализа физических явлений с умением находить исключительно эффективные способы количественного расчета чрезвычайно сложных проблем, которые могут применяться для решения практических задач». Что и требовалось доказать.

Юрий Романов

10 футурологических предсказаний на 2014 год и далее

10 футурологических предсказаний на 2014 год и далее

Каждый год представители авторитетного журнала The Futurist анализируют наиболее провокационные прогнозы и заявления относительно будущего. Предлагаем вам ознакомиться с ними и согласиться, либо не согласиться. Ни один из этих прогнозов не стоит рассматривать как некий абсолют. Однако убедительную картину будущего составить вполне реально.

Как вы знаете, будущее это не пункт назначения. Это результат решений, которые мы принимаем сегодня. И если кто и способен профессионально предсказывать будущее в 21 веке, то это футурологи.

1. Благодаря большому объему данных, окружающая среда будет предвосхищать каждый ваш шаг

Прогноз: «Компьютерные датчики и вещание органично впишутся в нашу физическую среду, создав нечто, что мы называем «интернетом вещей». Поток данных, сообщаемых сенсорными сетями, RFID-метками, камерами наблюдения, беспилотными летательными аппаратами и геометками будут телеграфировать, где мы были и куда идем. В будущем эти потоки данных будут интегрироваться в сервисы, платформы и программы, которые откроют окно в жизни миллиардов людей».

2. Мы возродим недавно вымершие виды

Прогноз: «Странствующий голубь, например, может вернуться спустя 100 лет небытия. В сентябре–октябре генетик Бен Новак описал стратегию «реанимации» странствующего голубя, последний из которых умер в 1914 году».

Проект, получивший название Великое возвращение, включает пять исследовательских этапов:

• секвенирование и анализ генома голубя, чтобы понять биологию странствующего голубя;


• производство клеток, которые можно будет использовать для создания живого странствующего голубя;


• создание генома из синтезированной ДНК странствующего голубя;


• использование измененных клеток для создания племенных химер (комбинации из скалистых и странствующих голубей), которая позволит в конечном итоге создать чистого странствующего голубя;


• предоставление нового странствующего голубя дикой природе.

3. К 2020 году популяция уменьшится

Прогноз: «К 2020 году половина человечества будет жить в странах, где рождаемость упадет ниже уровня смертности, а следовательно уменьшится и популяция. Причина этого в том, что пожилые люди будут жить дольше, а детей будет рождаться меньше. Страны будут бороться с сокращением налоговой базы, а пулы пенсионеров будут расширяться, поскольку те будут требовать социально-безопасных и здравоохранительных выплат. Общество выживет, но ВВП заметно упадет во всем мире, и возможно, никогда не поднимется».

4. Врачи будут видеть заболевания головного мозга задолго до их возникновения

Прогноз: «Сканирование мозга позволит докторам знать, что пациент столкнется с болезнью Альцгеймера, Лу Герига, слабоумием или рядом других заболеваний мозга за 10-15 лет до возникновения первых симптомов. Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе учатся определять различные химические биомаркеры в телах и мозгах пациентов. Врачи могли бы замедлить прогресс заболевания, если начнут лечебные процедуры раньше».

5. Покупка и владение вещами выйдут из моды

Прогноз: «Рынки жилья, автомобилей, музыки, книг и многих других продуктов показывают общую тенденцию: молодые потребители выбирают механизмы аренды и подписки, а не покупки и физического владения. Общие фабрики обойдут частные офисы, аренда станет популярнее владения домом, а продажи книг и музыки, возможно, больше никогда не станут столь популярными, как некогда». — Хьюго Гарсия, «Потребление 2.0».

6. Квантовые компьютеры приведут к созданию настоящего искусственного интеллекта

Прогноз: «Обычные компьютеры не могут принимать решения наравне с людьми, но квантовые компьютеры в конечном итоге могли бы, говорит Джорди Роуз, создатель квантового компьютера D-Wave One. Они используют программы, основанные на квантовой механике, чтобы увидеть несколько возможных результатов из любой поставленной задачи и объединить информацию из каждого сформулированного решения. За 10-15 лет разработки компьютеры, по мнению Роуза, могут преступить порог машинного сознания».

7. Смерть фитопланктона нарушит водные экосистемы

Прогноз: «Крошечные морские растения чувствительны к изменениям температуры, поэтому глобальное потепление представляет собой серьезную угрозу их популяции. Исследование Мичиганского университета прогнозирует, что до 40 % фитопланктона вымрет к концу этого столетия».

8. Будущее науки в руках любителей-краудсорсеров

Прогноз: «Так называемая гражданская наука, которая использует сети добровольцев в научных исследованиях, может стать лучшей моделью 21 века для проведения крупномасштабных научных исследований. Среди организаций, вовлеченных в гражданскую науку, Лаборатория орнитологии Корнельского университета, Ракетная академия США, NASA и многие другие».

9. Ракеты на базе термоядерного синтеза существенно снизят время и стоимость отправки людей на Марс

Прогноз: «Освоение космоса ограничено тем, сколько топлива наш транспорт может унести с собой, а само топливо весит слишком много. Однако это может измениться. Команда Вашингтонского университета разработала тип плазмы, заключенной в собственном магнитном поле. Магнитное поле заставляет металлические кольца вокруг плазмы взрываться и создавать оболочку, которая запускает реакцию синтеза».

10. Атомарная точность производства сделает все системы более продуктивными и менее дорогими

Прогноз: «Термин «нанотехнологии» в действительности означал, по словам К. Эрика Дрекслера — отца идеи — поатомное производство, которое приведет к экстраординарным улучшениям в производстве всех вещей. Одним из крупных преимуществ станет чистая энергия, например жидкое углеводородное топливо, полученное путем выделения водорода из воды и углерода из переработанного углекислого газа».

Почему Эйнштейн всегда будет прав

Почему Эйнштейн всегда будет прав

Астрофизики шутят, что один из плюсов быть астрофизиком — это каждую неделю получать письма от тех, кто «доказал, что Эйнштейн ошибался». Но эти письма либо не содержат математические уравнения и используют фразы типа «очевидно, что…», либо наполнены сложными уравнениями с десятками научных терминов, которые используются нетрадиционным способом. В частности, это касается и постсоветского пространства. Все письма быстро отметаются, и не только потому, что «проедающие деньги налогоплательщиков» астрофизики слишком «зомбированы» существующей теорией, а потому что никто из них не знает, как теорию можно заменить.

К примеру, в конце 18 века существовала теория тепла, известная как калорическая. Основная идея калорической теории была в том, что внутри материалов находится жидкость. Она выступает в роли само-репеллента, то есть будет пытаться распространиться как можно сильнее и равномернее. Мы не можем наблюдать эту жидкость, но чем больше калорий будет у материала, тем выше будет температура.

Из этой теории вышло несколько предсказаний, которые действительно работают. Поскольку вы не можете уничтожать или создавать калории, энергия тепла сохраняется. Если вы положите холодный объект рядом с горячим, калорийность горячего объекта будет действовать и на холодный, пока тот не нагреется. Когда воздух расширяется, калории распространяются хуже, температура падает. Когда воздух сжимается, калории также сжимаются в объеме, и температура растет.

Теперь мы знаем, что нет «тепловой жидкости». Тепло является свойством движения (кинетической энергией) атомов или молекул в материале. Таким образом, физики заменили калорическую модель кинетической теорией. Теперь мы можем утверждать, что калорическая модель совершенно неверна.

Однако это не так. По крайней мере, она не особо преуспела в своей ошибочности с момента создания.

Основное предположение «тепловой жидкости» не соответствует реальности, но модель сделала предсказания, которые верны. По сути, калорическая модель работает так же хорошо, как в конце 18 века. Мы не используем ее потому, что у нас есть более хорошие модели, которые работают лучше. Кинетическая теория делает все те же прогнозы, что и калорическая, а также многое другое. Кинетическая теория даже объясняет, как тепловую энергию материала можно представить в виде жидкости.

Это ключевой аспект научных теорий. Если вы хотите заменить надежную научную теорию новой, новая теория должна быть в состоянии сделать больше, чем старая. При замене старой теории вы осознаете ее пределы и ограничения и знаете, куда двигаться дальше.

Иногда даже после вытеснения старой теории, мы продолжаем ею пользоваться. Простой пример — закон всемирного тяготения Ньютона. Когда Ньютон предложил свою теорию всемирного тяготения в 17 веке, он описал гравитацию как силу притяжения между всеми массами. Это позволило правильно рассчитать движение планет, открыть Нептун, основное соотношение между массой звезды и ее температурой и так далее. Ньютоновская гравитация была и остается надежной научной теорией.

В начале 20 веке Эйнштейн предложил другую модель, известную как общая теория относительности. Основной предпосылкой этой теории является то, что гравитация связана с искривлением пространства и времени. Несмотря на то, что гравитационная модель Эйнштейна радикально отличается от ньютоновской, математика показывает, что уравнения Ньютона являются приблизительными решениями уравнений Эйнштейна. Все, что предсказал Ньютон, предсказал и Эйнштейн. Однако Эйнштейн также дал нам возможность правильно смоделировать черные дыры, Большой Взрыв, прецессию орбиты Меркурия, замедление времени и многое другое, что было подтверждено экспериментально.

Так что Эйнштейн «круче» Ньютона. Но с теорией Эйнштейна сложнее работать, чем с ньютоновской, поэтому зачастую мы просто используем уравнения Ньютона. Например, чтобы рассчитать движение спутников или экзопланет. Если нам не нужна точность теории Эйнштейна, мы идем к Ньютону, чтобы получить ответ, который является «вполне хорошим». Мы можем доказать, что Ньютон ошибался, но его теория по-прежнему полезна и точна, как и всегда.

К сожалению, многие начинающие эйнштейны этого не понимают.

Стоит начать с того, что эйнштейновская гравитация никогда не будет опровергнута теорией. Она будет опровергнута экспериментальными данными, которые покажут, что предсказания общей теории относительности не работают. Теория Эйнштейна не вытеснит ньютоновскую, пока мы не получим экспериментальные данные, которые будут соглашаться с Эйнштейном и расходиться с Ньютоном во взглядах. Так что если у вас нет экспериментальных доказательств, которые явно противоречат общей теории относительности, попытки «опровергнуть Эйнштейна» будут оставаться за бортом.

Другой способ развенчать Эйнштейна — это разработать теорию, которая очевидно покажет, что теория Эйнштейна по сравнению с ней приблизительная, а все экспериментальное прошлое общей теории относительности сочетается и с этой теорией. В идеале, в рамках новой теории можно будет сделать новые предсказания, которые можно будет и проверить в разумных пределах. Если вы можете сделать это и представить идеи ясно, вы будете услышаны. Теория струн и энтропийная гравитация — примеры моделей, которые попытались это сделать.

Но даже если кто-то преуспеет в создании теории, которая превзойдет эйнштейновскую (и кто-то наверняка это сделает), теория Эйнштейна все равно будет работать, как и раньше. Эйнштейн никогда не ошибется, мы просто расширим пределы его теории.

Илья Хель

Nanobotmodels запустила образовательный проект по созданию анимации о возникновении видов рака

Nanobotmodels запустила образовательный проект по созданию анимации о возникновении и развитии раковых опухолей

В последнее время все большие обороты набирают краудфайндинговые платформы для сбора средств на запуск различных высокотехнологичных и инновационных проектов. Так, благодаря всем известному ресурсу KickStarter, уже в этом году могут появиться очки виртуальной реальности Oculus Rift, которым пророчат великое будущее в области видеоигр и просмотра 3D фильмов, инновационный и простой 3D принтер Formlabs, большое количество действительно интересных фильмов и медиа проектов.


Только что сформировавшаяся небольшая
раковая опухоль (раковые клетки обозначены
фиолетовым цветом). Nanobotmodels.com

Уникальность краудфайндинговых платформ заключается в поддержке аудитории – то есть, финансируются и выходят в ТОП только те проекты, которые интересны и востребованы на рынке. Поэтому в недалеком будещем нас, возможно, ждет сфера тесного общения производителя и потребителя в подобной форме «народной поддержки».

Один из подобных проектов недавно запустил один из партнеров Nanonewsnet – анимационная студия Nanobotmodels (http://www.nanobotmodels.com). Эта сравнительно молодая студия поставила амбициозный медиа-проект: создать комплекс обучающих материалов по молекулярной биологии и медицине и выложить их в свободный доступ.

И вот, на краудфайндинговой платформе IndieGoGo появился один из этапов проекта – создание анимации возникновения раковых опухолей и их дальнейшего развития.

Благодаря современному программному обеспечению по молекулярному моделированию анимация будет детально отображать все основные этапы возникновения онкозаболеваний – от появления дефектов в молекулах ДНК до метастазирования и поражения отдельных органов. Это действительно большой проект, который нуждается в публичной поддержке – почти 10 минут высококачественной компьютерной графики, объясняющей с первых шагов то, почему мы болеем раком, что к этому может привести, и как развивается метастазирование этой болезни.

После завершения эта обучающая анимация будет доступна всем желающим абсолютно бесплатно в Full HD качестве. Кроме меня над проектом работают в качестве научных консультантов онкологи из Украины, Австралии и США.

Первый «крипичик» в здание бесплатных обучающих видео по медицине был успешно заложен студией – это анимация возникновения прионных болезней (болезни Якоба-Крейцфельда и коровьего бешенства).

Основатель студии – Юрий Свидиненко, медицинский аниматор и аналитик в области нанотехнологий. На рассвете информационного нанотехнологического «бума» он впервые представил, как могут выглядеть наномеханизмы, работающие внутри человеческого тела, и его иллюстрации нанороботов можно найти практически в любой статье о будущем наномедицины и наноробототехники.

Если вы заинтересованы в создании бесплатных и доступных всем обучающих материалов, хотите поддержать «рублем» это перспективное направление в образовании, то просим посетить страницу проекта на IndieGoGo – http://www.indiegogo.com/…on/x/5869230

Там же можно обсудить проект и принять в нем участие – от пожертвований, до обсуждений и сотрудничества!

Наночастицы помогли физикам МИТ создать прозрачный проекционный экран

Наночастицы помогли физикам МИТ создать прозрачный проекционный экран

Американские физики создали крайне необычное устройство, которое представляет собой первый в мире полностью прозрачный проекционный экран из смеси стекла и особых наночастиц, пропускающих обычный свет и являющийся непроницаемым для синих лучей лазера, и опубликовали «инструкции» по его сборке в журнале Nature Communications.

В последние годы ученые активно используют наночастицы-плазмоны для создания «невозможных» с точки зрения классической оптики устройств, способных манипулировать свойствами света.

Так, в январе 2012 года физики создали микроволновый «плащ-невидимку», а в августе — научились использовать плазмоны для печати цветных изображений с рекордным разрешением и качеством.

Чиа Вэй Сюй из Массачусетского технологического института (США) и его коллеги использовали подобные наночастицы для создания футуристического проекционного экрана, экспериментируя с плазмонами, которые взаимодействуют только с лучами определенного цвета.

Изучая их свойства, ученые предположили, что подобные частицы можно вставить в прозрачный материал, такой как стекло, и при этом сохранить его проницаемость для света Солнца или ламп.

Руководствуясь этой идеей, группа Сюя изготовила небольшое количество наночастиц из серебра и покрыла ими лист из обычного стекла. Эти микроскопические кусочки металла были устроены таким образом, что они пропускали весь свет, кроме лучей синего лазера с определенной частотой волны.

Благодаря этому лист стекла оставался прозрачным в нормальных условиях, но при этом он был «зеркалом» для лучей лазера.

Затем ученые собрали особый «лазерный» проектор, который выводил изображение на экран, и успешно проверили его в действии.

«В принципе, мы можем создать цветной дисплей, используя три типа наночастиц, поглощающих лучи красного, зеленого и синего цвета. С другой стороны, можно объединить все эти свойства в одной частице, однако нам тогда придется бороться за прозрачность стекла», — заключает другой автор статьи, Марин Сольячич.

Физики ЦЕРНа впервые получили удобные для изучения атомы антиматерии

Физики ЦЕРНа впервые получили удобные для изучения атомы антиматерии

Физики ЦЕРНа разработали и успешно проверили новую методику получения простейших атомов антиматерии, которая позволяет «выращивать» их в достаточном количестве и «качестве» для полноценного изучения физических свойств, и опубликовали ее в статье в журнале Nature Communications.

Ученые исследуют атомы антиводорода и сравнивают их поведение с атомами водорода, пытаясь понять, куда пропала львиная доля «злого близнеца» материи.

Физики ЦЕРНА на протяжении десятилетий работают над этой проблемой, и большие надежды в этом отношение возлагаются на проект **ASACUSA*, в рамках которого ученые ищут новые способы получения антиматерии.

Наофуми Курода из университета Токио (Япония) и его коллеги использовали наработки ASACUSA для получения антипротонов, свойства которых «доступны» для изучения.

Как отмечают авторы статьи, антиматерию крайне сложно изучать из-за ее сверхмалого срока жизни и того, в каких обстоятельствах рождаются ее атомы. По этой причине большинство методик получения антиводорода малопригодны для изучения многих их физических свойств, таких как «расщепление» уровней энергии и спектра, вызванные взаимодействием антипротона и позитрона.

Физики решили эту проблему, научившись «выращивать» атомы антиводорода, энергия и скорость движения которых были относительно низкими. В этом им помог набор из замедлителей и специальных магнитных ловушек, замедлявший антипротоны и позитроны, поступавшие из ускорителя, и позволявший им объединиться в антиводород.

Рис. 1. Одна из магнитных ловушек, внутри которой зарождаются атомы антиводорода.

Данные ловушки были устроены таким образом, что формирующиеся анти-атомы самостоятельно покидали их пределы и попадали в точку, где сила магнитного поля была минимальной. Подобный трюк позволил получить достаточно антиводорода для наблюдений за «расщеплением» уровней энергии, что они планируют сделать в ближайшее время.

В галактике M82 вспыхнула яркая сверхновая

Оригинал взят у universe_viewer в В галактике M82 вспыхнула яркая сверхновая

Источники - http://www.universetoday.com/108386/bright-new-supernova-blows-up-in-nearby-m82-the-cigar-galaxy/ ,
http://kosmos-x.net.ru/news/v_galaktike_m82_obnaruzhena_novaja_sverkhnovaja/2014-01-22-2819



Сверхновая PSN J09554214+6940260. Фото: Леонид Еленин

В галактике M82 (галактика Сигара) была обнаружена сверхновая. Об этом информирует Стас Короткий, российский астроном-любитель, популяризатор наукоёмких наблюдений среди любителей астрономии.

"В известной и близкой галактике М82 из созвездия Б.Медведицы сегодня ночью была открыта яркая сверхновая звезда PSN J09554214+6940260 (временное обозначение)! Ее блеск сейчас составляет уже около +11 зв. вел.! Она доступна для наблюдений даже со скромным телескопом в городских условиях", - пишет Стас в социальной сети "Вконтакте".

Открыл сверхновую доктор Стивен Дж. Фосси из обсерватории в Лондонском университете. Минувшей ночью был проведен спектральный анализ сверхновой, результаты которого позволили сказать, что это сверхновая типа Ia. По предварительным оценкам скорость её расширения составляет 20 тысяч километров в секунду.
( Read more... )