Как вылечить рак и диабет в домашних условиях

Оригинал взят у lena_malaa в Как вылечить рак и диабет в домашних условиях

Мой френд и, что важнее, друг dave_aka_doc недавно обратился ко мне с одной личной просьбой - помочь ликвидировать медицинскую неграмотность и показать миру сообщество, посвященное борьбе с идиотами. А заодно рассказать окружающим, что на самом деле ресурсов, в которых дается первичный ликбез страждущим пациентам, много, и они бесплатны.
Я счастлива помочь этому замечательному человеку, но вот нахожусь в сомнениях. Можно ли доверять врачам, когда мои любимые эзотерики и и экстрасенсы сделали массу медицинских открытий? Настоящих открытий, которые и не снились официальной медицине 21 века!

( приходи ко мне лечиться! )

Как следует подумав, я решила, что напрасно я всю жизнь поддавалась на соблазны официальной медицины. Разве она сможет меня вылечить, да еще навсегда? Да еще так?

National Geographic Макрофотографии обычных вещей (20 фото)

Макрофотографии обычных вещей от National Geographic  (20 фото)

Известная компания, которая занимается производством микроскопов вместе с популярным изданием National Geographic провели очередной конкурс на лучшую фотографию из мира, который нельзя увидеть невооруженным глазом. Пока они определяют победителей, я предлагаю вам посмотреть наиболее яркие и запоминающиеся работы участников конкурса за всё время.

Вольфрамовая нить бытовой лампы накаливания




Опыленный цветок герани


Молотый кофе


Часть туловища паука


Бактерии в кишечнике человека


Изогнутые кристаллы кремния


Отпечаток пальца


Пыльца лютика


Вирус гепатита


Эмбрион рыбки данио


Кластеры серебра


Пылевой клещ


Мох и бактерия


Тля на листе


Пыльца ипомеи


Фрагмент мышиной почки


Крахмал в зерне кукурузы


Личинка желтолихорадочного комара


Тля


Окрашенная кишечная палочка

Путешествие в глубины мозга. (видео)

Путешествие в глубины мозга.

Джефф Лихтман (Jeff Lichtman), нейробиолог из Гарвардского университета комментирует великолепную визуализацию, которая показывает - как работает мозг мыши на различных уровнях, вплоть до одного микрона.

Видео утащить не удалось. Если после клика по скриншоту, видео не идёт, то ищите по ссылке - http://www.nationalgeographic.com/

Искусственная кость легче воды и прочнее стали

Искусственная кость легче воды и прочнее стали

Ученые создали материал, похожий на кость, но более легкий, чем вода и более прочный, чем сталь. Технология наносборки позволила разработать материал, не имеющий аналогов в природе по своим характеристикам. Материал выдерживает давление в 280 мегапаскаль.

Команда Йенса Бауэра из Технологического института Карлсруэ разработала необычный материал: менее плотный, чем вода, но по прочности сравнимый с некоторыми марками стали. До сих пор возможность изготовления таких материалов подвергалась сомнению, но ученые доказали, что современные технологию уже позволяют работать на наноуровне с достаточной точностью. Таким образом, открывается дорога для разработки и производства материалов с уникальными свойствами.

Новый материал легче воды, но по прочности сравним со сталью. В ближайшем будущем подобные материалы сделают нашу жизнь безопаснее и легче, причем в прямом смысле этого слова

Научно-технический прогресс неразрывно связан с разработкой и использованием новых материалов – это доказывает человеческая история со времен каменного века, до нынешней эпохи композитов.

Человечество добилось большого прогресса в создании материалов, которые в природе не встречаются, однако до сих пор не удалось преодолеть ключевую дилемму: любой материал является компромиссом между прочностью и гибкостью. Проще говоря, чем прочнее материал, тем он более хрупкий, а чем гибче – тем меньше нагрузки может выдержать.

Все известные материалы могут быть представлены в одном графике, где каждое деление означает увеличение прочности (ось y) и плотности (ось x) материала в 10 раз

Линия в середине на 1000 кг/м³ является плотностью воды, соответственно все материалы слева легче воды, а те, что справа - тяжелее. Получается, что твердый материал не может быть легче воды, если он не является пористым. Пористые материалы, такие как дерево и кости, обладают сложной структурой и могут удачно сочетать прочность, гибкость и малый вес.

На протяжении многих лет ученые искали гипотетические материалы, которые могли бы заполнить пустые участки на графике плотности. К счастью, современное компьютерное моделирование может подсказать, какая микроструктура материала может обеспечить требуемые характеристики. К тому же, у ученых впервые появились инструменты, с помощью которых можно работать над созданием микроструктур в масштабе толщины человеческого волоса.

Йенс Бауэр и его коллеги попытались создать похожий на кость сверхпрочный материал с помощью новейшей немецкой технологии Nanoscribe, которая использует сочетание лазерной фотолитографии и 3D-печати.

В лаборатории процесс изготовления нового материала происходит следующим образом: каплю фоточувствительного полимера помещают на предметное стекло и включают лазер. Система автоматизированного проектирования с высочайшей точностью наводит лазерный луч на конкретные участки, которые должны стать твердыми. После завершения обработки, неотвердевший полимер вымывают, оставляя твердый каркас со сложными внутренними структурами, спроектированными компьютером.

Однако на этом процесс не заканчивается, так как получившаяся полимерная пористая «кость» недостаточно прочна. Для ее упрочнения на полимер наносится сверхтонкий слой оксида алюминия толщиной 50 нанометров (миллиардная часть метра).

Получившийся материал легче воды, но при этом превосходит по прочности все природные и искусственные материалы, с плотностью меньше 1000 кг/м³. Так, он в состоянии выдерживать нагрузку 280 MПa, то есть сравним по прочности с некоторыми марками стали.

К сожалению, в ближайшие несколько лет мы не получим массу полезных вещей, сделанных из новейших материалов, спроектированных на компьютере и собранных на наноуровне. Проблема в том, что современные лабораторные методы позволяют создавать предметы из таких материалов размером всего в несколько миллиметров.

Тем не менее, быстрый прогресс в области 3D-печати, лазерной технике и создании новых полимеров позволяет надеяться, что через 10-15 лет на рынок выйдут новые уникальные материалы. Они найдут широкое применение повсеместно: от создания обуви и спортинвентаря, до самолетов и космической техники.

Физики взялись за соцсети

Физики взялись за соцсети

И объяснили лавинообразную популярность мемов.

Британские физики объяснили лавинообразную популярность мемов

©wallsave.com

Конкуренция мемов за внимание пользователей поддерживает в социальных сетях особое (критическое) состояние. К такому выводу пришли британские физики. В подобных обстоятельствах популярность получает только совсем небольшое число мемов, причем нарастает эта популярность лавинообразно.

Свои выводы ученые делали на основе модели соцсети, напоминающей Twitter, в которой число участников стремится к бесконечности. Каждый участник в такой модели может с некоторой долей вероятности создать новый мем или (с другой долей вероятности) передавать мем от того, кого он читает, другим пользователям.

Когда число мемов становится достаточно большим − между ними возникает конкуренция за внимание пользователей. Она сильно влияет на то, каким образом распространяются мемы.

Благодаря конкуренции система начинает стремиться к особому состоянию, которое называется критическим. И вот тогда-то любая случайность провоцирует лавинообразный поток популярности мема (как в насыщенном растворе любая случайность может спровоцировать выпадение осадка).

Интересно, что после того, как «лавина» схлынула − система вновь самостоятельно возвращается в критическое состояние.

^{Популярный мем}

^{©comicvine.com}

Существование таких систем еще в 1987 году предсказали физики из Брукхевенской лаборатории. Эти системы получили название систем с самоорганизованной критичностью. Другие подобные системы − финансовые рынки, эпидемии и некоторые виды электрической активности в головном мозге.

---

Ученые не в первый раз прибегают к моделированию социальных явлений методами статистической физики. При исследовании экономики такую область знаний называют эконофизикой. Она изучает, например, статистику распределения людей по уровню доходов. А вот социальные сети еще изучают методами классической теории графов.

---

Кстати, ранее исследователи уже доказывали, что популярность мемов связана с ограниченным ресурсом внимания пользователей соцсетей. Сейчас же им удалось показать, как эта ограниченность внимания влияет на динамику сети.

Наши планы могут лежать глубоко в мозге

Наши планы могут лежать глубоко в мозге

Оказалось, что планирование движения не есть привилегия исключительно высших корковых центров: некоторые глубинные структуры мозга, которые, как считалось, могут лишь служить проводниками «высшей воли», тоже способны принимать некое участие в обдумывании наших намерений.

Ствол мозга (иллюстрация Derrica Lynn).

Недавно нейробиологи рассказывали о том, как мозг разделяет планирование действия и само действие. И вот вам сразу ещё одна «родственная» заметка — об исследователях из Квинслендского университета (Австралия), которые решили уточнить, как вообще мозг планирует движение.

Суть открытия Панкаджа Саха (Pankaj Sah) и его коллег заключается в следующем: они обнаружили «двигательно-планировочную» активность глубоко в стволе мозга, в участке с диковатым названием педункулопонтийное ядро (PPN).

Собственно говоря, сей участок и его связь с движением не в первый раз попадают в поле зрения нейробиологов. К примеру, ядро PPN предлагают в качестве мишени при лечении болезни Паркинсона у тех, кто уже утратил способность ходить сам. И на первый взгляд тут нет ничего необычного, поскольку схема передачи двигательного импульса в грубой форме выглядит так: в коре возникает намерение совершить движение; когда оно созревает, кора посылает сигнал в ствол мозга, а оттуда он уже идёт в спинной мозг и далее к ногам. Однако, как пишут авторы работы в Nature Neuroscience, педункулопонтийное ядро активировалось и тогда, когда человек лишь только обдумывал намерение, а это всегда считалось прерогативой исключительно высших корковых центров.

Исследовалась же активность ядра PPN несколько необычным способом — в ходе глубинного стимулирования мозга пациентов с синдромом Паркинсона; причём сами больные в этот момент были в сознании.

С практической точки зрения полученные результаты могут пригодиться в лечении не только паркинсонизма, но и других двигательных расстройств. С теоретической же — можно ещё раз осторожно задуматься о том, как мы представляем себе структуру мозга, его иерархию и специализацию тех или иных зон, а также о том, можно ли эти представления как-то скорректировать в свете новых данных.

Подготовлено по материалам Квинслендского университета.

Кирилл Стасевич

Для существования земной жизни Луна не нужна

Для существования земной жизни Луна не нужна

Иногда можно услышать: обитаемостью Земля обязана своему спутнику, гравитация которого удерживает ось нашего вращения, а та, в свою очередь, отвечает за сезонные колебания температуры. Уберите Селену — и всё пойдёт вразнос, говорят нам. Новое исследование ставит этот тезис под сомнение.

Да-да, мы уже ставили вас в известность о том, что тезис о полезности постоянного наклона земной оси вызывает сомнения! Но первооткрыватель двух спутников Урана Джек Лиссауэр (Jack Lissauer) из Исследовательского центра НАСА в Эймсе (США) пошёл ещё дальше. Вместе с коллегами он задался таким вопросом: насколько именно отсутствие Луны дестабилизировало бы эту самую ось?

Так ли уж нужна мегалуна (вверху) для выживания этой пальмы? (Фото Mike Neal / nealstudios.net.)

«Если бы Земля не имела Луны, наклон её оси вращения — и тем самым климат — варьировался бы гораздо сильнее, чем сейчас, это верно, — признаёт учёный. — Но ничего настолько плохого, что демонстрировали нам предшествующие модели, не случилось бы».



Тезис о важности Луны для стабильности земных условий очень важен. Диаметр нашего спутника равен 0,27 земного — то есть его сравнительные размеры колоссальны. И если бы луны в других системах массово достигали таких размеров (в сравнении со своими планетами, конечно), мы бы уже обнаружили как минимум одну из них в данных телескопа «Кеплер». Но этого не происходит, и современная теория формирования Луны даже объясняет, почему: просто Селена не спутник, а оторванная от некогда существовавшей Землелуны часть, которая возникла как тело лишь в результате столкновения этой самой Землелуны с крупной планетой. Следовательно, такие случаи не слишком часты, и мощный стабилизатор оси вращения у землеподобных планет других систем — тоже.

По предшествующим расчётам, без Луны ось вращения планеты не варьировалась бы в диапазоне 22,0–24,6°, а колебалась бы по-пантагрюэлевски — от 0 до 85°, то есть вплоть до лежания на боку! В последнем случае полярная ночь и полярный день стали бы явью почти для всей планеты, отчего климат вряд ли улучшился бы. При 0° северные регионы были бы малообитаемы, утверждают иные, а экватор — вечно перегрет.

Г-н Лиссауэр и коллеги создали собственную модель колебаний оси, ограничив её работу 4 млрд лет. И — вы будете смеяться — у них получилось, что за всё это время (равное истории Земли на сегодня) наклон земной оси не превысил 40° и не упал ниже 10°.

«Если брать время, необходимое для развития сложной жизни, то за такой период изменения могут быть, скажем, градусов десять в обе стороны», — ошеломляет исследователь. При этом, будь у Земли ретроградное вращение (Солнце вставало бы на западе), которое должно иногда встречаться среди скалистых экзопланет других систем, колебания оси наклона были бы ещё меньше, ведь кручение планеты вокруг своей оси шло бы в направлении, противоположном тому, по которому она путешествует вокруг звезды.

Если бы спутники гигантских планет Солнечной соотносились с планетами-хозяевами, подобно Луне и Земле, вокруг Юпитера было бы полно «суперземель». (Иллюстрация Mary Anne Peters.)

Долговременные колебания климата, связанные с такими процессами, действительно имели бы место, но их никак нельзя обрисовать как катастрофические, утверждает учёный. К этому стоит добавить уже выдвигавшийся тезис о том, что слишком сильный наклон оси («расползание» полярной ночи и дня) одновременно с охлаждающим эффектом из-за роста альбедо (в неосвещённом полушарии за ночь образовывалось бы много льда) увеличивал бы эффективность поглощения планетой солнечного света, что в теории должно давать нагревающий эффект. А это значит, что размах колебаний вряд ли был бы чрезмерным — и в целом ситуация с климатом вовсе не была бы столь драматичной, как считалось. Нет смысла ограничивать подробное изучение землеподобных экзопланет теми, что имеют сравнительно большие спутники, считает учёный: жизнь может обойтись и без них.

Результаты исследования были представлены на съезде Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

Подготовлено по материалам Space.Com.

Александр Березин

Создан робот, оперирующий впятеро точнее человеческих рук

Создан робот, оперирующий впятеро точнее человеческих рук

Хирургу часто нужны очень твёрдая рука и бездна концентрации. Операции на кровеносных сосудах или нервных волокнах накладывают такую нагрузку, с которой сложно справиться, — а значит, хороших специалистов для сложных операций всегда мало. И к ним всегда очередь, а ожидание операции часто действует на здоровье не лучшим образом.

...Словом, инженер Раймондо Кау (Raimondo Cau) из Эйндховенского университета (Нидерланды) создал робота, позволяющего оперировать с точностью, которая в пять раз превышает то, на что способны «живые» хирурги. Тем самым он надеется серьёзно изменить вышеописанную ситуацию.

Один из манипуляторов робота и его джойстик (фото Bart van Overbeeke).

Нередко ткани из одной точки человеческого тела, не пострадавшей, к примеру, в ДТП, пересаживаются в другое место. И тогда их надо объединять с тамошними нервными волокнами и кровеносными сосудами, и работа это чрезвычайно тонкая, что доводит сроки ожидания операции до месяцев, года...



Телеуправляемый робот не полная замена хирурга. Он контролируется двумя джойстиками, движения которых масштабированы таким образом, чтобы перемещения более крупных рук хирурга корректно предавались меньшим по размеру манипуляторам машины. Степень масштабирования выбирается отдельной ножной педалью, не отвлекая руки врача.

Одной из важнейших черт системы является то, что робот, несмотря на огромную чувствительность к движениям оператора, способен отсекать присущую любому из нас дрожь рук на микромасштабе. При этом джойстики имеют сильную обратную связь, что позволяет врачу почувствовать «сопротивление материала» и лучше представить себе ситуацию в точке, в которой ведётся операция.

Кроме резкого снижения физической нагрузки на хирурга, система позволяет управляться с сосудами, нервами и прочими микрохиругическими радостями более широкому кругу врачей. Что ещё более важно, теперь работать можно и с такими участками человеческого тела, где малый размер сосудов вообще не давал проводить восстановительные операции после травм, включая сюда руки и некоторые участки лица.

Сейчас идёт доводка системы, пока не испытывавшейся на людях. Итоги клинических тестов на настоящих пациентах нам обещают предъявить уже в следующем году.

Подготовлено по материалам Эйндховенского университета.

Скорость реакции нервной цепи не зависит от её размера

Скорость реакции нервной цепи не зависит от её размера

Нервная цепь из десяти нейронов откликнется на внешнее раздражение через такое же время, что и имеющая сотню нейронов. И всё благодаря системе ограничений, которые накладываются на скорость накопления возбуждения отельными нейронами и их общение друг с другом.

Работу нервной цепи обычно описывают скоростью реакции: это один из краеугольных параметров любой «науки о мозге», будь то психология или нейробиология. С помощью скорости реакции удалось построить весьма эффективные модели, объясняющие различия в поведении индивидуума: в таких моделях скорость отклика зависит от накопления единичных раздражителей, информационных единиц. То есть мозг, грубо говоря, работает аккумулятором данных, и когда их количество превосходит некий порог, запускается отклик. Сидя на диване, мы можем думать, что нам нужно сделать то-то и то-то, и когда количество (или навязчивость) этих «то-то» достигает некоего уровня, мы с дивана встаём. А различия в скорости реакции можно объяснить тем, насколько быстро и специфично мозг собирает информацию для того или иного действия.

Нейроны коры мозга, растущие в культуре (фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc.).

С другой стороны, нейробиологи заметили, что психологическая скорость реакции сопоставима с поведением отдельного нейрона. Активация нервной клетки тоже происходит после преодоления определённого порога раздражения, которое может приходить к ней от соседних клеток, и работу нервной цепи, казалось бы, тоже можно было охарактеризовать скоростью реакции. Но в нервной цепи может быть много, очень много нейронов; точных цифр пока никто не знает, однако, по примерным оценкам, в глазном движении могут участвовать приблизительно 100 тысяч нервных клеток. Вопрос в том, как этот огромный коллектив нейронов аккумулирует сигнал, чтобы потом выдать результат — в полном соответствии с теорией накопления?

Если, допустим, система нейронов ждёт, чтобы каждый её член накопил достаточно входящих сигналов, то скорость реакции будет тем меньше, чем больше сеть. Если же активация нейронного ансамбля определяется только каким-то одним «пусковым» нейроном, то большая сеть будет отзываться быстрее, чем маленькая, так как в большой на «пусковой» нейрон будет приходить больше сигналов.

Другой вопрос — координация нейронного ансамбля. Чем сильнее скоординирована система, тем больше она похожа на единый информационный накопитель. То есть в пределе много нейронов будут работать как один, накапливая раздражение и реагируя на него, подобно одной клетке. Но насколько глубокой должна быть координация нейронов в ансамбле, чтобы все они работали в унисон?

Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи из Университета Вандербильта (США) разработали виртуальную модель, в которой можно было сопоставить поведение разного количества информационных аккумуляторов и интенсивность впитывания ими входящих сигналов. Модель оказалась весьма ресурсоёмкой: Джеффри Шеллу (Jeffrey Schall) и его коллегам пришлось ограничиться сетью в 1 000 виртуальных нейронов, большего количества не выдерживал даже сверхмощный компьютер.

Исследователей интересовало, в какой момент происходит запуск ответной реакции, что является тем последним камешком, который вызывает обвал. Происходит ли это, когда «камешек» падает на какой-то один нейрон, или же такие «камешки» должны упасть на всех участников цепи? Оказалось, что ни в первом, ни во втором случае скорость реакции никак не соотносится с тем, что можно наблюдать в настоящей нервной системе. Такой же отрицательный результат учёные получили, когда попытались сделать разные нейроны слишком по-разному накапливающими раздражение.

Однако реальных значений скорости реакции всё же можно было добиться, более или менее уравняв все нейроны по способности накапливать информационные «камешки» и снабдив всю систему ограничительными правилами, которые регулировали бы работу нейронов так, чтобы они выступали в унисон. То есть входящее раздражение падает на нейронный ансамбль так, как будто его воспринимает не набор из ста, тысячи или миллиона нейронов, а как один нейрон. На практике это означает, что время реакции не зависит от размера нейронной цепи: в ней может быть 10 или 1 000 нейронов, но время отклика у них всё равно будет примерно одинаковым. И то же самое, очевидно, верно и для более масштабных цепей.

При этом, конечно же, характеристики нейронов в 10-клеточной и в 1 000-клеточной цепи будут различаться, как и правила, которые ограничивают их общение друг с другом. Мы возьмём на себя смелость сравнить всё это с двумя системами — из 10 и из 1 000 сообщающихся сосудов. Как сделать так, чтобы одним и тем же количеством воды наполнить и ту и другую? Очевидно, уменьшив размер сосудов в той системе, где их больше. Разумеется, тут будет играть роль, во сколько кувшинов мы одновременно льём воду, какого размера перемычки между ними и т. д., но дальше мы фантазировать не будем.

Так или иначе, исследователям удалось теоретически согласовать данные психологии и нейробиологии, и теперь стоит дождаться экспериментов, направленных на проверку именно этих теоретических данных.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Подготовлено по материалам Университета Вандербильта. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

«Тяжёлые солитоны» оказались вихревыми кольцами

«Тяжёлые солитоны» оказались вихревыми кольцами

В 2013 году в Массачусетском технологическом институте был провёден эксперимент по изучению газа, состоящего из холодных атомов, который показал довольно загадочные результаты: в газе существовали долгоживущие волны, путешествовавшие сквозь него неожиданно медленно — так, как теория «не разрешала». Их назвали «тяжёлыми солитонами», но проблемы с теорией это решить не помогло.

Физики Аурель Булгак (Aurel Bulgac) и Майкл Форбс (Michael Forbes) из Вашингтонского университета (США) вместе с коллегами смоделировали процессы в подобном газе при помощи суперкомпьютера Titan и пришли к следующему выводу: странности волн были кажущимися — их просто неверно идентифицировали.

Так называемые тяжёлые солитоны — скорее всего, вихревые кольца, что-то вроде квантового эквивалента обычных колец дыма, пускаемых иными курильщиками.

Стандартное вихревое кольцо (тороидальный пузырь) в эксперименте (иллюстрация University of Washington).

Это структуры, чем-то напоминающие обычный пончик, где потоки жидкости или газа связаны между собой и вращаются в виде замкнутого кольца. Физика таких колец та же, что и у торнадо, вулканических извержений и грибовидного облака атомного взрыва. Явление это довольно частое, его можно создать и искусственно, до некоторой степени контролируя его размеры и положение в пространстве. К примеру, вот как это делает дельфин:

«Используя самые современные методы моделирования, мы продемонстрировали, что все аспекты результатов, полученных в МТИ, могут быть объяснены вихревыми кольцами», — подчёркивает Майкл Форбс. Более того, говорят учёные, модели позволяют настолько детально анализировать процессы в холодных газах, что в будущем это «может революционизировать методы решения определённых физических проблем».

Фрагмент суперкомпьютера Titan (фото ORNL).

В частности, полагают авторы исследования, благодаря подобным симуляциям можно моделировать ядерные реакции без необходимости в натурных испытаниях. Среди прочего аналогичные методы способны прояснить и природу «глитчей» нейтронных звёзд — странных колебаний в обычно предельно строгой периодичности сигналов, исходящих из окрестностей нейтронных звёзд.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Вашингтонского университета.

Александр Березин

Парадокс огненной стены закрыт, классическая чёрная дыра спасена?

Парадокс огненной стены закрыт, классическая чёрная дыра спасена?

И всё это достижимо без модифицирования горизонта событий, утверждает немецкий физик Сабина Хоссенфельдер. Почему она не видит ничего достойного внимания в последней работе Стивена Хокинга? И что из всего этого следует?

Вы уже знаете это: Стивен Хокинг посчитал лучшим решением парадокса «огненной стены» предположение о том, что у чёрной дыры (ЧД) нет настоящего горизонта событий и налицо лишь кажущийся горизонт, который не является — в отличие от традиционной ЧД — вечным.

Что ж, в январе с. г. решение проблемы огненной стены было предложено не только им. Работа Сабины Хоссенфельдер (Sabine Hossenfelder) из Северного института теоретической физики (Швеция) утверждает, что такого парадокса нет, а потому модификации классических представлений о ЧД до некоторой степени не вполне оправданны.

Квантовая запутанность частиц, появляющихся у горизонта чёрной дыры, создаёт парадокс «огненной стены» — но только если запутанность между ними не исчезнет. (Здесь и ниже иллюстрации JPL / NASA.)

Чтобы полностью понять настоящее, часто надо вернуться в прошлое, и глубины первого и второго действия иногда прямо пропорциональны: на сей раз в прошлое придётся отправиться хотя бы лет на сорок.



Когда идея горизонта событий замаячила над головами учёных, стали возникать неприятные вопросы. Вот, например: горизонт событий (классический) пресекается только в одном направлении, но это, кажется, противоречит термодинамике! При стремлении температуры к абсолютному нулю энтропия тел системы тоже стремится к нулю — следовательно, абсолютного нуля нельзя достичь ни в каком конечном процессе, связанном с изменением энтропии: вы будете бесконечно приближаться к нему по асимптоте, и только, по типу Ахиллеса, догоняющего черепаху.

Но если абсолютный нуль недостижим — значит, все тела должны хоть что-то да излучать, как-то отдавать хоть чуть-чуть тепла. Однако горизонт событий вроде бы ничему излучаться не даёт, ведь его даже свет не может преодолеть. Тогда — ровно сорок лет тому назад — Стивен Хокинг выдвинул идею так называемого излучения Хокинга. Чтобы ЧД «начала» излучать, учёный использовал квантовую механику: поскольку мы не можем знать точную энергию объекта в любой момент, она может серьёзно колебаться, хотя среднее её значение при этом будет неизменным. Поэтому около горизонта событий, рассуждал физик в ту пору, может появляться пара частиц («из ничего»), и одна частица из пары будет поймана внутри горизонта (на каплю уменьшая массу ЧД), в то время как другая покинет ЧД как излучение, унося с собой каплю её энергии.

Решение было элегантным, но тогда ещё никто не знал, что через 38 лет из излучения Хокинга, помирившего термодинамику и ЧД, родится другая сущность — парадокс «огненной стены». Дело в том, что пара частиц, рождённых, так сказать, вышеупомянутым квантовомеханическим путём, появлялась «из ничего», будучи квантово запутанной, — а значит, убегание одной частицы и удержание другой такую запутанность разрушает. Квантовомеханически говоря, частицы рождаются в чистом (не смешанном) состоянии, а горизонт событий это чистое состояние разрушает.

Нотки печали особенно усиливаются потому, что если весь этот процесс появления излучения Хокинга действительно повествует о частицах в чистом квантовом состоянии, то ЧД, во-первых, не может излучать без издевательства над термодинамикой, а во-вторых, если и может, то тогда за поверхностью горизонта событий должны образоваться потоки частиц чрезвычайно высоких энергий, разрушающие любое попадающее внутрь тело. Как мы уже много раз говорили, во втором варианте на заклание вместо термодинамики надо отдать либо общую теорию относительности, либо квантовую механику, хотя это неприятно и противоречит очевидным успехам этих направлений в последние десятилетия.

Спохватившийся Стивен Хокинг решил загнать джинна излучения имени себя обратно в бутылку, предположив, что огненной стены нет, потому что горизонт событий не ловит ничто навечно, а потому и особой нужды в нагнетании обстановки с излучением нет.

А вот Сабина Хоссенфельдер показывает нам, что излучение Хокинга вполне может рождаться и не в чистом состоянии. Такое излучение, считает исследовательница, образуется не благодаря появлению пар квантово запутанных частиц, а благодаря появлению... двух пар запутанных частиц. Внешне различий нет: излучение Хокинга для стороннего наблюдателя будет в любом случае (что удержит на плаву термодинамику). Но — и это ключевой момент — вместо чистого состоянии у частиц, которым излучение обязано своим существованием, будет смешанное, то есть такое, в котором не задан полный набор независимых физических величин, определяющих состояние системы, а есть лишь вероятности нахождения системы в различных квантовых состояниях. Раз чистое квантовое состояние не возникает, то его нельзя и разрушить, а именно из его гипотетического разрушения и вытекает огненностенный парадокс.

Каково состояние квантово сцепленных частиц — чистое или смешанное?

Как далее показывает г-жа Хоссенфельдер, между частицами излучения Хокинга, испущенного, скажем, 200 млн лет назад, и сегодня никакой запутанности нет, что подрывает возможность того, что частицы излучения являют собой случай чистого квантового состояния. При отсутствии квантовой запутанности противоречия между классическим и квантовым описаниями событий у горизонта ЧД сглаживаются, а огненная стена исчезает (подробности о роли запутанности в строительстве стены см. здесь). Итак, все довольны: три потенциально ущербные группы физических теорий целы, традиционные чёрные дыры — тоже. Хокинговское излучение не находится в чистом квантовом состоянии, огненной стены нет, парадоксов нет. Но что же с самим Стивеном Хокингом и нанесённым им скоропалительным ударом по горизонту событий, который он «переделал» из вечного в кажущийся, видимый, со временем обречённый на исчезновение?

Надо сказать, что существует множество других моментов, которые давят на физиков, заставляя их дрейфовать в сторону идеи о невечном, кажущемся характере горизонта событий чёрных дыр. Поэтому Сабина Хоссенфельдер и замечает, что является сторонником подобных идей — но её тезис о кажущемся характере горизонта событий ЧД был выдвинут четыре года назад (в соавторстве с Ли Смолиным). Поэтому она заявляет: «"Работа" Хокинга в действительности — лишь запись его выступления прошлого года, резюме его мыслей по поводу огненной стены чёрных дыр. И ни одну из этих мыслей я не нахожу ни замечательной, ни выдающейся. Будь его работа выложена кем-то другим, её никто не заметил бы».

Хотя огненная стена падающему в чёрную дыру не грозит, угрозы спагеттификации с летальным исходом тоже никто не отменял.

В общем, ничего нового г-н Хокинг не сказал, считает г-жа Хоссенфельдер. А вот мы не были бы столь категоричны: резкость её реакции во многом обусловлена не столько тем, что в работе Стивена Хокинга «нет ничего нового» (на arXiv постоянно выкладываются чисто обзорные работы, да и г-н Хокинг не претендует здесь на особую новизну), сколько тем, что его тезисы получили мощное освещение в СМИ, в то время как опубликованная в январе работа самой Сабины прессой не замечена вовсе. Впрочем, так бывает: мало кто из учёных способен популярно изложить свои результаты, и мало кто из «неучёных» (включая даже физика из другой области) может быстро понять эти результаты самостоятельно, и всё это вряд ли вина одной лишь «раскрученности» Стивена Хокинга.

Отвлекаясь от понятной с эмоциональной точки зрения оценки «ни одну из этих мыслей я не нахожу ни замечательной, ни выдающейся», резюмируем: парадокс «огненной стены» действительно решён без уничтожения горизонта событий, но его переделки в «кажущийся» всё равно следует ожидать даже вне связи с этим конкретным парадоксом. Вот только проверить истинную природу горизонта при современном уровне наших возможностей пока нельзя: ЧД далеко, а жизнь человеческая коротка, поэтому без дальнейшего продвижения в физике чёрных дыр ни подтвердить, ни опровергнуть «вечность» горизонта событий не получится...

Подготовлено по материалам различных источников.
Александр Березин

Планеты в зоне обитания

Оригинал взят у haritonoff в Планеты в зоне обитания

HD 28185 b (большая на заднем плане) – экзопланета, вращающаяся вокруг звезды HD 28185 в 128,5 световых годах от Солнца. Год планеты – 383 земных дня, масса планеты – 1810 масс Земли (Масса Юпитера всего в 317 раз больше массы Земли) – это газовый супергигант. Планета находится в обитаемой зоне или "зоне Златовласки" – то есть вращается на таком расстоянии от своей звезды, что на ней не слишком холодно и не слишком жарко для существования жидкой воды. Если состав планеты подобен составу Юпитера, то можно ожидать, что в верхних слоях атмосферы планеты условия могут способствовать образованию облаков из водяного пара. Неизвестно, может ли существовать какая-то форма жизни на газовых гигантах, но достаточно крупные их спутники (большой на переднем плане) вполне могут быть обитаемыми – на примере Титана мы знаем, что спутники планет-гигантов могут иметь достаточно плотную атмосферу, чтобы содержать на поверхности воду в жидком виде. Моделирование приливных взаимодействий показывает, что вокруг HD 28185 б вполне могли бы зародиться землеподобные спутники: ее большая масса, более шести масс Юпитера, делает подобный сценарий более вероятным, чем если бы планета была с Юпитер или меньше.

Но вот есть там, рядом с HD 28185 b эти землеподобные спутники, нет там землеподобных спутников – наука пока не в курсе дела. На верхней картинке – просто фантазия художника. Количество обнаруженных экзопланет – планет, обращающихся вокруг других звезд – на сегодняшний день исчисляется тысячами. Из них лишь несколько десятков, возможно, находятся в обитаемой зоне. Из этих нескольких десятков пока лишь семь планет земного типа точно существуют и точно находятся в этой самой обитаемой зоне – то есть их существование подтверждено несколькими методами и независимыми наблюдениями. Они есть:

( Read more... )