• Паровой насос

    • Translation


    << До этого: Вес воздуха

    На заре XVIII века Томас Ньюкомен придумал первую полезную паровую машину, которая занималась откачкой воды из шахт. Его машина конденсировала пар, получая энергию из веса воздуха. Её действие было основано на научных знаниях, полученных Торричелли, Паскалем, фон Герике и другими в предыдущем столетии. Так наука о давлении завершила полный круг – вопросы, поставленные при создании шахтных насосов, после их решения помогли разработать улучшенный насос. В данной истории мы ещё не раз увидим это взаимное переплетение полезных механизмов и философских вопросов.

    Однако инженерная мысль, шедшая от Торричелли до Ньюкомена, двигалась не прямыми путями. Впрыск горячего пара из внешнего котла для организации движения поршня был совершенно неочевидным способом эксплуатации веса воздуха. Сначала изобретатели испробовали более простой подход – сжигать топливо в самом поршне.
    Читать дальше →
  • Космологи нашли способ удвоить точность измерения расстояний в космосе

      Космологи придумали, как повысить точность измерения расстояний до сверхновых звёзд, снизив погрешность в два раза, до 3%. Результаты работы коллаборации Nearby Supernova Factory (SNfactory) позволят исследователям изучать тёмную энергию при помощи данных повышенной точности и чёткости, а также дадут отличный способ проверить измеренные космологические расстояния.

      Кроме этого, новый метод будет активно использоваться в планируемых космологических экспериментах, где при помощи наземных и космических телескопов планируют проверить альтернативные гипотезы о природе тёмной энергии. Две работы учёных опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

      Тёмная энергия – это сила, заставляющая нашу Вселенную расширяться с ускорением. Её обнаружили в 1998 году, наблюдая как раз за сверхновыми типа Ia. С тех пор её реальность подтвердили во множестве независимых экспериментов, и во время изучения сверхновых. Известно, что она составляет порядка двух третей от всего энергетического наполнения Вселенной, однако о точной её природе пока идут споры.
      Читать дальше →
    • Новое исследование показало, что у человека может быть больше 150 друзей

        image

        Повторив классическую работу Робина Данбара по ограничению на количество постоянных связей, которые способен поддерживать человек, при помощи современных статистических методов, исследователи опровергли его оценку, получившую название "число Данбара". Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.

        В 1990-х годах британский антрополог и эволюционный психолог, специалист в области поведения приматов Робин Данбар, изучая общественное поведение приматов, заметил зависимость между уровнем развития новой коры больших полушарий головного мозга и размером стаи. На основании данных по 38 родам приматов он вывел математическую зависимость между развитием неокортекса и размером стаи, и, основываясь на оценке развития человеческого мозга, предложил оценку оптимального размера человеческого стада. Для проверки своей теории Данбар обратился к данным антропологии о численности традиционных поселений.
        Читать дальше →
      • Радио, которое можно отправить даже в ад

        • Translation

        Радиосхемы на карбиде кремния могут выдержать вулканическую жару Венеры



        Как художник представляет себе будущий венероход, получающий энергию от ветра, дующего в плотной атмосфере Венеры

        Летом 2020 года в разгар пандемии были и свои плюсы. Одним из них был полёт американских астронавтов к МКС и успешное их возвращение на коммерческой ракете от SpaceX. Это событие было важным по многим причинам, одна из которых следующая: когда НАСА освободят от необходимости доставлять людей на низкую околоземную орбиту, агентство сможет нацелиться на более далёкие мишени. Может, даже, на Венеру.

        Радостное возбуждение по поводу возможной миссии на Венеру подстегнуло открытие в её атмосфере фосфина – возможного признака микробной жизни (хотя сейчас это открытие оспаривают). Однако условия на второй планете от Солнца настолько жёсткие, что дольше всех продержавшийся там спускаемый аппарат, "Венера-13" (СССР), смог передавать данные всего лишь 2 часа 7 минут. Средняя температура на поверхности Венеры составляет 464 °С, в атмосфере полно капель серной кислоты, легко разъедающей металлы, а атмосферное давление на поверхности в 90 раз больше земного. И всё-таки учёные считают Венеру близнецом нашей планеты.
        Читать дальше →
      • Космологи предложили искать тёмную материю, руководствуясь температурой экзопланет

          Американские космологи из университета Тафтса предложили новый способ обнаружения тёмной материи. Её распадающиеся частицы, которые гравитация собирает поблизости от ядер экзопланет, должны при распаде разогревать эти планеты, делая их в среднем теплее, чем можно было ожидать. Работа опубликована на сайте препринтов arXiv.org.

          Хотя существование тёмной материи мало кто из космологов подвергает сомнению, непосредственно обнаружить частицы, из которых она должна состоять, учёным пока не удалось. Часть трудностей связана с тем, что она не взаимодействует со светом напрямую, а оказывает лишь гравитационное воздействие на свет и видимую материю.

          В новом подходе учёные приняли гипотезу, по которой тёмная материя состоит из слабовзаимодействующих массивных частиц, или вимпов (Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs). Такие частицы должны быть массивнее электронов и протонов, и распадаться на более лёгкие. Напрямую наблюдать их будет сложно, зато можно измерить их воздействие на экзопланеты.
          Читать дальше →
        • Учёные придумали, как извлекать металлы из-под земли без рытья

            Международная команда специалистов по горному делу разработала новый метод добычи металлов из руды. Они продемонстрировали рабочий прототип, в котором кислота, управляемая электромагнитным полем, растворяет медную руду, после чего полученная смесь выкачивается из-под земли. Работа опубликована в журнале Science Advances.

            Этот подход, который исследователи назвали «электрокинетическим выщелачиванием на месте», разительно отличается от обычного рытья шахт и извлечения породы, содержащей примеси металла. Исследователи считают, что такой подход способен преобразовать горнодобывающую промышленность, поскольку растворять металлы можно будет даже в тех местах, где ранее их добыча считалась невозможной.
            Читать дальше →
          • Хакер в целях экономии взломал DRM на кассетах мини-посудомойки


              Миниатюрная посудомоечная машина Bob

              Хакер и любитель самоделок dekuNukem, пару лет назад отметившийся созданием устройства Daytripper, автоматически сворачивающего окно с игрой при приближении босса, теперь победил DRM-систему посудомоечной машины. Взломав счётчик количества моек в кассетном картридже, он сумел понизить стоимость каждой мойки в 60 раз.

              Посудомоечная машина Bob – это небольшого размера настольный прибор, куда влезает пяток тарелок, две-три кружки и несколько столовых приборов. Воду нужно добавлять вручную. Моющие средства для машины поставляются в картриджах – примерно как чернила для принтеров.
              Читать дальше →
            • Необычная структура генома одного из видов планктона удивила учёных

                image

                У одноклеточного планктона из группы динофлагеллятов оказался очень необычно организованный геном. Результаты научной работы, в которой принимали участие учёные из Саудовской Аравии, США и Германии, расширяет наше представление о том, как может выглядеть геном эукариотов.

                Исследователи изучали строение генома кораллового симбионта Symbiodinium microadriaticum. Этот геном уже был секвенирован и собран в сегменты, т.н. скаффолды, но на уровне хромосом сборка ещё не проводилась.

                Учёные использовали технику Hi-C, чтобы определить взаимодействие частей хроматина – комбинации ДНК и белков, составляющих хромосом. Таким образом они хотели понять, как скаффолды соединялись в хромосомы (определить их конформацию) как в пространственном, так и в структурном смысле.
                Читать дальше →
              • На Марсе есть все условия для существования жизни под поверхностью планеты


                  Схема радиолиза

                  В новой научной работе астробиологи привели аргументы в пользу возможности существования жизни на Марсе неглубоко под поверхностью планеты. По их расчётам, энергия для этой жизни, а также кислород могут получаться в процессе радиолиза. Работа опубликована в журнале Astrobiology.

                  Даже на Земле можно найти множество примеров невероятной приспособляемости жизни. Но одно из необходимых условий для её существования – надёжный источник энергии. На Земле энергию, по большей части, обеспечивает Солнце – но бывают и другие варианты, как, например, гидротермальные источники на дне океана.

                  Также ключевым ингредиентом жизни и множества химических процессов служит вода. Вода может храниться в порах камней, а если подвергнуть её воздействию радиоактивных изотопов, она будет распадаться на кислород и водород. Этот процесс называется радиолизом.
                  Читать дальше →
                • Европейский спутник для измерения лесной биомассы успешно прошёл механические испытания



                    Спутник Европейского космического агентства Biomass, который будет использовать инновационную технологию, позволяющую измерять высоту деревьев, и тем самым – лесную биомассу, прошёл механические испытания. Спутник планируется запустить в 2023 году, несмотря на все сложности, возникшие из-за пандемии.

                    Леса играют важнейшую роль в круговороте углерода. Они поглощают и хранят в себе большое количество этого вещества, не позволяя планете нагреваться. Когда леса вырубают, углерод поступает обратно в атмосферу.

                    Поэтому ключевым фактором в замедлении изменения климата и предотвращении ухудшения биоразнообразия служит информация о здоровье мировых лесов. Учёным нужно точно знать состояние лесов, сколько углерода они хранят, и как они меняются.
                    Читать дальше →
                  • Как собрать электронный компас, направляющий вас к ближайшей пиццерии



                      Обычный компас показывает направление на магнитный северный полюс, и если вам нужно что-то найти, вы должны сначала сориентироваться на местности и понять, где и в какой стороне находится искомое относительно сторон света.

                      В фильме «Пираты Карибского моря» у капитана Джека Воробья был волшебный компас, показывающий в сторону того, чего его обладатель желает больше всего, что уже гораздо удобнее.

                      А электронщик-любитель Джо Гранд за неимением магии решил сделать компас, который показывает сразу в сторону того, что нужно – в его случае, в сторону ближайшей пиццерии. Проект Pizza Compass сделан на основе одноплатного компьютера для хобби и обучения Particle Boron.
                      Читать дальше →
                    • На больших глубинах обнаружено неожиданное разнообразие жизни



                        Экологи из Института зоологии при Кёльнском университете впервые продемонстрировали невероятно большое глубоководное биоразнообразие Атлантического и Тихого океанов. Исследовательская команда 20 лет собирала данные, которые теперь позволяют оценить и сравнить разнообразие эукариотов.

                        Для получения беспрецедентного объёма данных исследователи изучали осадочные породы, взятые с глубин от 4000 до более 8000 метров, культивировали и секвенировали гены популяций, живущих исключительно на больших глубинах, и проводили их молекулярный анализ. Результаты были опубликованы в журнале Communications Biology.

                        Более 60% поверхности нашей планеты занимает дно океанов глубиной более 1000 метров, что делает его крупнейшей частью биосферы. При этом до сих пор о разнообразии организмов, живущих на больших глубинах, их распределении и функциональной важности известно крайне мало. Ясно только, что такие последствия изменения климата, как потепление, окисление океанов и обеднение их кислородом уже влияет на эту чувствительную экосистему.
                        Читать дальше →
                      • Специалисты думают, как затопить МКС



                          Вице-премьер Юрий Иванович Борисов 18 апреля 2021 года в документальной программе, показанной на телеканале «Россия 1», сообщил, что Россия планирует выйти из проекта Международной космической станции (МКС) к 2025 году. Вместо этого планируется развивать собственный проект национальной космической станции.

                          МКС работает с конца 1998 года как совместный проект 14 стран. Основные решения принимаются США и Россией, большую часть финансирования осуществляет американское агентство НАСА. Срок эксплуатации станции периодически продляют – в последний раз на переговорах 2015 года срок продлили до 2024 года. При этом ранее сообщалось о ведении переговоров о продлении срока службы станции до 2028 или 2030 года.
                          Читать дальше →
                        • Спросите Итана: можно ли спасти нашу Галактику от «неминуемой» судьбы?

                          • Translation

                          Галактики, в которых за миллиарды лет не появилось ни одной новой звезды, и в которых не осталось свободного газа, считаются «красными и мёртвыми». При ближайшем рассмотрении галактика NGC 1277 (на фото выше) может оказаться первой подобной галактикой поблизости от нас. Наша Галактика тоже станет такой, звёзды в ней умрут, и будут выброшены гравитацией наружу, и в итоге наша Местная группа галактик перестанет существовать.

                          Мы появились во Вселенной в весьма выгодный момент. Появись мы на пару миллиардов лет раньше, и мы не смогли бы увидеть признаки существования тёмной материи, из-за чего не узнали бы судьбу Вселенной. Родись мы через несколько десятков миллиардов лет – всего через несколько промежутков времени, равных текущему возрасту Вселенной – наша Местная группа стала бы просто одной гигантской эллиптической галактикой, а других галактик на сотни миллиардов световых лет вокруг видно бы не было. Судя по всем наблюдениям, наша Вселенная угасает, и её ожидает "тепловая смерть". Возможно, остановить этот процесс не удастся, но не могли бы мы как-нибудь, используя достаточно развитые технологии, отсрочить этот конец? Такой вопрос задаёт наш читатель:
                          Прочитав вашу статью о естественной кончине Вселенной, я задумался: не могла бы очень продвинутая цивилизация третьего типа сделать что-то, чтобы галактика или местная группа галактик «эффективно» и с пользой существовала дольше? Есть ли способы создать нечто вроде гигантского демона Максвелла, который бы управлял энтропией и контролировал энергетический бюджет галактики?

                          Читать дальше →
                        • Учёные впервые получили стабильную клеточную культуру коралла в лаборатории



                            Японские биологи впервые получили устойчивые клеточные культуры для кораллов Acropora tenuis в лабораторных условиях. Извлечённый из личинок полипов материал дал восемь разновидностей клеток, семь из которых оказались стабильными – то есть, могут бесконечно размножаться, сохраняя эту способность даже после замораживания. Результаты исследования опубликованы в журнале Marine Biotechnology.

                            Клеточные культуры выращивают в лаборатории для всестороннего изучения биоматериала, поиска лекарств, производства вакцин, производства белков и других биотехнологических целей.
                            Читать дальше →
                          • Как «Архив Интернета» оцифровывает полвека записей с грампластинок



                              Некоммерческая организация «Архив Интернета» поделилась информацией о том, как её сотрудникам удалось довести до совершенства технологию оцифровки старых грамзаписей с шеллаковых пластинок. Таким образом удалось оцифровать уже более 250 000 записей, и их количество постоянно растёт.

                              Речь идёт о грампластинках, изготовленных из шеллака — воскоподобного вещества, вырабатываемого тропическими насекомыми, обитающих в юго-восточной Азии. Способ тиражирования пластинок был придуман ещё в 1892 году, и сначала для этого использовался эбонит. Из-за своей дороговизны он вскоре был заменён шеллаком.

                              Такие пластинки пользовались популярностью до середины XX века. Однако высокая хрупкость шеллака заставляла производителей искать ему альтернативу. В итоге его заменили на винилит (сополимер винилхлорида и винилацетата). Новые грампластинки стали называть виниловыми, и они существуют до сих пор, а в последнее время даже переживают определённый подъём популярности.
                              Читать дальше →
                            • У детей ликвидаторов чернобыльской катастрофы мутаций сверх нормы не обнаружено

                                image

                                Международные команды учёных под руководством медиков из Национального института изучения рака (США) и Национальных институтов здоровья (США) провели два масштабных исследования на тему последствий аварии в Чернобыле и передачу повреждённых генов следующим поколениям. Оказалось, что эти повреждения практически не передались по наследству потомкам людей, участвовавших в устранении последствий аварии.

                                Чернобыльская катастрофа – одна из крупнейших катастроф XX века, и самая крупная, связанная с радиацией. В течение первых трёх месяцев после аварии скончался 31 человек, ещё 19 смертей с 1987 по 2004 год предположительно можно отнести к её прямым последствиям. 134 человека из числа ликвидаторов перенесли острую лучевую болезнь той или иной степени тяжести. Также по некоторым оценкам от катастрофы уменьшилась продолжительность жизни нескольких тысяч людей.

                                Команды учёных решили выяснить, с какой интенсивностью повреждения ДНК, вызванные радиацией, передаются следующим поколениям в семьях ликвидаторов аварии. Одна группа изучала генетические изменения в опухолях щитовидной железы, связываемых с радиоактивным йодом, попавшим в окружающую среду из-за аварии. Вторая изучала здоровье детей ликвидаторов катастрофы.
                                Читать дальше →
                              • Нет, ваш мозг работает совершенно не так

                                • Translation

                                Забудьте научные мифы, чтобы лучше понять свой мозг и себя самого




                                Перевод статьи за авторством Лизы Фельдман Баррет, профессора психологии из Северо-восточного университета, автора книги "Семь с половиной уроков о мозге".

                                XXI век – время великих научных открытий. Автомобили водят сами себя. Вакцины против новых смертельных вирусов делаются менее, чем за год. Новый марсоход ищет признаки внеземной жизни. Но при этом мы окружены и научными мифами: устаревшими представлениями, регулярно попадающими в новостные заметки.

                                Ошибки – это нормальная и неизбежная часть научного процесса. Мы, учёные, делаем всё возможное с тем, что у нас есть, пока новые инструменты не расширят наши возможности и не позволят нам забираться глубже, смотреть шире или измерять точнее. Со временем из-за новых открытий мы основательно корректируем наше представление о том, как устроен мир – к примеру, о естественном отборе или квантовой физике. Неудача в итоге оборачивается возможностью открыть и научиться чему-либо [1].
                                Читать дальше →
                              • Годзилла, Кинг-Конг и законы физики

                                • Translation

                                С годами размер этих монстров увеличивался, и в новом фильме «Годзилла против Конга» достиг новых вершин. Но могли бы они существовать в реальности?




                                Если говорить о разоблачениях киноляпов, сложно пройти мимо таких персонажей, как Кинг-Конг и Годзилла. И хотя они, возможно, уже отстают по популярности от Мстителей (лидеров по разбиванию всяких предметов на экране), эти существа определённо заслужили право на давно ожидаемую схватку в фильме «Годзилла против Конга», выходящего на экраны в апреле.

                                Самое необычное в этом фильме, вероятно, не бессмысленный трейлер, где ежесекундно что-то разбивают и ломают, а то, что оба персонажа внезапно подверглись взрывному росту. Даже по сравнению с относительно недавней перезагрузкой «Вселенной монстров», или MonsterVerse от Legendary Entertainment – их общей выдуманной вселенной.

                                В последний раз, когда эта парочка выясняла отношения, в 1962 году в японском кукольном фильме «Кинг-Конг против Годзиллы», высота Конга была 45 метров – сравните со всего лишь 7,5 метрами в фильме Питера Джексона «Кинг-Конг» от 2005 года (так его рост оценили зрители). В фильме «Конг: Остров черепа» 2017 года примат был уже ростом в 32 м – это почти в четыре раза меньше текущей версии Годзиллы с её 120 м.
                                Читать дальше →
                              • Мыши продемонстрировали неожиданные способности к абстракции и делению объектов на категории



                                  Учёные из Института нейробиологии им. Макса Планка, изучая на примере мышей то, как в мозге идут процессы категоризации объектов, продемонстрировали, что даже мыши способны разбивать объекты на категории и оперировать абстрактными концепциями. В исследовании были найдены нейроны, отвечающие за кодирование категорий. Работа опубликована в журнале Nature.

                                  Люди от рождения наделяются способностью разбивать предметы на категории и на основании сходных признаков распознавать ранее не виданные ими объекты, причисляя их к нужной категории без всякого труда.

                                  Как поясняет Сандра Рейнерт, один из авторов работы каждый раз, когда ребёнок видит, к примеру, стул, этот опыт сохраняется в его мозге. На основе сходства между разными стульями мозг ребёнка вычленяет абстрактные свойства и функции стульев, формируя у себя категорию «стул». Это позволяет в дальнейшем очень быстро связывать новые встреченные стулья с существующей категорией.
                                  Читать дальше →