Страницы: << Prev 1 2

Автор	Сообщение
stajer	Добавлено: 31-01-2006 23:23
	Космические лучи могут влиять на формирование облаков. Космические лучи могут влиять на формирование облаков, считают британские метеорологи. По их мнению, теперь, зная астрономические события определенного периода, можно будет объяснить исторические колебания климата. Свои выводы о взаимосвязи земной погоды с космической они опубликовали в журнале Лондонского королевского общества, передает New Scientist. Известно, что облака рассеивают солнечный свет, и по его интенсивности можно судить об "облачности в целом". В свою очередь, космические лучи фиксируются спутниками, находящимися на орбите. Жиль Харрисон и Дэвид Стивенсон из Редингского университета сравнили записи об облачности за последние 50 лет со сведениями о потоке частиц, поступающих из космоса, и заметили, что они коррелируют друг с другом. Ученые предположили, что после проникновения в атмосферу частицы, особенно заряженные, становятся центрами конденсации водяного пара. "Шансы, что день будет пасмурным, увеличиваются на двадцать процентов, если интенсивность космических лучей велика", - отметил Харрисон. Космические лучи были открыты в 1912 году, причем в тот момент физики были не в состоянии объяснить природу частиц. Теперь считается, что большая их часть возникает во время солнечных вспышек и взрывов сверхновых. Принято различать "первичные" и "вторичные" космические лучи: при прохождении сквозь атмосферу одна первичная частица может породить "ливень" из нескольких миллионов вторичных, и только часть из них достигает земной поверхности. Цитировать
Перец	Добавлено: 20-02-2006 19:08
	УРАВНЕНИЕ ДИНАМИКИ РОСТА НАСЕЛЕНИЯ ЗЕМЛИ ВЫГЛЯДИТ МИСТИЧЕСКИ Историки-демографы утверждают, что, несмотря на все разнообразие культур и личностей, развитие человеческого общества в целом описывается простыми формулами. Эти математические закономерности выявляют два основных фактора развития общества – борьбу за ресурсы и творческую деятельность людей. Об этом рассказывают профессор РГГУ, доктор исторических наук Андрей Коротаев и сотрудник центра Цивилизационных исследований РАН, кандидат исторических наук Дарья Халтурина. Взаимопомощь - лучшая форма борьбы за существование Мы уже говорили ("Эволюция подчиняется математическим закономерностям") об общих количественных закономерностях эволюции биосферы Земли и о том, что несмотря на чрезвычайную сложность земной жизни, несмотря на то что каждый вид уникален, тем не менее, в целом рост разнообразия морских животных хорошо описывается такой простой кривой, как гипербола. И мы говорили о возможных причинах этого явления. По мере роста разнообразия происходит усложнение сообществ. По мере того, как число видов сообществ растет, растет их устойчивость и снижается скорость вымирания видов, растет продолжительность жизни, и это создает предпосылки для еще более быстрого роста разнообразия. Возникает положительная обратная связь, при которой животные, можно сказать, помогают друг другу в борьбе за существование. При гиперболическом росте в определенный момент кривая уходит в бесконечность – то есть наступает период сверхбыстрого роста, который, естественно, не может продолжаться долго и должно начаться замедление. Приблизительно в тот момент, когда в разнообразии животных намечается уход в бесконечность, как раз в этот момент появляется человек, который коренным образом меняет все закономерности эволюции биосферы. И сама человеческая цивилизация, которая постепенно вытесняет биосферу и фактически блокирует ее эволюцию, уже начинает развиваться по своим законам. И оказывается, что математические закономерности, которые прослеживаются в этом развитии, очень похожи на те, которые имеются и в развитии биосферы. Судный день – пятница 13 ноября 2026 года Первооткрывателем гиперболического закона выступил очень известный математик, один из основоположников кибернетики Хайнц фон Ферстер, который опубликовал это свое открытие в 1960 году в журнале "Сайнс" под таким броским названием: "Судный день. Пятница 13 ноября 2026 года". По тем данным, которые имелись в его распоряжении, получалось, что если бы человечество продолжало расти так же, как оно росло до 1958 года, то именно в этот день население Земли должно было стать бесконечным. Понятно, что название это было не вполне научным, фон Ферстер стремился привлечь внимание к демографическому взрыву. Из того факта, что в этот год если бы все шло так, как было раньше, население Земли стало бы бесконечным, это значило бы, что где-то задолго до этого года население Земли должно было начать расти совсем по-другому, не так как это было до 60 года. И его прогноз, собственно говоря, подтвердился. Буквально через несколько лет после того, как эта статья была опубликована, начался глобальный демографический переход, то есть вся картина роста населения Земли поменялась, темпы роста стали все больше и больше замедляться, то есть общая картина роста сменилась на прямо противоположную тому, что наблюдалась до середины 60 годов. С математической точки зрения фон Ферстер сделал одно крайне интересное открытие. Он показал, что динамика роста населения Земли с начала нашей эры до 1958 года описывается очень простым уравнением. Выглядит это почти мистически. Как динамика самой ложной социальной системы - всего человечества может описываться безумно простой формулой? Но на самом деле здесь никакой мистики нет, за этим стоят довольно простые понятные закономерности. А Сергей Петрович Капица, в частности, показал, что данная формула описывает рост населения человечества, начиная с момента приблизительно несколько десятков тысяч лет до нашей эры. Так почему же рост происходит по гиперболе? Следует остановиться на той модели, в которой дается более убедительное объяснение гиперболического роста населения Земли – это модель американского экономиста Майкла Кремера из Гарвардского университета. Речь идет о том, что абсолютные темпы роста населения Земли были на всем этом отрезке пропорциональны квадрату населения Земли. То есть рост населения Земли в десять раз приводил к тому, что темпы роста увеличивались не в десять, а в сто раз. Объясняющая модель Кремера исходит из двух допущений. Первое допущение – это мальтузианское. Речь идет о том, что на протяжении большей части существования человечества численность человечества ограничивалась "потолком несущей способности Земли", обусловленным уровнем развития наблюдавшихся на данный момент технологий. То есть если люди занимаются охотой и собирательством, то Земля не может прокормить больше десяти миллионов человек. То есть, если люди начинают приближаться к потолку, то вступают в силу мальтузианские ограничители, начинается голод, болезни, военные столкновения, борьба за ресурсы, и тогда темпы роста замедляются и стабилизируются при приближении к потолку несущей способности. То есть порядок численности населения Земли таким образом задавался уровнем развития жизнеобеспечивающих технологий. Переход к земледелию уже позволяет прокормить на той же территории в десять раз больше человек. А в дальнейшем интенсификация земледелия, строительство ирригационных сооружений, развитие удобрений, выведение все более и более урожайных культур позволило прокормить на Земле все большее и большее число людей. Поэтому в высокой степени получалось, что темпы роста населения Земли зависели от темпов развития жизнеобеспечивающих технологий. Кроме этого допущения Кремер использовал другое, восходящее к американскому экономисту Нобелевскому лауреату по экономике Симону Кузнецу. Базовое допущение можно выразить очень простым утверждением: чем больше людей, тем больше изобретателей. То есть объяснение здесь получается очень простое: если население Земли выросло в десять раз, то это значит, что в десять раз вырос и уровень развития жизнеобеспечивающих технологий. Но это одновременно и значит, что в десять раз выросло и число потенциальных изобретателей. То есть - на выходе мы имеем в десять раз большее число потенциальных изобретателей, располагающих в десять раз более широкой технологической базой, что составит в сто раз большее число технологических инноваций. Мир-система Конечно же, все эти модели гиперболического роста населения относятся не к человечеству в целом, а к так называемой "мир-системе". Для существования мир-системы очень важны информационные связи, то есть распространение технологий. С этой точки зрения мир-система зародилась как минимум в момент изобретения и распространения земледелия. Здесь надо иметь в виду два разных аспекта. Да, конечно, мир-система еще в конце первого десятилетия нашей эры охватывала меньшую часть Земного шара. Но очень существенно, что уже в это время в мир-системе обитало более 90% обитателей Земли. Как раз кривая гиперболического роста, которую мы наблюдаем – это и есть кривая гиперболического роста обитателей мир-системы. Для того, чтобы человеческая система демонстрировала определенные системные качества и могла математически описываться, совсем необязательно, чтобы происходил обмен массированными товаро-потоками. Достаточно, чтобы происходил обмен технологической информацией. Уже в первом тысячелетии от Атлантики до Тихого океана технологическая информация распространялась за два-три века, но даже такого рода связей было достаточно для того, чтобы большая масса людей приобретала именно системные качества. Большая часть человечества несколько тысяч лет сосредоточена именно в поясе связанных между собой культур, расположенных от Атлантики до Тихого океана, в Евразии и в Северной Африке. Хотя постепенно пояс расширялся все больше и больше, пока не захватил собой весь мир. С 60-70-х годов XX века общий характер развития мир-системы радикально меняется. С 60-70-х мир-система выходит из режима с обострением, в котором она развивалась. Она начинает либо тормозить, либо стабилизироваться. Если бы все продолжалось, как шло до 60-х годов, то уже через несколько лет население Земли должно было бы стать бесконечным. Творчества больше не нужно? Получается, что человечество в течение десятков тысяч лет развивалось по гиперболическому закону. До этого по гиперболическому закону развивалась биосфера. И вот сегодня, мы видим, что ресурсы гиперболического роста исчерпаны, и дальше мы не можем расти по этой замечательной формуле, и таким образом человечество должно перейти в какой-то совершенно другой режим существования. Человечество всегда росло гиперболически, этот рост был основан на творчестве, на распространении инноваций, на изобретательстве. Неужели сейчас прекратится творчество, прекратятся инновации? Как будет выглядеть наша жизнь в негиперболическую эпоху, которая наступает сейчас? Этот момент, который сейчас переживает человеческая цивилизация, переход от эпохи гиперболического роста к эпохе какого-то другого, уже не гиперболического роста – это важный качественный перелом. И проблемы, связанные с этим переломом и с тем, что нас ждет в будущем и каковы механизмы вот этого перехода человечества из одного состояния в другое, – об этом мы подробнее поговорим в следующий раз. Цитировать
Перец	Добавлено: 24-02-2006 14:28
	МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО ЗЕМЛИ Н.В.КОРОНОВСКИЙ Сегодня каждый школьник знает, что у Земли есть магнитное поле. С древнейших времен это исключительное явление природы занимало умы человечества. Ведь с магнитным полем связана не только навигация, но еще множество различных практических и научных задач - от поисков рудных месторождений до изучения внутреннего строения Земли. Палеомагнитология - учение о геомагнитном поле прошлых геологических эпох - как наука еще очень молода, ей чуть меньше 100 лет, но по-настоящему она стала развиваться лишь с середины 50-х годов нашего века и сыграла выдающуюся роль в становлении современной глобальной геологической теории - тектонике литосферных плит. Магнитное поле современной Земли лучше всего описывается полем геоцентрического диполя с наклоном оси по отношению к оси вращения Земли в 11,°5.Центр диполя - элементарного бесконечно малого магнита - смещен в Восточное полушарие от центра Земли на 430 км. Силовые линии магнитного поля "входят" в планету вблизи Северного географического полюса и "выходят" вблизи Южного . Там, где силовые линии "входят" в земной шар, располагается Южный магнитный полюс. Следовательно, истинный Южный магнитный полюс находится вблизи Северного географического полюса, но так уж исторически сложилось, что Южный магнитный полюс для удобства договорились считать Северным. Магнитное поле Земли является векторным и характеризуется положением вектора в пространстве и его напряженностью. Суммарный вектор Т, разлагается на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие. Угол I между горизонтальной составляющей Н и полным вектором Т называется магнитным наклонением, а угол D - между направлениями на магнитный и географический полюсы - магнитным склонением. Существуют карты линий равных величин магнитных склонений (изогон), линий равных магнитных наклонений (изоклин) и линий равных значений полной напряженности магнитного поля (изодинам). На Северном магнитном полюсе наклонение равно + 90°, на Южном соответственно - 90°. В пределах магнитного экватора, не совпадающего с географическим, наклонение равно нулю. Напряженность современного магнитного поля составляет около 0,1 А/м, и считается, что в геологическом прошлом величина напряженности могла колебаться, но максимум на порядок величин. Геомагнитное поле Земли за последние 2,0 - 2,5 млрд. лет, что составляет больше половины ее геологической истории, принципиально не изменялось. Еще в XVII веке было обнаружено изменение магнитного склонения со временем. Так называемые вековые вариации и всех остальных элементов магнитного поля Земли сейчас достоверно установлены и регулярно составляются специальные карты изопор, то есть линий равных годовых изменений какого-либо элемента магнитного поля. Такие карты можно использовать только в определенный, не более 10 лет, интервал времени в связи с периодичностью вековых вариаций, особенно "быстрых". Все магнитные материковые аномалии,например изогоны, то есть линии равных магнитных склонений, медленно, со скоростью 22 км в год (0,2% в год), смещаются в западном направлении (западный дрейф), что объясняется разной угловой скоростью относительного вращения ядра и мантии Земли. Происхождение магнитного поля Земли и по сей день остается загадкой для ученых, хотя существует много гипотез для объяснения этого феномена. То магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем, образованным за счет ряда источников: 1) токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого "вихревого" поля; 2) внешних, космических источников, не связанных с Землей, и, наконец, 3) магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли. Этот последний источник вносит наибольший вклад в формирование геомагнитного поля и именно его генезису посвящено большинство гипотез. Внутреннее строение Земли сейчас хорошо изучено с помощью сейсмических волн, возникающих от землетрясений и искусственных взрывов и пронизывающих Землю по всем направлениям, как бы "просвечивая" ее. Установлено, что до глубины 2900 км вещество сферических оболочек Земли твердое, а ниже и до уровня 5120 км обладает свойствами жидкости, так как через него не проходят поперечные сейсмические волны, в которых частицы колеблются перпендикулярно направлению распространения волны. Модуль сдвига в жидкости равен нулю, и именно поэтому внешнему ядру приписываются свойства жидкости. Внутреннее ядро с глубины 5120 км и до центра Земли (6371 км) слагается твердым веществом . Проблема происхождения магнитного поля Земли до настоящего времени не может считаться окончательно решенной, хотя почти общепризнанной является гипотеза магнитного гидродинамо, основанная на признании существования жидкого внешнего ядра. Тепловая конвекция, то есть перемешивание вещества во внешнем ядре, способствует образованию кольцевых электрических токов. Скорость перемещения вещества в верхней части жидкого ядра будет несколько меньше, а нижних слоев - больше относительно мантии в первом случае и твердого ядра - во втором. Подобные медленные течения вызывают формирование кольцеобразных (тороидальных) замкнутых по форме электрических полей, не выходящих за пределы ядра. Благодаря взаимодействию тороидальных электрических полей с конвективными течениями во внешнем ядре возникает суммарное магнитное поле дипольного характера, ось которого примерно совпадает с осью вращения Земли. Для "запуска" подобного процесса необходимо начальное, хотя бы очень слабое, магнитное поле, которое может генерироваться гиромагнитным эффектом, когда вращающееся тело намагничивается в направлении оси его вращения. Формирование магнитного поля Земли объясняется с помощью модели магнитного гидродинамо, упрощенно изображенной на рисунке 2, I. В первоначальном слабом магнитном поле С0 (красные линии), направленном примерно вдоль оси А, вращается проводящий диск. Между щеткой В и осью вращения А, согласно закону индукции Фарадея, образуется разность потенциалов, что вызывает электрический ток в цепи DA'. Возникшее при этом магнитное поле (синие линии) будет его усиливать, и тем больше, чем быстрее вращение. Реальные процессы, происходящие в земном ядре, конечно, намного сложнее и описываются законами магнитогидродинамики, изучающей магнитные и электрические свойства проводящей жидкости. Гипотеза однодискового магнитного гидродинамо, однако, не объясняет смену знака полярности магнитного поля Земли, которая, как мы увидим ниже, играет важную роль в палеомагнитологии. Таким образом, гипотеза возникновения геомагнитного поля за счет конвекции проводящего жидкого вещества внешнего ядра и вращения Земли на сегодняшний день является наиболее разработанной и общепризнанной. Поскольку магнитное поле Земли аппроксимируется центральным диполем с круговой симметрией по отношению к оси этого диполя, то это позволяет по магнитному склонению D и магнитному наклонению I, измеренным в любой точке поверхности земного шара, определить географические координаты - широту и долготу положения геомагнитного полюса. Магнитные свойства горных пород определяются содержанием и ориентировкой в них минеральных зерен с различными магнитными характеристиками. Все вещества разделяются на диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные. Первые характеризуются тем, что их атомы не имеют постоянных магнитных моментов и общий магнитный момент атома диамагнетика равен нулю. Атомы вторых уже обладают собственными магнитными моментами, а ферромагнетики характеризуются упорядоченным (параллельным) расположением магнитных моментов в атомах. Для ферромагнетиков существует уровень температуры, так называемая точка Кюри, выше которой упорядочение магнитных моментов не сохраняется, поэтому лавы вулканов обретают намагниченность только после их остывания ниже точки Кюри. К ферромагнетикам относятся также ферримагнетики, атомы которых имеют разные по своему значению магнитные моменты. Ферромагнетики в горных породах являются главными носителями магнитных свойств. Учитывая, что зерна ферро- и ферримагнитных минералов составляют в горных породах незначительный процент, можно прийти к выводу, что намагниченность последних очень слабая. Любая горная порода, осадочная или магматическая, в момент своего образования приобретает намагниченность по направлению и по величине магнитного поля данного конкретного отрезка времени. Если это осадочная порода, то магнитные частицы, оседая на дно озера, моря или океана, будут ориентироваться по направлению силовых линий геомагнитного поля, существующего в это время и в этом месте. Магматические горные породы, лавовые потоки, интрузивные массивы, застывающие либо на поверхности Земли, либо в земной коре на глубинах в километры, приобретут намагниченность после достижения ими точки Кюри, которая отличается для различных по составу магматических пород. Направление приобретенной намагниченности совпадает с направлением вектора напряженности магнитного поля данного времени в данной точке. В случае осадочных пород приобретенная намагниченность называется ориентационной, в случае изверженных - термоостаточной. Не вдаваясь в довольно сложные характеристики видов намагниченности горных пород и факторов, ее определяющих, подчеркнем ведущую для палеомагнитологии роль естественной остаточной намагниченности. Этот вид намагниченности, будучи однажды приобретенным породой, при благоприятных условиях сохраняется длительное время. Если мы вырежем из горной породы ориентированный в пространстве образец, то можно измерить остаточную намагниченность этой горной породы, а, следовательно, установить направление силовых магнитных линий той эпохи, в которой данная горная порода сформировалась, и, как следствие, вычислить положение геомагнитного полюса, так называемого виртуального, исходя из предположения, что геомагнитное поле представляет собой поле центрального осевого диполя. Проводя замеры следов геомагнитного поля геологического прошлого в массовом порядке в горных породах различного возраста и на разных континентах, а также при бурении глубоководных скважин в океанах, мы получаем возможность выявить эволюцию геомагнитного поля Земли, как бы восстановить его историю. В этом и заключается суть палеомагнитологии. Инверсии магнитного поля - это смена знака осесимметричного диполя. В 1906 году Б. Брюн, измеряя магнитные свойства неогеновых, сравнительно молодых лав в центральной Франции, обнаружил, что их намагниченность противоположна по направлению современному геомагнитному полю, то есть Северный и Южный магнитные полюса как бы поменялись местами. Наличие обратно намагниченных горных пород является следствием не каких-то необычных условий в момент ее образования, а результатом инверсии магнитного поля Земли в данный момент. Обращение полярности геомагнитного поля - важнейшее открытие в палеомагнитологии, позволившее создать новую науку магнитостратиграфию, изучающую расчленение отложений горных пород на основе их прямой или обращенной намагниченности. И главное здесь заключается в доказательстве синхронности этих обращений знака в пределах всего земного шара. В таком случае в руках геологов оказывается весьма действенный метод корреляции отложений и событий. Обращение знака геомагнитного поля, как уже говорилось, не могло быть объяснено в рамках теории однодискового динамо. В 60-х годах нашего века известный японский геофизик Т. Рикитаки предположил, что каждую конвективную ячейку или вихрь в жидком внешнем ядре можно считать как бы одним диском динамо. Модель простейшего двухдискового динамо показала, что ток от диска 1 перетекает в диск 2, генерируя магнитное поле - ток I2 , от которого, в свою очередь, усиливается магнитное поле около диска 1 . Токовая (I ), а следовательно, и магнитная переменная колеблются сначала около некоторого стационарного состояния, а затем, увеличивая амплитуду, внезапно начинают испытывать колебания уже вокруг другого стационарного состояния (по Т. Рикитаки, 1968). Таким образом, моделируется возможность инверсий магнитного поля. В реальном магнитном поле Земли время, в течение которого происходит изменение знака полярности, может быть как коротким, вплоть до тысячи лет, так и составлять миллионы лет. Магнитостратиграфическая шкала является, по существу, глобальной шкалой геомагнитной полярности за наблюдаемую часть геологической истории. В настоящее время проведены сотни тысяч определений прямой и обратной полярности в образцах горных пород различного возраста, датированных как с помощью изотопных радиологических методов, то есть с получением абсолютного возраста породы, так и с помощью методов относительной геохронологии, то есть палеонтологических методов. Первая такая шкала для последних 3,5 млн. лет была создана в 1963 году А. Коксом, Р. Доллом и Г. Далримплом. В пределах этого интервала они установили две зоны прямой полярности (как современное поле) и одну зону обращенной. С тех пор составлено много магнитостратиграфических шкал, полнота и нижний возрастной предел которых все увеличиваются, а само расчленение становится все более дробным. Временные интервалы преобладания какой-либо одной полярности получили название геомагнитных эпох, и части из них присвоены имена выдающихся геомагнитологов Брюнесса, Матуямы, Гаусса и Гильберта . В пределах эпох выделяются меньшие по длительности интервалы той или иной полярности, называемые геомагнитными эпизодами. Наиболее эффектно выявление интервалов прямой и обратной полярности геомагнитного поля было проведено для молодых в геологическом смысле лавовых потоков в Исландии, Эфиопии и других местах. Недостаток этих исследований заключается в том, что процесс излияния лав был прерывистым процессом, поэтому вполне возможен пропуск какого-либо магнитного эпизода. Совсем другое дело, если измеряются магнитные свойства горных пород осадочной толщи в океанах при бурении глубоководных скважин. Такое бурение стало возможным в 1968 году, когда его осуществили на специальном буровом судне "Гломар Челленджер", а позднее - с судна "Джойдес Резолюшн". За это время пробурено уже свыше тысячи скважин в разных океанах и некоторые из них углубились в породы морского дна на 1,5 км. Самое главное преимущество изучения магнитных свойств керна скважин (столбика высверленных горных пород) заключается в непрерывности стратиграфического разреза, когда нет пропуска в слоях, и мы уверены в полноте геологической летописи. Анализ магнитных свойств образцов из пород океанского дна позволил составить детальную шкалу инверсий поля до поздней эпохи юрского периода включительно, то есть на интервал времени в 170 млн. лет, что дало возможность реконструировать магнитное поле Земли за это время. До рубежа в 570 млн. лет - для всего фанерозоя - такая шкала тоже создана, но она хуже по качеству. Есть шкала и для рифея-венда (1,7 - 0,57 млрд. лет), однако она еще менее удовлетворительна.Остаточная намагниченность обнаруживается даже у архейских пород с возрастом 3,4 млрд. лет. Распределение геомагнитных инверсий во времени характеризуется довольно сложной ритмичностью, состоящей как из длительных, так и кратких интервалов обращения знака поля. Идея о разрастании океанской коры, или спрединга, и палеомагнитология тесно связаны между собой. Гениальные догадки ученых конца XIX - начала XX века, и в первую очередь знаменитого метеоролога Альфреда Вегенера о том, что в далеком прошлом материки занимали совсем другое положение на поверхности земного шара, нежели сейчас, основывались лишь на сходстве очертаний береговых линий материков. И только в 60-х годах была выдвинута идея о разрастании океанической коры, или океанического дна, когда Г. Хесс и Р. Дитц в 1961 - 1962 гг. опубликовали статьи, ставшие уже вехами в геологической истории. Наращивание океанической коры происходит в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, где базальтовая магма поднимается вверх по трещинам вследствие конвективных движений относительно нагретого вещества мантии. Попадая в условия океанского дна в рифтовых ущельях, магма не только изливается на дно, но как бы расталкивает его в стороны, внедряясь все новыми и новыми порциями. Естественно, что базальтовая магма, остывая, проходит точку Кюри и намагничивается по направлению силовых линий данной магнитной эпохи. В 1958 году впервые была установлена полосчатая форма магнитных аномалий северо-западной части дна Тихого океана. Сравнительно неширокие, до 40 км, полосы были намагничены то отрицательно, то положительно, причем интенсивность намагничивания вдоль каждой из полос практически не менялась. Такой же полосовидный характер магнитного поля в последующие годы был обнаружен во всех океанах, включая узкие моря типа Красного . Мало того, оказалось, что полосы магнитных аномалий разного знака расположены симметрично по отношению к оси срединно-океанических хребтов. Подобная картина распределения магнитных аномалий требовала объяснений, которые и не замедлили появиться в 1963 году в статье выпускника Кембриджского университета Ф. Вайна и его научного руководителя Д. Мэтьюса. Обратная и прямая намагниченность полос базальтов прямо связана с их возрастом. Приобретая знак намагниченности в момент своего образования, базальты впоследствии раздвигаются в стороны новыми порциями магмы, которые, в свою очередь, приобретают знак полярности уже другой эпохи, когда осуществилась инверсия магнитного поля. Периодические инверсии и создают "матрацевидную" картину магнитного поля, а ее симметричность объясняется разрастанием, спредингом (spread - разрастание, расширение) океанского дна. Таким образом, были соединены две продуктивные идеи, и проблема объяснения строения и эволюции океанского дна была решена. Ширина полос магнитных аномалий одного знака в океанах, расположенных по обе стороны от срединного хребта, прямо пропорциональна длительности эпох полярности. На этом основании были проведены линии одинакового возраста океанской коры - изохроны, и каждой аномалии присвоен свой номер. Подтверждение этой картины дали результаты глубоководного бурения, так как оказалось, что возраст осадков океанского дна над магнитными аномалиями хорошо совпадает с рассчитанным возрастом самих магнитных аномалий. Сейчас составлены детальные карты возраста океанской коры, и геологические события последних 170 млн. лет четко к ним привязываются . Мобилистская концепция начала ХХ века нашла полное подтверждение в данных палеомагнитологии уже в шестидесятых годах. Когда появилась возможность по отобранным породам одного возраста, но взятым на разных континентах, определять положение палеомагнитных полюсов интересующего нас временного интервала, то оказалось, что вычисленный осредненный полюс, скажем, по верхнеюрским породам (170 - 144 млн. лет) Северной Америки и такой же полюс по таким же породам Европы будут находиться в разных местах. Получалось как бы два Северных полюса, чего при дипольной системе быть не может. Для того чтобы Северный полюс был один, следовало изменить положение континентов на поверхности Земли. В нашем случае это означало сближение Европы и Северной Америки до совпадения их бровок шельфа, то есть до глубин океана примерно в 200 м. Иными словами, двигаются не полюсы, а континенты. Подобные операции сейчас проделаны многократно, и траектории кажущихся движений полюсов во времени построены для разных материков. Эти траектории не совпадают между собой и, чтобы добиться их совмещения, следует сдвинуть материки. Восстановление взаимного расположения континентов в геологическом прошлом основано на палеомагнитных данных, и в наше время получены настолько убедительные подтверждения их перемещений, что вряд ли возможно сомневаться в медленных, но постоянных движениях литосферных плит, несущих на себе материки. Следует учитывать, что, проводя палеомагнитные исследования, мы получаем два параметра: направление на полюс и широту, что и позволяет определить положение виртуального полюса данной эпохи. Долгота установлена быть не может. Применение палеомагнитного метода позволило осуществить детальные реконструкции раскрытия относительно молодых Атлантического, Индийского, Северного Ледовитого океанов и понять историю развития более древнего Тихого океана. Современное расположение континентов - это результат раскола суперконтинента Пангея, начавшегося около 200 млн. лет тому назад. Линейное магнитное поле океанов дает возможность определить скорость движения плит, а его рисунок дает наилучшую информацию для проведения геодинамического анализа. Благодаря палеомагнитным исследованиям установили, что раскол Африки и Антарктиды произошел 160 млн. лет назад. Наиболее древние аномалии с возрастом 170 млн. лет (средняя юра) обнаружены по краям Атлантики у берегов Северной Америки и Африки. Это и есть время начала распада суперматерика. Южная Атлантика возникла 120 - 110 млн. лет назад, а Северная значительно позже (80 - 65 млн. лет назад) и т.д. Подобные примеры можно привести по любому из океанов и, как бы "читая" палеомагнитную летопись, реконструировать историю их развития и перемещение литосферных плит. В 1995 году Д.М. Печерским и А.Н. Диденко была предпринята попытка реконструкции древнего Палеоазиатского океана, существовавшего в интервале времени венд-средний палеозой (660 - 360 млн. лет). Такая реконструкция основывалась на изучении палеомагнитной характеристики древних океанических пород, так называемой офиолитовой ассоциации, обладающей полным сходством с разрезом современной океанской коры. Это один из первых опытов изучения именно океана, а не континента, и он дал блестящие результаты, подтвердив, например, существование линейной структуры аномального магнитного поля и в древних океанах. Палеомагнитология как наука о магнитном поле геологического прошлого Земли имеет не такую уж большую историю, но использование информации, полученной на ее основе, позволили сделать большой шаг в изучении геологической истории нашей планеты. Изучение магнитных свойств горных пород, построение магнитной модели литосферы, то есть верхней оболочки Земли, оценка элементов древнего магнитного поля, выявление зон прямой и обратной намагниченности (инверсий магнитного поля) - все это привело к созданию шкалы геомагнитной полярности, шкалы линейных магнитных аномалий океанов, а также к использованию магнитных характеристик горных пород для возрастной корреляции геологических событий (магнитостратиграфии). Построение кривых миграций магнитных полюсов за сотни миллионов лет для разных материков явилось основой подтверждения перемещений литосферных плит по поверхности Земли и внесло важнейший вклад в создание новой глобальной геологической теории - тектоники литосферных плит. Цитировать
Перец	Добавлено: 07-03-2006 09:08
	Информационный парадокс черных дыр слегка распутан. 7.03.2006 2:48 | "ЭЛЕМЕНТЫ" Квантовая информация обладает поразительным свойством: она может физически присутствовать в нашем мире, но быть совершенно недоступной для "считывания". Это свойство отчасти разрешает информационный парадокс черных дыр. Многие "парадоксы", с которыми иногда приходится сталкиваться в жизни, являются на самом деле не настоящими логическими противоречиями, а лишь результатом неправильного использования терминов и понятий там, где их применять нельзя. Преподаватели знают, что очень полезно ставить перед студентом такого рода "парадоксы" для углубления понимания дисциплины. И вот сейчас на удочку, похоже, попались сами ученые. Как утверждается в статье J. A. Smolin and J. Oppenheim, Physical Review Letters, 96, 081302 (28 February), доступной также как hep-th/0507287, знаменитый клубок парадоксов, связанных с (не)исчезновением информации в черной дыре, возникает, по крайней мере, отчасти из-за неправильного использования понятия информации в квантовой теории. Напомним вкратце суть проблемы. Квантовая механика прекрасно описывает мир микрочастиц, в котором гравитация столь слаба, что ею обычно пренебрегают. Общая теория относительности, наоборот, описывает гравитационные явления в астрономических масштабах, там, где квантовые эффекты не важны. Обе эти теории безупречно выполняются в своих областях применимости и не мешают друг другу. По-настоящему столкнулись эти две теории в 1975 году, когда Стивен Хокинг открыл, что черные дыры обязаны "испаряться": фотон за фотоном излучать свою энергию в окружающее пространство, сами при этом постепенно уменьшаясь. Тут-то и оказалось, что свойства этого процесса, вычисленные по теории относительности, противоречат основным постулатам квантовой теории. Получается, либо общая теория относительности, либо квантовая механика в этом конкретном процессе перестанут работать, но кто именно - пока неизвестно (впрочем, сам Стивен Хокинг уже пришел к определенной точке зрения). Физики эту дилемму обычно формулируют в виде информационного парадокса. При теоретическом описании любого тела физики оперируют характеризующей его информацией: количеством молекул, их движением, их взаимным расположением и т.п. И при падении тела в черную дыру эта информация поглощается вместе с телом. Если приближение, использованное Хокингом в вычислениях, справедливо, то черная дыра будет служить универсальным уничтожителем информации. Не важно, что и в каком состоянии в нее упадет: в результате испарения будет всегда один и тот же беспорядочный набор фотонов. Первоначальная информация, заключенная в теле, исчезает из нашего мира напрочь, и это противоречит одному из главных постулатов квантовой механики. Если же вычисления Хокинга неточны, а квантовая механика, наоборот, применима и в этом случае, то вылетающие фотоны будут содержать в себе информацию об упавшем в черную дыру теле, и ее, теоретически, можно восстановить, полностью или частично (хоть с практической точки зрения это нереально). Остается, однако, непонятным, почему в этом случае не срабатывает теория относительности. Были, конечно, и попытки примирить эти две теории. Например, можно предположить, что информация не исчезает, а лишь накапливается внутри черной дыры, оставаясь недоступной внешнему миру. И лишь в последний момент, когда испарятся последние остатки микроскопической черной дыры (для которой расчеты Хокинга заведомо неприменимы), вся информация и выйдет наружу. Впрочем, скептики сразу же возразили: микроскопическая черная дыра слишком мала, чтобы удержать столько информации, а значит, это предложение не проходит. И вот тут-то интуиция и подвела физиков. На самом деле, как подчеркивается в статье, из того факта, что информация пока что не вышла из черной дыры, вовсе не следует, что она все еще внутри! Авторы напоминают, что свойства квантовой информации отличаются от свойств обычной, классической информации. Квантовая информация не обязана быть локализована где-то в пространстве и, как недавно было обнаружено, ее часто нельзя разделить на части. Иными словами, если взять "квантовую книгу" и разделить ее на две части, то может оказаться, что ни одна из половинок не даст нам вообще никакой информации. В случае черных дыр возможна даже такая ситуация: материальные носители, фотоны, в процессе утечки информации наружу нам доступны, мы знаем, что они как-то кодируют в себе эту информацию, но расшифровать ее нельзя даже принципе. Грубо говоря, невозможно определить, что именно у фотонов надо измерить, чтобы извлечь эту информацию. Получается, что весь огромный объем информации вовсе не обязан прятаться внутри черной дыры; он может присутствовать во внешнем мире, но быть столь "намертво" зашифрованным, что окажется недоступным ни для какого наблюдения. Для того, чтоб получить доступ к этой "летописи", надо дождаться самых последних битов этого потока информации (а их микроскопическая черная дыра удержать вполне может), которые и послужат ключом к полной расшифровке. Авторы подчеркивают, что они вовсе не предъявляют полное решение информационного парадокса черных дыр: оно будет получено лишь после создания более-менее цельной теории квантовой гравитации. Однако они доказывают, что, по крайней мере, некоторые грани этой проблемы есть лишь следствие неправильных аналогий и к исходному вопросу имеют мало отношения. Игорь Иванов Цитировать
yannus	Добавлено: 15-03-2006 01:17
	В Архангельске будет создан центр космического мониторинга На базе Архангельском государственном техническом университете планируется создать Центр космического мониторинга с использованием аппаратно-программного антенного комплекса УниСкам. Как сообщил корреспонденту ИА REGNUM директор Института информационных технологий АГТУ Александр Гурьев, центр должен служить Архангельской области и соседям. Он будет заниматься решением проблем, связанных с динамикой изменения глобальных процессов. С помощью снимков из космоса можно будет отслеживать изменения, происходящие с лесными угодьями, в частности, отслеживать лесные пожары и несанкционированные вырубки. Также можно будет находить неизвестные нефтяные залежи, фиксировать изменения ледового покрова, незаконное браконьерство. Эти снимки можно будет использовать в строительстве, а также в произведении оценки ущерба стихийных бедствий для составления новых карт, проводить изучение земного покрова, растительности, контролировать экологическую ситуацию и многое другое. В данный момент приоритетной областью исследования является лесное хозяйство, считает Гурьев. Центр будет заниматься непрерывным отслеживанием изменений в различных сферах деятельности человека, анализируя снимки. "В этом проекте заинтересованы все федеральные структуры", - сказал Гурьев. За первые два года на эту работу планируется потратить 6-7 млн. рублей. Дата начала проекта будет определена в ближайшие дни. Постоянный адрес новости Цитировать
Перец	Добавлено: 16-03-2006 13:57
	Построена компьютерная модель живого организма на атомном уровне. Американские биоинформатики впервые в мире построили динамическую компьютерную модель живого организма на атомном уровне. Этой чести удостоился один из самых простых вирусов. Детальным моделированием на компьютере автомобиля или самолета давно уже никого не удивишь. Однако о том, чтобы на атомном уровне смоделировать живое существо, до последнего времени можно было прочитать только в научно-фантастических рассказах. И вот, фантастика становится реальность. Группа биоинформатиков из Университета штате Иллнойс в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) и Университета штата Калифорния в Ирвине (University of California at Irvine) впервые в мире построила динамическую модель целого живого организма — вируса, говорится в пресс-релизе Университета штате Иллнойс. Вирусы являются самыми простыми живыми существами. Многие биологи даже не признают их организмами и называют органическими частицами. Размножаться вирусы могут, только проникнув в живую клетку и используя ее ресурсы и механизмы. Для моделирования был выбран самый один из самых простых известных вирусов — вирус-сателлит табачной мозаики. Его размер составляет всего около 20 нм. Свое название он получил за то, что не может даже самостоятельно взять под контроль клетку и размножается только в тех клетках, которые уже атакованы вирусом табачной мозаики, который часто поражает сельскохозяйственные культуры, в особенности томаты. Для самолета компьютерная модель создается до того, как строится новый лайнер. В случае с вирусом все, естественно, было наоборот. По сути, ученые выполнили инженерный анализ («reverse engineer») готового вируса и постарались воплотить в программе все детали его строения. Вирус-сателлит состоит из сферической молекулы РНК, окруженной белковой оболочкой. Чтобы обеспечить реалистичность модели виртуальный вирус поместили в крошечную капкльку соленой воды. Вся модель в целом содержала более миллиона атомов. Их взаимное расположение и движение рассчитывалось с учетом сил межатомного взаимодействия, как это обычно делается при моделировании макромолекул. Пока модель не позволяет проследить за поведением вируса в клетке, поскольку для этого понадобилось бы смоделировать внутриклеточную среду. Однако расчет, выполненный в американском Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA), позволил в течение короткого отрезка модельного времени следить за динамикой вируса, когда он представлен самому себе. В результате были и уточнены механические свойства и внутреннее строение вирусной частицы. Презентация подобных имиджевых результатов, как правило, сопровождается общими словами о том, что полученные результаты принесут в будущем большую пользу в деле разработки противовирусных средств. Однако на этот раз разработчики модели дополнительно обращают внимание на то, что модель строения белковой оболочки вируса может пригодиться для создания искусственных наномашин. Несмотря на то, что в новой модели действительно впервые в мире на компьютере целиком смоделировано живое существо, это не самый крупный расчет подобного рода. Осенью прошлого года в Лос-Алам осской национальной лаборатории была создана динамическая модель работы рибосомы, синтезирующей молекулу белка, в которой модели учитывалось движение более 2,5 млн атомов (см. Синтез белка: девять месяцев на две наносекунды, Элементы, 26 октября 2005). Александр Сергеев elementy.ru Цитировать
Gthtw	Добавлено: 03-05-2006 23:44
	Космологическая загадка. 3.05.2006 15:47 | Газета.ru 1 Два старинных парадокса Основная сила, управляющая миром в крупнейших масштабах - гравитация. На малых расстояниях она пренебрежимо мала, существенно проигрывая, на уровне атомов и молекул электромагнитному взаимодействию. На уровне атомного ядра и элементарных частиц, в дело вступают ещe более значимые силы - "слабое" и "сильное" ядерное взаимодействие, однако это - так называемые "короткодействующие" силы, экспоненциально убывающие с расстоянием между частицами. Электромагнитное взаимодействие, равно как и гравитационное, - "дальнодействующее", однако наличие двух сортов электрических зарядов - положительных и отрицательных - и притяжение между последними, приводит к тому, что макроскопические тела в целом электронейтральны. Электромагнитные силы притяжения и отталкивания между ними с высокой точностью скомпенсированы. В гравитации такого не происходит - ни в одном эксперименте отрицательная масса пока не наблюдалась. Именно поэтому для больших тел всемирное тяготение оказывается доминирующей силой, а описывающая тяготение теория - Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) - совсем не похожа на другие физические теории. До появления ОТО в десятых годах XX в учeные пытались описать Вселенную, исходя из лучшей теории тяготения, доступной на тот момент - закона всемирного тяготения Ньютона в рамках созданной им же механики. Здесь и возник один из первых парадоксов На протяжении XVIII - XIX веков физики свыклись с мыслью, что, несмотря на многообразие процессов, происходящих со звeздами и планетами, Вселенная в целом остаeтся такой же, как была. Она существовала и будет существовать вечно, простирается до бесконечности и обладает простейшей эвклидовой геометрией. Помимо очевидной мировоззренческой привлекательности таких представлений, они, казалось, полностью подтверждались доступными наблюдательными данными. К концу позапрошлого столетия многим показалось, что построение физики, по большей части, завершено, сама эта наука становится скучной, а уж о космологии и говорить нечего - что может быть занимательного в теории вечной и бесконечной, неизменной Вселенной? Были, однако, пара вопросов, которые не давали покоя некоторым учeным. В истории они остались под названием гравитационного и фотометрического парадоксов. Гравитационный парадокс - целиком и полностью порождение ньютоновой механики, которая базируется на понятиях абсолютного пространства и абсолютного времени. Чтобы понять суть гравитационного парадокса, стоит вспомнить первый и второй законы Ньютона. Первый говорит, что...+++ 2Первый говорит, что всякое тело будет оставаться в положении покоя или равномерного прямолинейного движения (относительно того самого абсолютного пространства), пока какая-нибудь сила не выведет его из этого состояния. Второй закон описывает, каким именно будет движение, если эта внешняя сила подействует - ускорение тела будет пропорционально этой силе. Если теперь рассмотреть бесконечную, заполненную звeздами вселенную, то вычисление этой силы и предъявит гравитационный парадокс. Несложно доказать, что сила притяжения полой однородной сферы равна нулю в любой точке внутри этой сферы. Если теперь произвольно выбрать некоторый "центр" вселенной, мысленно нарезать пространство концентрическими сферами с этим центром, и рассмотреть звезду, лежащую на одной из таких сферических поверхностей, то действующая на эту звезду сила будет определяться исключительно массой, лежащей внутри сферы. Поскольку гравитационная сила - сила притяжения, то и направлена она будет внутрь. По второму закону Ньютона, звезда начнeт падать к этому центру. Но никто не мешает нам выбрать другой центр. Повторяя все те же рассуждения, мы придeм к выводу, что сила, на самом деле, направлена к нашему новому центру мира. Звезда оказывается в положении, куда худшем, чем Буриданов осeл, который стоял ровно меж двух стогов сена, никак не мог выбрать, к какому идти, и в итоге умер от голода. У звезды таких "стогов" - сколько угодно, поскольку выбрать центр в бесконечной вселенной можно произвольно: словами Николая Кузанского, "центр этого мира везде, а окружность - нигде". Фотометрический парадокс также называют парадоксом Ольберса по имени обратившего на него внимание в начале XIX века немецкого физика (впрочем, за полвека до него те же мысли сформулировал швейцарец де Шезо, а ещe на два века раньше подобными вопросами задавался даже великий астроном Кеплер). Здесь всe ещe проще - если вселенная бесконечна и неизменна, то любой луч зрения рано или поздно упрeтся в диск какой-нибудь звезды. Следовательно, небо должно быть таким же ярким, как диск Солнца в любой точке, поскольку яркость от расстояния не зависит. Здесь есть, правда, одна оговорка, и за неe ради разрешения парадокса ухватились и де Шезо, и Ольберс - яркость не зависит от расстояния только в том случае, если нет поглощения, а значит, вид тeмного ночного неба должен убеждать нас в наличии последнего. К концу девятнадцатого века, однако, такое объяснение уже никого не могло устроить - термодинамическая теория излучения уже была почти полностью сформирована, и было понятно, что за бесконечное время жизни Вселенной, вся поглощающая материя придeт в тепловое равновесие со звeздным светом, разогреется до звeздных температур и будет излучать также ярко.+++ 3 Решения Эйнштейна и Фридмана. Появление космологической постоянной Общая теория относительности разрешила гравитационный парадокс - более того, оказалось, что его просто нет. Физика, как выяснилось, отлично обходится вовсе без понятия силы, а значит вопрос, куда она направлена, теряет смысл. Взаимное движение звeзд или галактик друг относительно друга можно вычислить напрямую, что и сделал Эйнштейн, построив первую общерелятивистскую теорию строения Вселенной уже через год после опубликования в 1916 году статьи, завершившей построение ОТО. Вселенная, по Эйнштейну, также была статична - ни о чeм другом в то время физики подумать не могли - и неограниченна. При этом еe геометрия была неэвклидовой, так что при отсутствии границ Вселенная имела конечный объeм, подобно тому, как поверхность шара, не имея границ, имеет ограниченную площадь. Стоит заметить, что эта теория не разрешала фотометрического парадокса - все рассуждения Ольберса и де Шезо в этом случае можно повторить с тем же результатом. Эйнштейн в общих чертах представлял, какую модель вселенной он хотел получить, и, по сути, подгонял решение под ответ. Самое главное уравнение ОТО, может быть записано примерно следующим образом: нечто, описывающее геометрию = нечто, описывающее энергию и импульс Эйнштейн имел чeткие представления о правой части, и пытался найти описание геометрии Вселенной. Однако оказалось, что оригинальная версия левой части не допускала статического решения. Великий физик поступил просто - он изменил левую часть. Сделать это, не нарушив основной идеи ОТО, можно было единственным способом (единственность, впрочем, была доказана позже) - добавив к геометрической части член, пропорциональный некой новой универсальной мировой константе. Эту константу, которую Эйнштейн обозначил прописной греческой буквой "Лямбда", в настоящее время называют космологической постоянной. В эйнштейновской модели она определяла размер Вселенной. И хотя автору эта идея не очень нравилась - она, по сути, описывала "всемирное антитяготение", способное уравновесить взаимное притяжение галактик и звeзд, - другого способа добиться статичности не было. В отличие от Эйнштейна, петербуржец Александр Александрович Фридман был математиком, и не имел тех предрассудков, которые физики предпочитают называть интуицией или здравым смыслом. Будучи специалистом в области дифференциальной геометрии, Фридман подошeл к задаче с математической точки зрения. Он...+++ 4 Он показал, что решение уравнений ОТО - с космологической постоянной или без неe - для достаточно общих предположений о заполняющем пространство веществе, не является статическим. Вселенная со временем должна расширяться или сжиматься. В двух статьях - 1922 и 1924 годов - Фридман чeтко классифицировал возможные модели Вселенной. Примерно в то же время появились и другие работы, детально исследовавшие различные частные случаи. Вскоре американский астроном Эдвин Хаббл представил наблюдательные свидетельства нестационарности Вселенной: линии в спектрах далeких галактик оказались сдвинуты от их положений, измеряемых в земных лабораториях, в сторону более длинных - красных - длин волн, и тем больше, чем более эти галактики были удалены от нас. Большинство физиков интерпретировали это "красное смещение" как проявление эффекта Доплера - галактики "разбегались" друг от друга. У самого Хаббла на этот счeт поначалу было другое мнение, но оно уже мало кого интересовало - нестационарность Вселенной была, по общему мнению, доказана наблюдениями. Модель расширяющейся Вселенной уже легко справляется с фотометрическим парадоксом. Во-первых, сам возраст Вселенной конечен - по современным представлениями, он составляет около 14 миллиардов лет, а значит продолжать наш луч зрения без предела невозможно; кроме того, Вселенная расширяется достаточно быстро, так что придти в термодинамическое равновесие излучение звeзд и поглощающее свет вещество в настоящее время не успевают (это было возможно в более ранние эпохи, но тогда ещe не было звeзд). Во-вторых, за счeт эффекта Доплера, энергия каждого кванта света, приходящего от далeкой, быстро удаляющейся галактики, оказывается значительно меньше оригинальной; таким же образом снижается и интенсивность этого потока. Теория Фридмана оказалась невероятно полезной для развития космологии в течение всего XX века. Как показали в тридцатые годы Уокер и Робертсон, она описывает самую общую модель Вселенной, пространство которой является однородным и изотропным (т.е., таким, свойства которого не зависят от направления), а есть серьeзные основания полагать, что именно таким наше пространство и является. Кривизна такого пространства - мера отличия его геометрии от эвклидовой - не меняется от точки к точке. По Фридману, знак этой величины зависит от общей плотности всей энергии, в нeм содержащейся. Если эта плотность больше некоторой величины, не слишком изобретательно называемой "критической плотностью", то кривизна положительна, и пространство имеет конечный объeм. Если плотность меньше критической - пространство имеет отрицательную кривизну и является бесконечным (за исключением случаев нетривиальной топологии). Пограничный случай соответствует эвклидову, или как ещe говорят, "плоскому" пространству. Уравнения Фридмана позволяют вычислить эволюцию Вселенной в любом из этих случаев. В следующей лекции я расскажу о "закате" космологической постоянной и о его последствиях+++ Газета.ru Цитировать
Gthtw	Добавлено: 11-05-2006 13:21
	Космологическая загадка. 11.05.2006 10:33 | Газета.ru 1 Самое важное открытие 1998 года Описанная в предыдущей лекции ситуация вокруг космологической постоянной изменилась драматическим образом всего восемь лет назад. В 1998 году сразу две группы астрономов опубликовали результаты исследования яркости далeких сверхновых типа Ia. Явление сверхновой данного типа представляет собой термоядерный взрыв белого карлика - плотного, медленно остывающего остатка эволюции звезды небольшой массы. Например, наше Солнце превратится в белый карлик через несколько миллиардов лет. Если масса такого остатка превышает некоторый предел - например, из-за перетекания вещества с соседней, нормальной звезды, - происходит грандиозный взрыв, причeм истинная энергия такого взрыва является постоянной величиной, где бы он ни произошeл. Измеряя наблюдаемую яркость сверхновых, астрономы могут определить расстояние до галактики, в которой произошeл взрыв, а измеряя смещение линий в их спектрах - скорость еe удаления от нас. Так как свет от самых удалeнных галактик идeт до нас миллиарды лет, такие измерения фактически могут быть использованы для построения истории скорости расширения Вселенной. Какова эта история должна быть, все себе примерно представляли: поскольку галактики притягиваются друг к другу, скорости их разбегания друг от друга должны уменьшаться со временем, при этом чем больше во Вселенной вещества, тем более заметным будет это постепенное торможение. Именно с целью измерить среднюю плотность вещества во Вселенной группы Адама Риса и Сола Перлмуттера измерили скорость и яркость нескольких десятков сверхновых в далeкой Вселенной. Однако, проделав необходимые вычисления, они независимо пришли к ошеломляющему выводу: расширение, на самом деле, ускоряется. Ускорение само по себе уже означает, что доминирующее слагаемое в правой части уравнений Эйнштейна обладает отрицательным давлением. У обычного вещества оно наблюдается лишь в исключительных случаях. А вот вакуум, или космологическая постоянная (которые в ОТО математически неразличимы) - на эту роль вполне подходил. Удовлетворял вакуум и по критерию соотношения между плотностью энергии и давлением. Всего два года назад учeные значительно пополнили свой список сверхновых с помощью Космического телескопа имени Хаббла. Ограничения на параметры вновь открытой компоненты Вселенной стали существенно более строгими, но космологическая постоянная по-прежнему остаeтся самым простым и самым подходящим объяснением. Как кажется сейчас, от "самой большой ошибки" Эйнштейна уже никуда не деться. 2 По измерениям Риса и его группы, плотность энергии космологической постоянной составляет около 0.7 от критической плотности. Это отлично согласуется с данными двух независимых экспериментов (2dFGRS и WMAP), согласно которым плотность вещества во Вселенной составляет примерно 0.3 от критической плотности, а геометрия пространства является эвклидовой - и следовательно, по теории Фридмана, полная плотность должна в точности равняться критической. Таким образом, энергия вакуума вдвое больше энергии всего материального содержимого Вселенной. И всe же, это чрезвычайно маленькое значение. 0.7: много или мало? Продемонстрированная инфляцией способность вакуума иметь ненулевую энергию возродила интерес к отождествлению этой энергии с космологической постоянной. Кроме того, бестелесная прежде идея о том, что вклады нулевых колебаний различных типов в энергию вакуума могут компенсировать друг друга, получила неожиданное подкрепление со стороны теории элементарных частиц. Популярная теория "суперсимметрии" между двумя классами частиц - бозонами и фермионами - предсказывала именно такую компенсацию от дуальных друг другу полей. Однако было понятно, что такая симметрия может существовать лишь при очень высоких энергиях. В окружающем нас мире трудно придумать два класса частиц, более различающихся по наблюдаемым свойствам, чем фермионы и бозоны, а значит, суперсимметрия должна нарушаться при достаточно низкой энергии. В земных ускорителях фермионы и бозоны всегда ведут себя по-разному. Следовательно, уровень энергии, при котором суперсимметрия нарушается, должен быть выше тех значений, которые достижимы на современных ускорителях. Ниже этого порога нет оснований предполагать взаимную компенсацию вкладов фермионов и бозонов в энергию вакуума, и вклад этот оказывается столь большим, что в такой вселенной места бы не хватило не только Луне, но даже самому Паули - человек он был, как известно, грузный. Это грандиозное - по меньшей мере, на пятьдесят порядков - несоответствие между теоретически ожидаемым значением плотности энергии вакуума и наблюдательными ограничениями, называется проблемой космологической постоянной - точнее, "старой" проблемой космологической постоянной. Суперсимметрия, равно как и дополняющая еe теория суперструн, оказались неспособными еe разрешить - прежде всего, потому что описывают явления при очень высоких энергиях, а надо каким-то образом включить компенсационный механизм при энергиях, очень низких по квантовым масштабам. Возможно, решение проблемы надо искать в каком-то новом, неожиданном месте, и всe же физикам хотелось бы, чтобы в нeм участвовала квантовая теория. 3 Вместе с тем, возникла новая загадка, называемая иногда "проблемой совпадения". Дело в том, что средняя плотность обычного вещества при увеличении объeма, в котором оно находится, уменьшается обратно пропорционально этому объeму. Плотность энергии вакуума, в противоположность этому, остаeтся постоянной. В результате, в будущем, при дальнейшем расширении Вселенной, плотность энергии вещества будет составлять всe более ничтожную долю от общей плотности энергии, а большую часть прошедшей истории нашего мира, в нeм, наоборот, доминировало вещество. Неясным остаeтся, почему они оказались примерно равны друг другу именно в данный момент. Неужели нам опять так "повезло"? Возможные решения Пока не ясно, связаны ли две описанные проблемы друг с другом. С момента появления результатов измерений блеска сверхновых в 1998 году были написаны буквально сотни статей, предлагавших тот или иной способ избежать проблемы совпадения. Содержание большей их части сводилось приблизительно к тому, что вакуум заполнен ещe одним, ранее неизвестным скалярным полем (иногда, впрочем, появлялась возможность связать его с тем скалярным полем, которое привело к инфляции). Чтобы отличать это поле от обладающего энергией, но по-настоящему пустого пространства, строго описываемого космологической постоянной, часто используют термин "тeмная энергия". Далее вводились определeнные предположения о свойствах этого поля, в их рамках вычислялась эволюция Вселенной, и она, как правило, хорошо описывала наблюдаемые свойства далeких сверхновых (в противном случае статью вряд ли стоило бы публиковать). Парадокс совпадения считался разрешeнным, если плотности вещества и тeмной энергии шли бок о бок на протяжении большей части эволюции Вселенной. Количество таких моделей росло, они совершенствовались и становились всe более привлекательными - некоторые, например, предсказывали не только примерное постоянство отношения между плотностями вещества и вакуума, но и точное число - 1:2, что очень близко к наблюдаемому. Существует такое выражение, что величайшая трагедия науки в том, что "один-единственный уродливый факт может разрушить самую красивую теорию". Нечто подобное произошло и в этом случае: результаты наблюдений с телескопа имени Хаббла показали, что ещe несколько миллиардов лет назад расширение Вселенной постепенно замедлялось, а значит, доминирование вакуума над веществом - явление недавнее - в точности так, как если бы эта энергия определялась космологической постоянной. Избавиться от проблемы совпадения оказалось сложнее, чем это предполагалось, и общепринятого решения на данный момент нет. В завершение можно упомянуть лишь наиболее оригинальные из предложенных, не претендуя на полноту или объективность такого списка. О них и поговорим в заключительной лекции. Цитировать
Gthtw	Добавлено: 19-05-2006 12:14
	Бывший участок дна океана превратился в вязкую пасту. 18.05.2006 15:10 | Известия науки Плита, бывшая прежде участком океанического дна, найдена на границе земного ядра и мантии. Вытянутый участок земной коры начал "тонуть" 50 миллионов лет назад, и сейчас его нижний край достигает глубины в 2800 километров. Открытию посвящена статья в журнале Nature. Геофизики из Университета Санта-Круз в Калифорнии обнаружили плиту на сейсмических томограммах окрестностей Карибских островов. Такие изображения внутренней структуры Земли строят по показаниям приборов, регистрирующих "эхо" землетрясения вдали от эпицентра. Волна искажается всевозможными телами, которые встречает на пути, а по искажениям можно реконструировать их форму, размеры и даже агрегатное состояние. Ученые говорят, что некогда твердая плита сейчас представляет собой ленту из вязкой нагретой пасты, спускающуюся складками к ядру. Протяженность главных складок оценивают цифрой в 600 километров при высоте в 200. Исходный участок дна был намного длиннее и тоньше - обычно океан отделяет от мантии не более чем десятикилометровый слой. Несмотря на давность погружения, бывшее дно все еще на 700 градусов холоднее окружающего ее расплава, нагретого до 2,5 тысяч градусов Цельсия. Открытие подтверждает гипотезу, согласно которой земная кора активно обновляется за счет глубоких слоев мантии. Геофизики поясняют, что "тонущая" плита должна была вытеснить наверх более легкое расплавленное вещество, которое и стало новым материалом дна. Источник: Lenta.ru со ссылкой на передает LiveScience.com. Известия науки Цитировать
STEPLER	Добавлено: 21-05-2006 09:58
	Обнаружен новый аналог "Оси Зла" Вслед за «Осью Зла» обнаружена еще одна загадочная неоднородность - на этот раз она проявилась в распределении космических лучей на небесной сфере. Новое открытие неоднородного распределения мюонов на небесной сфере по масштабу возможных последствий может оказаться сопоставимым с открытием «Оси Зла». Результаты наблюдений космических лучей свидетельствуют о наличии крупномасштабной неоднородности в их распределении на небесной сфере. Сенсационное открытие было сделано при анализе данных о космических мюонах, зарегистрированных японским черенковским детектором Суперкамиоканде. В ходе цикла наблюдений, продолжавшегося 1662 суток, детектор зарегистрировал в общей сложности более 200 млн. мюонов, связанных с космическими лучами. Изучение распределения их радиантов по небесной сфере показало наличие анизотропии. Имеются две области, в одной из которых (в созвездии Тельца) плотность мюонов выше средней, в другой (в созвездии Девы) — ниже. Угловое расстояние между двумя загадочными областями составляет примерно 130 градусов. Цитировать
Gthtw	Добавлено: 28-06-2006 13:33
	Миссия в "зазеркалье". 28.06.2006 12:04 | "Новые известия" С помощью спутника-шпиона мы скоро заглянем в антивселенную. На днях с космодрома Байконур был осуществлен запуск нового российского космического аппарата "Ресурс-ДК1". Спутник уже вышел на расчетную орбиту и приступил к сбору информации. Он способен делать снимки поверхности Земли с разрешением до 1 метра с целью составления подробных гражданских карт и мониторинга окружающей среды. Такие спутники запускались и раньше, но особенность "Ресурса" в том, что на его борту установлена аппаратура, с помощью которой ученые получают уникальный шанс прикоснуться к "параллельной вселенной", раскрыть тайны так называемой "темной материи". Шеститонный "Ресурс-ДК1" - можно сказать, младший брат советских оптико-электронных спутников стратегической разведки 1980-90-х годов. Он имеет длину около 7 метров, размах панелей солнечных батарей - 14 метров. Заметим, что близкие к этим аппаратам по своим тактико-техническим характеристикам, созданные в те же годы американские спутники "Замочная скважина" (КН-9 и КН-11), принадлежащие Национальному разведывательному управлению США, до сих пор остаются совершенно секретными. Случай "Ресурса-ДК1" - из ряда вон. Хотя одним из потребителей информации, полученной с него, будет Министерство обороны, с гораздо большим нетерпением ожидают результатов программы полета "шпиона" гражданские специалисты. И не только российские. Спутник призван оказать неоценимые услуги в решении задач в областях землепользования, лесных и водных ресурсов, геологии, прогнозирования землетрясений. Но главная изюминка нового аппарата в том, что на "шпионе" в рамках программы "РИМ-Памела" (РИМ расшифровывается как "российско-итальянская миссия") установлен сверхточный магнитный спектрометр. Задачи проекта, в котором также участвуют ученые из Германии, Швеции и США, связаны с решением фундаментальных проблем космологии - учения о Вселенной, ее происхождении и эволюции. В числе этих проблем природа так называемой "темной материи", генерация и распространение космических лучей, процессы, происходящие на Солнце, отслеживание частиц высоких энергий в земной магнитосфере. За три года наблюдений предполагается зарегистрировать не менее 10 тысяч антипротонов (элементарных частиц, имеющих те же физические свойства, что и их "двойники" протоны, только с другим знаком электрического заряда) и 100 тысяч позитронов - античастиц по отношению к электронам. Участники проекта полагают, что этого будет достаточно для выделения эффекта от аннигиляции - превращения частицы и античастицы при столкновении в другие, очень массивные и слабо взаимодействующие частицы, так называемые "вимпы", которые, по мнению ученых, и образуют во Вселенной таинственную "темную материю". В ходе эксперимента, возможно, удастся определить их массу. Наличие "темной материи" во Вселенной давно уже не вызывало у космологов сомнений. Установлено, что есть области космического пространства, заполненные невидимым веществом. При наблюдении с Земли оно ведет себя, как линза, фокусирующая электромагнитное излучение отдаленных объектов, отклоняя его в гравитационном поле, если наблюдатель, невидимое вещество-линза и наблюдаемый объект оказываются на одной линии. При этом остается открытым вопрос, какую часть от массы видимой части Вселенной составляет масса невидимого вещества. От ответа на него зависит понимание будущего Вселенной. Если полная плотность вещества во Вселенной, определяемая его видимой и невидимой частями, меньше критической, она будет расширяться бесконечно. Если больше, то через какое-то время Вселенная начнет сжиматься. Если же плотность равна критической, Вселенная, по-видимому, будет и дальше расширяться, но с убывающей скоростью. До настоящего времени данные о потоках высокоэнергичных антипротонов и позитронов в космических лучах получались с помощью приборов, устанавливаемых на высотных аэростатах. Однако из-за влияния атмосферы этот метод не обеспечивал требуемой точности измерений. "РИМ-Памела" может стать первым экспериментом по точному определению космическими средствами скрытой массы во Вселенной. Кстати, по планам Роскосмоса, к 2010 году группировка космических аппаратов дистанционного зондирования Земли должна состоять из 5 метеоспутников и 16 спутников детального наблюдения в видимом, инфракрасном и СВЧ-диапазонах спектра. ЮРИЙ ЗАЙЦЕВ, советник Академии инженерных наук РФ Цитировать
Перец	Добавлено: 20-08-2006 14:16
	НЕУЛОВИМЫЕ СОСЕДИ. 2006 год, возможно, станет годом очередного поворота (чтобы не сказать, переворота) в физике частиц. Очень может статься, что станет он и очень значительным годом и в астрономии, - и эти два обстоятельства друг с другом тесно связаны. Связаны одной-единственной частицей под названием "аксион", существование которой пока не было доказано. Считается, что тёмная материя, на долю которой приходится 22% вещества во Вселенной, состоит как раз из этих гипотетических частиц. Тёмная материя отличается зыбкостью и в прямом, и в переносном смыслах: поскольку аксионы очень слабо взаимодействуют с чем бы то ни было, и это взаимодействие является сугубо гравитационным, обнаружить их оказывается затруднительно, если не невозможно. Однако существование аксионов логически вытекает из некоторых астрофизических уравнений. Некоторые теоретические расчёты приводят к ещё более любопытным результатам. Например, недавно было выдвинуто предположение, что, собственно, сверхмассивных чёрных дыр в центре, по крайней мере, нашей галактики просто нет. Точнее, они представляют собой нечто совсем иное, нежели полагалось прежде - шаровые скопления тёмного вещества. Дело в том, что как и чёрные дыры, так и шарообразные скопления тёмного вещества способны порождать выбросы рентгеновского излучения, - о чём свидетельствуют результаты компьютерного моделирования, производившегося ещё в конце девяностых годов. Физик Анатолий Свидзинский, сотрудник Texas A&M University, полагает, что именно такие "пузыри" тёмной материи располагаются в центре галактики и равномерно пульсируют, сокращаясь и расширяясь с периодом в двадцать минут - тем самым периодом, с которым наблюдаются мощные выбросы рентгеновского излучения из центра Млечного Пути. Согласно модели Свидзинского, стабильность гигантскому аксионному "пузырю" придаёт его колоссальная масса, которая приблизительно соответствует 1 миллиону и 2,5 миллиардам масс нашего Солнца. Это в точности совпадает с тем диапазоном масс компактных массивных объектов в центрах галактик (подробнее смотрите здесь). В прошлом десятилетии физик Хуссейн Йылмаз предложил поправку к Общей теории относительности, согласно которой притяжение начинает приобретать отрицательное значение по мере того, как гравитационное поле становится сильнее. Именно этим Свидзинский и объясняет осцилляцию "аксионного пузыря": по мере того, как пузырь растёт, его поверхностное натяжение заставляет его сокращаться, а когда он сокращается, начинает действовать "сила отталкивания", и пузырь снова раздувается. Вопрос, однако, состоит в том, а существуют ли пресловутые аксионы вообще? Эксперимент, поставленный в Италии в начале года, дал результаты, которые можно рассматривать как позитивные, хотя они требуют дополнительной проверки (это будет сделано к концу года). Его суть состояла в пропускании лазерного луча через очень сильное магнитное поле. Учёные предположили, что некоторая, очень незначительная, доля фотонов при прохождении магнитного поля превратится в аксионы. Группа физиков во главе с Эмилио Заваттини и Джованни Кантаторе обнаружила поворот поляризации лазерного луча на одну десятимиллионную градуса после 44 тысяч прохождений через магнитное поле в обоих направлениях. Фактический результат совпал с ожидаемым, - именно такой поворот и предполагался при условии, что часть фотонов обратилась в невидимые аксионы. Исходя из полученных результатов экспериментаторы высчитывают массу аксионов и силу их взаимодействия. Однако их данные противоречат другим наблюдениям. Например, в 2003 году специальный телескоп CERN Axion Solar Telescope (CAST) за шесть месяцев так ни разу и не смог зарегистрировать аксионы, которые в изрядных количествах должны производить на свет Солнце и другие звёзды. Неудача CAST должна была исключить большой диапазон значений массы и силы взаимодействия гипотетических аксионов, в том числе и полученные Заваттини и Кантаторе значения. Кроме того, есть и ещё один аргумент против этой теории: если бы звёзды действительно производили аксионы в предсказываемых количествах, они старели бы куда быстрее. Эксперимент был повторен с более чем одним лазером, и результаты получились сходные. Теперь физики готовят ещё один эксперимент, который должен будет развеять многие сомнения. В его основе лежит весьма изящная идея. Суть её в следующем: лазерный луч будет упираться в непрозрачную стену, рядом с которой будет создано очень сильное магнитное поле. Если часть фотонов действительно преобразуются в аксионы, то стена им не помешает - они пройдут сквозь неё. С другой стороны стены будет располагаться другое магнитное поле, которое, теоретически, заставит часть аксионов обратиться обратно в фотоны, а их зарегистрировать - дело техники. От исхода опыта будет зависеть, действительно ли был обнаружен аксион, или нет. Если да, то - здравствуй, тёмная материя. computerra.ru Цитировать
КарМаСон	Добавлено: 31-08-2006 13:13
	Покров тайны над магнитными бурями приоткрыт. 31.08.2006 12:21 | Известия науки С помощью спутников системы "Cluster" Европейского космического агентства ученые выяснили, почему над Землей сверкает полярное сияние и бушуют магнитные бури. Китайский ученый Джинбин Као (Jinbin Cao, Key Laboratory of Space Weather) вместе с американскими и европейскими коллегами изучал данные, собранные во время экспедиций спутников "Cluster". Больше всего исследователей интересовало, как рождались и развивались магнитные бури в центральной области магнитосферы Земли. За два года (2001 и 2002) они насчитали 67 так называемых суббурь в центральной области магнитосферного хвоста (область космоса на ночной стороне Земли, где частицы солнечного ветра вытягивают у земного магнитного поля длинный хвост). Магнитосфера, самая далекая земная оболочка, закрывает планету от космического излучения. Она образуется благодаря взаимодействию плазмы солнечного ветра с магнитным полем Земли. Энергия частиц солнечного ветра, проникающих в магнитосферу, высвобождается в виде последовательных взрывов - так называемых, магнитных суббурь. Они продолжаются пару часов и выбрасывают электроны и другие заряженные частицы в сторону Земли. С одной стороны, при этом мы можем наблюдать прекрасное шоу из света в высоких широтах северного и южного полушария. Вызывают их в основном энергетические электроны, которые скользят по спирали вдоль силовых линий магнитного поля Земли и сталкиваются с атомами в атмосфере на высоте около ста километров. Эти же суббури возбуждают ионосферу Земли и отвечают за возникновение и развитие магнитных бурь, которые мешают приему GPS-сигналов и системе связи между Землей и спутниками. Но каким образом частицы высоких энергий направляются к Земле? Какую роль в этом играют так называемые BBFs? Это высокоскоростные потоки наэлектризованного газа или всплесковые высокоскоростные течения плазмы (bursty bulk flows) в магнитном поле Земли. Они переносят огромное количество массы и энергии, являясь источником магнитных возмущений, несущихся к Земле во время магнитных бурь со скоростью более трехсот километров в секунду. BBFs были открыты в восьмидесятые годы прошлого века и стали одним из кандидатов на объяснение этого механизма. Собственно, только теперь Као с коллегами подтвердил эту гипотезу. Обнаруженные ими 67 суббурь сопровождали 209 всплесков (BBFs). "Впервые можно смело утверждать, что все суббури сопровождаются BBFs", - заявил ученый. Есть и другой важный результат этой работы: оказалось, что BBF в среднем продолжаются в два раза дольше, чем считали раньше, а именно, около 18 минут 25 секунд. Об этом сообщает агентство "Информнаука" со ссылкой на ESA News. Известия науки Цитировать
Перец	Добавлено: 31-08-2006 17:15
	Ось вращения Земли в прошлом менялась. Адам Малуф (Adam Maloof) из Принстона (Princeton University) и Гален Халверсон (Galen Halverson) из университета Поля Сабатье (Université Paul Sabatier, Toulouse III) утверждают, что нашли свидетельство перебалансировки нашей планеты 800 миллионов лет назад. В это время изменили своё положение географические полюса. О медленном перемещении магнитных полюсов знают многие, однако, и ось вращения планеты может меняться. Некоторое свидетельство (но пока ещё не стопроцентное доказательство) того, что 800 миллионов лет назад произошло смещение географических полюсов Земли, геологи обнаружили, изучая магнитные полезные ископаемые в древних осадочных породах норвежского архипелага. Они нашли, что северный магнитный полюс тогда сместился сразу на 50 градусов за какие-то 20 миллионов лет. А поскольку тектонические плиты движутся намного медленнее, данное смещение поверхности (относительно глубин, ядра, где формируется магнитное поле) авторы работы объясняют перебалансировкой земного шара — относительно быстрым изменением положения оси вращения. Такой процесс может начаться после возникновения некоего заметного дисбаланса масс в мантии. К примеру, из-за роста супервулкана вдали от экватора. Кстати, аналогичное событие, по всей видимости, произошло когда-то и на Марсе из-за гигантского вулкана Олимп и других больших вулканов нагорья Тарсис. От древнем перевороте оси вращения Красной планеты мы рассказывали. Гипотеза же двух учёных относительно смещения географических полюсов Земли, по их словам, находит некоторое подтверждение не только в отложениях магнитных минералов, наработанных поколениями микробов, но и в других следах. Это геологические "записи" изменений уровня моря и химических процессов, оставленные в тех же норвежских отложениях. Исследование будет издано в сентябрьском выпуске журнала Геологического общества Америки (Geological Society of America Bulletin). Цитировать
Перец	Добавлено: 31-08-2006 17:18
	Хаос надкушенных листьев показал борьбу древней природы . Палеонтологи выяснили, что после массового вымирания, случившегося в конце Мелового периода, в древних экосистемах наступил невероятный разлад: в некоторых местах стали бурно размножаться насекомые, уничтожая всю листву; в других же, ничем не ограниченные, разрастались тропические джунгли. Глобальное вымирание — так называемое "K-T событие", приведшее к быстрой гибели многих видов, — произошло около 65,5 миллионов лет назад и ознаменовало собой начало Третичного периода (о возможных гипотезах этой трагедии мы рассказывали тут, здесь и там). "K-T вызвало гибель многих североамериканских животных и растений. В середине континента была мёртвая зона для растений, и пищевые цепи с участием растительности и насекомых перестали работать, — говорит палеоботаник из университета Пенсильвании Питер Уилф (Peter Wilf). – Известно, что после этого вымирания 800 тысяч лет насекомые совсем не вредили растениям, да и почти некому было этим заняться. Также мы знаем, что через 9 миллионов лет биологическое разнообразие насекомых и растений восстановилось. Однако, как это происходило на протяжении 8 с лишним миллионов лет — неизвестно". Некоторые из отпечатков, найденные в районе Мексиканской Шляпы, штат Монтана. Если присмотреться, то можно увидеть характерные следы повреждений на листьях . В современных лесах многообразие насекомых пропорционально растительности. Мало зелени – мало насекомых, и наоборот. Однако обнаруженные окаменелости показывают, что в то время этот баланс заметно отличался от современности. Восстановить такие, казалось бы, неприметные события взялась группа исследователей – специалистов из университов Пенсильвании (University of Pennsylvania) и Мериленда (University of Maryland), Смитсонианского института (Smithsonian Institution) и Денверского музея природы и науки (Denver Museum of Nature and Science). В самом деле, найти следы насекомых можно, точнее, их "следы на следах": учёные решили изучить следы жизнедеятельности насекомых на древних листьях, точнее, на их отпечатках в породе. Для этой работы пришлось проанализировать 14999 (такое число звучит несколько таинственно, но именно столько экземпляров использовали для исследования) окаменелых отпечатков листьев, найденных в США. Даже если сами окаменевшие насекомые отсутствуют, то по характеру повреждений листа вполне можно сделать выводы об их питании. Большая часть образцов подтвердила ожидания палеонтологов: находки из Мелового периода говорили о многообразии насекомых и растительного мира. Что касается отпечатков эпохи позднего Палеоцена и Эоцена, то они остались от растительности, только оправившейся от катастрофы: в среднем тогда на территории нынешней Северной Америки было всего 15-20 видов растений, а насекомых, поедавших их, и вовсе практически не было. Однако учёным попалась и пара необычных залежей породы раненого Палеоцена. На одних, найденных в денверском бассейне, — отпечатки, говорящие о бурном развитии флоры. Там нашлось 200 видов с толстыми листьями. Их форма типична для влажных джунглей, что зато совсем нехарактерно для прочей растительности того времени. Учёные решили, что это в том регионе был свой локальный тропический климат. Однако, судя по неповреждённой поверхности отпечатков листвы, от насекомых она совсем не страдала. Казалось бы, ешь – не хочу, но, видимо, есть было просто некому. А вот в районе другого места, известного под названием Мексиканская Шляпа, попалось нечто ещё более интригующее. Число видов растительности тут было на порядок больше – две тысячи. Но "хищничество" насекомых на некоторых растениях было здесь несравнимо ни с каким другим местом в Северной Америке. Листья здесь страдали от жесточайшего "объедания". Тут были следы всех возможных видов повреждений, наносившихся насекомыми. Подобных находок больше нигде не зарегистрировано – даже в Меловом периоде до вымирания. Расследовав сложившуюся ситуацию, Уилф предположил, что K-T событие разрушило связи в пищевой цепи. Растения и насекомые были почти полностью истреблены. Из-за этого одним травоядным насекомым пришлось менять источник пищи, у других же "переключиться" не вышло, и они исчезли. Когда же экосистема начала перестраиваться, у разных видов появилось множество возможностей для развития в незанятых экологических нишах. Из-за этого в некоторых местах ситуация стала довольно нестабильной. В частности, те денверские джунгли представляли собой благоприятную тёплую влажную среду, они быстро разрослись, растения обзавелись толстыми малосъедобными листьями. В области Мексиканской Шляпы основными жертвами стали 16 видов неприспособившихся, типично Палеоценовых растений – с тонкими листьями и слабо защищённых; их впоследствии облюбовали многие насекомые и привели к уничтожению. "Сильная разбалансировка взаимосвязей в изолированной экологической системе может быть широко распространённой чертой, проявляющейся при восстановлении после масштабного вымирания", — считают учёные. Конечно, это утверждение должно ещё пройти определённую проверку в научных кругах. Но надо отдать должное специалистам, которые не только смогли реконструировать состояние среды в ту эпоху, но и создали новый подход к изучению давно исчезнувшей природы. Цитировать
Dik	Добавлено: 22-09-2006 14:56
	Подскажите пожалуйста, где можно найти доказательства работоспособности ВЭУ-Ш (например видеозапись) ? Цитировать
Перец	Добавлено: 30-09-2006 21:54
	И вооще:"почему новый бульбулятор на свалке?"... Цитировать
yannus	Добавлено: 29-10-2006 15:11
	В Бирме нашли пчелу возрастом 100 000 000 лет Melittosphex - старейшая из известных науке пчелиных окаменелостей Ученые обнаружили самую древнюю из найденных до сих пор пчел; насекомому 100 миллионов лет, и сохранилось оно в традиционном природном "саркофаге" - капле янтаря. Открытие совпало по времени с обнародованием генетической схемы медоносной пчелы, который демонстрирует неожиданные связи с млекопитающими и человеком. Доисторическое насекомое, плененное в капле древесного сока, по крайней мере на 35-45 миллионов лет старше, чем самая древняя из всех известных до сих пор окаменелостей пчел. Оно было найдено в шахте на севере Бирмы и получило название Melittosphex burmensis. Насекомое имеет характерные признаки не только пчелы, но и осы, в частности, тонкие задние лапки, чем подтверждает теорию пчелиной эволюции. Эксперты считают, что питающиеся пыльцой пчелы произошли от хищников-ос, и что именно появление пчел могло привести к бурному распространению цветущих растений по поверхности Земли. До 100 миллионов лет назад в растительном мире царствовали хвойные, развеивающие свои семена по ветру. Она позволяет нам с достаточной долей вероятности говорить о времени, когда разошлись эволюционные пути осы и пчелы Профессор Джордж Пойнар, Орегонский университет "Это самая старая из всех пчел, которых нам удавалось идентифицировать, и она имеет некоторые признаки осы, - говорит Джордж Пойнар, профессор зоологии из американского Орегонского государственного университета, который вместе с коллегами сообщил об открытии на страницах журнала Science. - Но все же это больше пчела, чем оса, и она позволяет нам с достаточной долей вероятности говорить о времени, когда разошлись эволюционные пути этих двух типов насекомых". Чудесное сохранение Окаменелость находится в великолепном состоянии; у насекомого сохранились отдельные волоски, неповрежденными остались фрагменты грудки, брюшка и головы. Хорошо видны также лапки и крылышки. По размеру оно очень мало: диаметр его брюшка едва достигает 3 миллиметров, и это доказывает теорию о том, что первые цветки также были очень небольшими. "Эта окаменелость может помочь нам понять, когда осы, являющиеся в основном плотоядными, стали превращаться в пчел, опыляющих растения и выполняющих совершенно иные биологические функции", - говорит профессор Пойнар. Сегодня в мире насчитывается около 20 тысяч разновидностей пчел, кормящих пыльцой свое потомство. Биологические часы Пчелиные биологические часы напоминают те, что заложены в млекопитающих Параллельно с этим открытием в научной прессе обнародована генетическая схема одной из медоносных пчел, Apis mellifera. Это уже четвертое по счету насекомое, геном которого ученым удалось выстроить в четкой последовательности, - после фруктовой мушки дрозофилы, комара и тутового шелкопряда. Как и люди, медоносные пчелы пришли в Европу из Африки в ходе по меньшей мере двух миграционных потоков. Затем они разделились на две генетически отличающиеся друг от друга европейские популяции, которые, как свидетельствуют данные ДНК, ближе связаны с африканскими пчелами, чем друг с другом. В медоносных пчелах, говорят ученые, заложены "биологические часы", больше сходные с теми, что есть у млекопитающих, чем с теми, которые имеются у мух. Эти часы управляют многими видами их деятельности, в том числе чувствами, навигацией, разделением труда и знаменитым пчелиным "языком танца", который насекомые используют для передачи друг другу информации об источниках пищи. Группа исследователей из Иллинойского университета в США обнаружила в мозге пчелы 36 генов, 33 из которых до сих пор оставались неизвестными. Как пишут эксперты в журнале Science, эти гены закодированы в 100 нейропептидов - органических молекул, контролирующих деятельность мозга как у пчел, так и у человека. В мозге пчелы, который размером не намного превышает размер точки на листе бумаги, нейропептиды способствуют работе около 1 миллиона нейронов. Всего у медоносной пчелы около 10 тысяч генов - это меньше, чем у дрозофилы или комара. У пчел больше генов, связанных с обонянием, чем у фруктовой мушки или москита, но намного меньше тех, что имеют отношение к чувству вкуса. http://news.bbc.co.uk/hi/russian/sci/tech/newsid_6087000/6087580.stm Цитировать
Перец	Добавлено: 03-12-2006 11:13
	Предшественники живых клеток могли родиться раньше Солнца. 01.12.2006 20:30 | Известия науки Жизнь на Земле, возможно, началась в крошечных сферах, рождённых в глубинах космоса ещё до появления самого Солнца. Таков основной вывод новой работы группы американских учёных во главе с Кейко Накамура-Мессенджер из космического центра Джонсона. Американцы изучали так называемый метеорит озера Таджиш (Tagish), упавший в Британской Колумбии в 2000 году. Метеорит этот относится к хрупкому типу каменноугольных хондритов, но многие части его замечательно сохранились, поскольку люди нашли космический камень всего через неделю после падения, так что он недолго испытывал на себе действие погоды. В 2002-м в этом метеорите нашли любопытные образования: микроскопические пустотелые пузырьки (глобулы), состоящие из углеродных составов, фактически - органики. Учёные предположили, что такие маленькие сферы, попавшие на нашу планету миллиарды лет назад с такими же метеоритами, как этот, могли послужить одним из важнейших условий для зарождения жизни на Земле. Ведь глобулы могли предоставить "убежище" для первых биохимических реакций и нечто вроде внешней мембраны (прообраза стенок клетки), способной отделять внутренние химические процессы этого предшественника организмов от процессов внешних. Те же глобулы, возможно, поставили некоторые из первых органических химикалий, которые пригодились для зарождения жизни. Однако оставалась вероятность, что данные глобулы - это земное загрязнение метеорита. Теперь команда Кейко выполнила тщательный изотопный анализ глобул метеорита озера Таджиш. Оказалось, что они обогащены тяжёлыми изотопами водорода и азота (дейтерием и азотом-15), что исключает их рождение на Земле. Относительные количества этих изотопов характерны для формирования материала в очень холодной окружающей среде: между 10 и 20 кельвинами выше абсолютного ноля. Это означает, что глобулы могли родиться ещё до появления Солнца, так как такие температуры преобладали в холодном облаке газа, из которого сформировалась наша родная звезда. Возможно также, что глобулы в этих метеоритах сформировались уже после р ождения Солнца, но ещё на стадии формирования планет. Так или иначе, это очень старые образования, появившиеся ещё до рождения Земли. Данное исследование несколько прибавляет веса гипотезе о решающем влиянии метеоритов и комет, падавших на Землю, на процессы, предшествовавшие появлению жизни на ней. Однако оно ни в коем случае не доказывает эту гипотезу. Об этом сообщает журнал "Мембрана". Известия науки Цитировать

Страницы: << Prev 1 2

Отвечать на темы в данном разделе могут только зарегистрированные пользователи

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи