авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

тема номера: 2005

№1

ПОВЕЛЕВАТЬ УРАГАНАМИ

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ

выключатель

ВСЕЛЕННАЯ

дисков

ИНТЕРНЕТ

жилища

КЛЕТКИ,

несущие свет

содержание ЯНВАРЬ 2005

ГЛАВНЫЕ ТЕМЫ НОМЕРА

20

АСТРОФИЗИКА

ВСЕЛЕННАЯ ДИСКОВ

Омер Блэйс Новые исследования выявили динамику вращающихся газовых дисков, окружающих молодые звезды и черные дыры.

28 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ТАЙНЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ОРГАНИЗМОВ Джон Маттик Считалось, что за регуляцию работы генов человека отвечают исключительно белки. Ученые были в этом столь уверены, что просмотрели другую регуляторную систему, играющую ключевую роль в развитии и эволюции живых систем.

МЕТЕОРОЛОГИЯ ПОВЕЛЕВАТЬ УРАГАНАМИ Росс Хоффман С помощью математического моделирования ученые нашли способ борьбы с ураганами.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРНЕТ ДЛЯ ВЕЩЕЙ Нил Гершенфельд, Раффи Крикориан, Дэнни Коэн На основе принципов, положивших начало Интернету, сегодня создаются сети нового типа, связывающие бытовые устройства.

ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТКИ, НЕСУЩИЕ СВЕТ Ральф Дам Изучение хрусталика глаза позволит ученым не только предотвращать образование катаракты, но и понять природу болезней Альцгеймера и Паркинсона.

ПОЛИТИКА ЭЛЕКТРОННОЕ ГОЛОСОВАНИЕ Тэд Селкер Как оптимизировать процесс проведения выборов.

БИОТЕХНОЛОГИИ УДАСТСЯ ЛИ СОЗДАТЬ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ?

Гэри Стикс Полным ходом идут работы по созданию совершенно новых лекарственных препаратов, прицельно выводящих из строя РНК.

АСТРОНОМИЯ ИЗ ЖИЗНИ СПИРАЛЬНЫХ ГАЛАКТИК Алексей Фридман Разрешив основной парадокс спиральной структуры, современная наука, однако, до сих пор не дала исчерпывающего ответа на вопрос о происхождении спиральных рукавов.

Учредитель:

Негосударственное образовательное учреждение «Российский новый университет»

РАЗДЕЛЫ:

Издатель: ЗАО «В мире науки»

Главный редактор: С.П. Капица ОТ РЕДАКЦИИ Заместитель главного редактора: В.Э. Катаева 3 НЕЧЕМ ДЫШАТЬ!

Зав.отделами:

фундаментальных исследований А.Ю. Мостинская естественных наук В.Д. Ардаматская Редакторы: Ю.Г. Юшкявичюте, А.А. Приходько 4 50, 100, 150 ЛЕТ ТОМУ НАЗАД Ответственный секретарь: О.И. Стрельцова Секретарь редакции: К.Р. Тиванова Научные консультанты:

6 СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ кандидат философских наук М.Ю. Куржиямский Над номером работали:

Пилюля для похудения Е.М. Амелин, А.В. Банкрашков, О.А. Василенко, Ф.С. Капица, Т.М. Колядич, И.М. Куржиямский, Безопасные УФ-лампы Д.А. Мисюров, Т.В. Панченко, О.С. Попель, Т.В. Потапова, И.П. Потемкин, И.П. Прошкина, Провал испытаний ПРО А.С. Расторгуев, И.Е. Сацевич, В.В. Свечников, Туманы далеких планет В. И. Сидорова, В.В. Софронов, В.Г. Сурдин, К.Р. Тиванова, А.М. Фридман, А.П. Худолей, Самый быстрый процессор Н.Н. Шафрановская Экология океана Корректура: Ю.Д. Староверова Двигатель эволюции Генеральный директор ЗАО «В мире науки»: С.А. Бадиков Сверхкомпактный ускоритель Главный бухгалтер: Т.М. Братчикова Новое об иммунитете Отдел распространения:

С.М. Николаев, В.Е. Солонин, Л.В. Старшинова ЭНЕРГЕТИКА Спецпроекты: И.Б. Истомина 14 СОЛНЕЧНАЯ РОССИЯ Менеджер по связям с общественностью: А.А. Рогова Олег Попель, Ирина Прошкина Водитель: И.В. Павлов Курьер: А.В. Вигуро ОЧЕВИДНОЕ–НЕВЕРОЯТНОЕ Адрес редакции:

80 ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО 105005 Москва, ул. Радио, д. 22, к. Телефон: (095) 727-35-30, тел./факс (095) 105-03- В последние годы внимание к новым источникам e-mail: edit@sciam.ru;

www.sciam.ru энергии в России резко возросло. По материалам Препресс: Up-studio Иллюстрации предоставлены Scientific American, Inc. беседы с академиком РАН А.Е. Шейндлиным.

В верстке использованы шрифты AvanteGuardeGothic и Garamond (© ParaType Inc.) ЗНАНИЕ–СИЛА Отпечатано: ОАО «АСТ-Московский полиграфический дом»

90 АМОРТИЗАЦИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ 748-6733 Заказ № Марк Фишетти © В МИРЕ НАУКИ РосНОУ, От землетрясений гибнут тысячи людей, Журнал зарегистрирован в Комитете РФ по печати.

Свидетельство ПИ №77-13655 от 30.09. а ежегодный ущерб исчисляется миллиардами Тираж: 25 000 экземпляров долларов.

Цена договорная.

Перепечатка текстов и иллюстраций только с письменного согласия редакции. При цитировании ссылка на журнал ТЕХНИЧЕСКИЕ НЮАНСЫ «В мире науки» обязательна. Редакция не всегда разделяет 92 БОЛЬШЕ, ЧЕМ МУЗЫКА точку зрения авторов. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов.

Николь Гарбарини Рукописи не рецензируются и не возвращаются.

Как превратить МР3-плеер в диктофон, будильник SCIENTIFIC AMERICAN или портативную FM-радиостанцию.

ESTABLISHED Editor in Chief: John Rennie Editors: Mark Alpert, Steven Ashley, Graham P. Collins, Carol Ezzell, Steve Mirsky, George Musser, Christine Soares News Editor: Philip M. Yam Contributing editors: Mark Fichetti, Marguerite Holloway, Michael Shermer, Sarah Simpson, Carol Ezzell Webb Art director: Edward Bell Vice President and publisher: Bruce Brandfon Chairman emeritus: John J. Hanley Chairman: John Sargent President and chief executive officer:

Gretchen G. Teichgraeber Vice President and managing director, international: Dean Sanderson Vice President: Frances Newburg © 2004 by Scientific American, Inc.

Торговая марка Scientific American, ее текст и шрифтовое оформление являются исключительной собственностью Scientific American, Inc. и использованы здесь в соответст вии с лицензионным договором.

ОТ РЕДАКЦИИ НЕЧЕМ дышать!

Проблема загрязнения воздуха была одной из наиболее обсуждаемых тем во время предвыборной президентской гонки в США.

Вскоре после инцидента с масш- вступили в переговоры с агент- тов. Так, закон о чистом воздухе табным отключением электричес- ством. разрешает компаниям проводить тва в регионах Среднего Запада Однако затем руководство агент- текущий ремонт подобных пред и Северо-Востока США в августе ства, назначенное Джорджем Бу- приятий без последующего контро 2003 г. ученые сделали примеча- шем, внесло изменения в инструк- ля степени загрязнения выбросов.

тельное открытие. Они обнаружи- ции, касающиеся новых станций: Нововведенные инструкции зна ли, что в пробах воздуха, взятых стало гораздо меньше возможно- чительно расширили смысл поня над центральной частью штата стей заставить энергетиков уста- тия «текущий» – теперь это может Пенсильвания, содержится диок- навливать на объектах приборы быть ремонт, затраты на который сида серы на 90% и озона на 50% по контролю выбросов. А меж ду достигают 20% стоимости самого меньше, чем обычно. Видимость же тем состояние здоровья населе- предприятия. Глобальные экономи возросла более чем на 40 км. ния близко к катастрофическому: ческие последствия такой политики Для улу чшения атмосферы не по данным специалистов, ослаб- никто не оценивал, а между тем, по обязательно устраивать аварии на ление требований приведет к пре- данным министерства энергетики, электростанциях. Еще в 1970 г. пре- ждевременной смерти тысяч людей мероприятия по контролю выбро зидент Ричард Никсон подписал ежегодно в результате легочных сов старых электростанций обош закон об обязательной установке и сердечно-сосудистых заболева- лись бы в $75 млрд. в течение 20 лет, приборов для контроля чистоты ний. Особенно могут пострадать причем за это же время экономия воздуха на всех строящихся стан- ж ители районов, наход ящихся в сфере здравоохранения состави циях. Позднее, в 1977 г., конгресс с подветренной стороны от источ- ла бы более $1 триллиона.

принял решение о необходимо- ников выбросов, например, при сти проверять воздух и на старых городов Цинциннати, Питерсберга электростанциях. Прошло 20 лет, и и Чарлзтауна (Западная Виргиния), агентство по охране окружающей где уровень загрязнения воздуха среды обнаружило, что энергетики выше, чем где-либо в США.

этим требованием пренебрегают. Администрация Буша оправды В 1999 г. министерство юстиции вает внесение изменений тем, что США предъявило иски семи ком- затраты на инспекцию электро паниям за нарушения, которые они станций слишком высоки. Однако допустили на 17 электростанциях, в новых инструкциях есть лазей расположенных на Юге и Среднем ки, позволяющие избегать расхо Западе. Одни организации согласи- дов на очистку выбросов именно лись уменьшить выбросы, другие самых старых и «грязных» объек в мире науkи www.FireWooD.net.ru 50, 100, 150 ЛЕТ ТОМУ НАЗАД Персональные различия Ужасы войны Небесное вращение ЯНВАРЬ АСОЦИАЛЬНЫЕ УЧЕНЫЕ. Можно ли рассматривать особенности социального поведения, характерные для большинства ученых, как дефекты личности или что-то ненормальное? Конечно, нет. Психические и эмоциональ ные нарушения у них встречаются не чаще, чем у других талантливых людей. Результаты опросов показывают, что физики и инженеры во многом представляют собой пол ную противоположность бизнесменам и адвокатам как в профессиональной деятельности, так и в социальном поведении. Это порождает трения между учеными и чи новниками, которые непрестанно следят за благонадеж ИСКУССТВЕННЫЙ КОНЬ успокоит обычных лошадей, 1905 г.

ностью научных работников.

НЕСЧАСТНАЯ ЛЮБОВЬ. Обследовав 1297 телефонисток, исследователи обнаружили, что болеют в основном за- наука поможет представить боевые действия в отврати мужние, вдовы или разведенные. Лишившись поддержки тельном свете и предотвратить их, разбивается о жес мужей или так и не найдя с ними общего языка, женщи- токую реальность. В Порт-Артуре тела храбрых воинов ны вынуждены работать, не забывая о воспитании детей. тысячами гниют на склонах заснеженных укреплений, Самыми здоровыми телефонистками оказались одино- поскольку перемирие на время похорон считается несов кие женщины, не задумывающиеся о браке и получающие местимым с успешным ведением войны.

удовольствие от работы.

ЯНВАРЬ ГЕЛИКОПТЕРЫ. Несмотря на потрясающиеся возможно НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА. Орбиты всех планет и комет имеют сти, вертолеты пока не стали транспортным средством.

А жаль: они способны достигать центра города, минуя до- форму эллипса, в одном из фокусов которого располага рожные пробки. Год от года передвижение по воздуху ста- ется Солнце. В другом фокусе просто не может быть при новится все быстрее и безопаснее. Недавно специалисты тягивающего тела, поскольку оно не могло бы оставаться Sabena Airlines продемонстрировали, что полет от центра неподвижным. Самая близкая неподвижная звезда – Брюсселя до центра Лондона со скоростью 120 км/ч за- Альфа Центавра – удалена от нас более чем на двести ты нимает меньше времени, чем путешествие на воздушном сяч расстояний от Земли до Солнца. Ее свет, движущийся лайнере, скорость которого составляет не менее 400 км/ч. со скорость 300 тыс. км/с, достигает нашей планеты при Ведь из города в аэропорт и обратно пассажирам прихо- мерно за 3,5 года. Сколько же времени потребовалось бы дится добираться на такси. комете, чтобы совершить полный оборот по такой орби те? Совершенно очевидно, что кометы из других звездных ЯНВАРЬ 1905 систем не достигают нашей.

НЕРВНЫЕ ЛОШАДИ. Наш корреспондент из Канады ВОЛОСАТАЯ КОМНАТА. Шерсть, используемая для утеп предложил своеобразное устройство для успокоения ления новых зданий, зачастую оказывается чрезвычайно пугливых лошадей. По его мнению, перед каждым авто- грязной и вонючей. Ее запах вызывает тошноту и надол мобилем должно двигаться чучело коня в натуральную го отравляет атмосферу комнат. Поэтому перед тем, как величину. В голову искусственной лошади можно вмон- смешивать шерсть со строительным раствором, ее нужно тировать фару (см. рис.), а в рот – автомобильный рожок. тщательно вымыть и высушить. Наличия извести в смеси РУССКО-ЯПОНСКАЯ ВОЙНА. Scientific American искрен- не достаточно для обеззараживания шерсти: как только не сожалеет о том, что научные открытия не смягчают квартира прогревается, начинает распространяться чу ужасов войны, а только умножают их. Надежды на то, что довищное зловоние.

4 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ выkлючатель ДЛЯ МЫШЦ БИОЛОГИЯ Генная инженерия вместо гимнастики.

Мускулатура генетически Кто бы отказался заменить часы из- университета создали генетически модифицированной мыши (справа) матывающих тренировок таблеткой? измененную мышь, в мускулатуре ко содержит больше «медленных»

Скоро это станет возможным: биохи- торой было больше, чем у обычных волокон (темно-синие), чем мышцы мики выявили механизм ускорения мышей, белка PPAR-delta. Получая обычной мыши (слева).

процесса обмена веществ, а следова- в течение 13 недель питание с высо тельно, и избавления от лишнего веса. ким содержанием жиров и калорий, Ключевую роль в процессе игра- трансгенные мыши набрали только ет белок PPAR-delta. Роналд Эванс треть привеса от нормы, и их вес не Согласно данным, приведенным (Ronald M. Evans) из Института био- увеличивался даже при ограничении Эвансом в статье, напечатанной в PLoS логических исследований им. Солка подвижности. Biolog y, генетическ и измененные в Ла-Хойя (Калифорния), открыл, Результаты исследований показы- мыши ведут себя как прирожденные что данный белок регулирует работу вают, что протеин PPAR-delta моди- спортсмены. Они пробегали 1800 м за генов, отвечающих за распад жиров фицирует состав скелетных мышц 2,5 часа, т.е. в два раза больше, чем обыч в организме, и показал, что актива- мышей. По сравнению с контрольной ные. «Марафонцы» более выносливы, ция протеина PPAR-delta ускоряет группой мышцы трансгенных осо- чем их обычные собратья. По мнению метаболизм, в результате чего сжи- бей содержат удвоенное количество исследователей, изменениям подвер гается больше жира. Для того чтобы «медленных» волокон (превращаю- гаются сердечно-сосудистая и нервная yONG-XU WANG ET AL. IN PLOS BIOLOGY, VOL. 2, NO. 10, E294;

OCTOBER 2004 (top);

CORBIS (bottom) проверить гипотезу, Эванс с колле- щих жир в энергию и отвечающих за системы, но негативного воздействия гами из Сеульского национального продолжительную активность). на организм обнаружено не было.

kарась НЕЗАМЕРЗАЮЩИЙ БИОЛОГИЯ Большинство позвоночных не способно прожить без кислорода и нескольких минут. Некоторые пресноводные черепахи, чтобы выжить, замедляют сердеч ный ритм. Однако родственник золотой рыбки, карась Carassius carassius, при полном отсутствии кислорода и, не заботясь о сердцебиении, может жить око ло пяти суток. Это возможно благодаря преобразованию в его организме мо лочной кислоты в этиловый спирт. Ученые университета Саймона Фрейзера и Университета Осло полагают, что благодаря работе сердца этанол циркули рует в жабрах и выбрасывается наружу. Такая способность не только помогает карасю пережить холодную скандинавскую зиму, но и подтверждает то, что во время сердечных приступов и инсультов организм человека не получает Недостаток кислорода – не проблема. Чарльз Чой достаточного количества кислорода.

6 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ НЕ ПРИВЕДЕТ ЛИ СНИЖЕНИЕ ВЕСА К УМЕНЬШЕНИЮ в Риме, считает, что проект созда ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ? ния мышей-марафонцев похож на Ускорение обмена веществ способствует снижению веса. Но не сократит ее раннюю работу. Она вывела мы ли оно продолжительность жизни? До сих пор неизвестно, умрет ли генети- шей-шварценеггеров, ускоренно на чески модифицированная мышь-марафонец раньше обычной. Возможно, биравших мышечную массу после трансгенные мыши могут прожить дольше своих собратьев, поскольку на- прохож дения генной терапии, ак ходятся в лучшей физической форме, а содержание сахара, инсулина тивирующей ген IGF-1. Однако при и жиров в их организме ниже. приеме препарата гена IGF-1 в виде таблеток никакого эффекта не на блюдалось.

Данная работа найдет практичес- лекарство вызывает такие же изме- По мнению Пауля Вольпе (Paul Root кое применение при лечении нару- нения мышц и обмена веществ, что Wolpe), специалиста по медицинской шений обмена веществ, в частности, наблюдалось у трансгенных мышей. этике из Пенсильванского универ ожирения, а так же сердечно-сосу- Несмотря на то что в результа- ситета, новое средство от ожирения дистых заболеваний. Роналд Эванс те воздействия на гены можно по- (препарат PPAR-delta) появится в бли считает, что в результате исследова- лу чить животных с большим ко- жайшее время.

ний могут быть созданы препараты, личеством «медленных» волокон, Желание найти панацею от всех бо заменяющие физическую нагрузку. эти изменения не окажу т такого лезней существует с древних времен.

Действительно, в отдельных экспе- влияния на обмен веществ, как За тысячи лет оно не изменилось, риментах он вводил обычным мы- PPA R-delta. Надя Розенталь, глава чего нельзя сказать о современных шам соединение GW501516, прямым биологической программы иссле- технологиях.

Дин Мартиндейл назначением которого является ак- дования мышей в Европейской ла тивация протеина PPAR-delta. Это боратории молекулярной биологии безопасно НЕ ТОЛЬКО ПОЛЕЗНО, НО И СОБЫТИЯ В ЯНВАРЕ:

17.01–19.01 2005 г.

Всероссийская ХИМИЯ междисциплинарная Источники ультрафиолетового из- пасны, но не уступают по эффек конференция лучения применяются во многих тивности типовым парортутным «Философия искусственного областях: промышленности, меди- бактерицидным лампам, применя цине и в быту. В широко распро- емым в медицине. И еще: с новыми интеллекта»

страненных сегодня УФ-лампах ис- лампами типовые озонаторы станут Москва пользуется ртуть, вещество опасное более экономичными, компактны для здоровья человека и для окру- ми и легкими. Так что теперь очи 27.01–28.01 2005 г.

жающей среды. щать воду можно будет без риска Исследователи из НИИ ядерной отравления парами ртути. 52-я Конференция физики им. Д.В. Скобельцына МГУ Разработчики подсчитали, сколь молодых ученых разработали источник видимого ко может стоить та или иная мо оториноларингологов и ультрафиолетового света с со- дификация лампы для различных «Актуальные проблемы вершенно иным принципом ра- областей применения. Оказалось, боты. Источниками света служат что самыми дешевыми (при условии оториноларингологии»

открытые электрические разряды, промышленного выпуска, разуме Санкт-Петербург а точнее — матрица разрядов. Такая ется) будут источники УФ для ин лампа может использоваться и для дивидуальных систем водоочистки 10.01 2005 г.

освещения, для этого ученые разра- и лампы для космических станций.

ботали специальные люминофоры, А самыми дорогими — технологи- Региональная конференция светящиеся под действием УФ-об- ческие промышленные установки по фармации лучения. и системы для шоу-бизнеса и рек и фармакологии У новых ламп масса преимуществ. ламы.

Пятигорск Влад Софронов Они не только экологически безо в мире науkи www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ испытания СИСТЕМЫ ПРО ВООРУЖЕННЫЕ СИЛЫ 15 декабря 2004 г. первое полномас- кет-носителей (перехватчика и цели) штабное испытание всех основных впервые совпадали, то есть противо компонентов системы ПРО назем- ракета должна была сбить противо ного базирования закончилось не- ракету. Пентагон оценивает стои удачей. мость запуска в $85 млн.

Раке та-перех ват чик, котора я По мнению специалистов, пере должна была сбить стартовавшую за хватчик не смог стартовать, пос 16 минут до этого с острова Кадьяк кольку у него выключился двигатель.

(штат Аляска) баллистическую раке- Как заявило Агентство по ПРО мини ту с учебной боеголовкой, не смогла стерства обороны США, «аномалия», уйти с пусковой установки на ти- имеющая неизвестное происхож хоокеанском атолле Кваджалейн. дение, вызвала остановку двигателя Условия испытаний были максималь- ракеты-перехватчика, находившей но приближены к боевым. Типы ра- ся в пусковой шахте. Неудача может иметь серьезные последствия для со Подробнее о системе ПРО читайте в следующем номере журнала «В мире здаваемой США системы ПРО.

науки», статья «Бреши системы ПРО». Павел Худолей сkвозь туманы ТИТАНА АСТРОНОМИЯ 26 октября 2004 г. аппарат «Кассини»

пролетел на расстоянии всего 1200 км от крупнейшего спутника Сатурна, что позволило ему с помо щью радара взглянуть сквозь облач ный покров на Титан и составить карту его поверхности (около 1%).

Текущий по Ожидаемых озер жидкого метана ROM MILLER (bottom, grayscale);

NASA/JPL/SScl (bottom, color) поверхности не замечено. Зато «Кассини» обна поток – возможно, ружил несколько кратеров, доказы ледяная «лава»

вающих, что поверхность Титана извергнутая продолжает формироваться. Яркая «крио-вулканом».

деталь на изображении напоми нает текущий по поверхности по ток – возможно ледяная «лава», из вергнутая «крио-вулканом». Полосы могут быть медленно движущимися углеводородными «ледниками» или «Хэллоуинским котом»), может быть смог приземлиться (или привод веществом, переносимым по повер- озером. Затем «Кассини» выпустит ниться) на поверхность спутника хности ветром. Область, напомина- европейский зонд «Гюйгенс» в сто- и получше ее рассмотреть.

Чарльз Чой ющая кошачью голову (ее прозвали рону Титана, чтобы 14 января зонд 8 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ IBM УВЕЛИЧИВАЕТ БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ТРАНЗИСТОРОВ НАНОТЕХНОЛОГИИ В декабре IBM представила первый са- По словам исследователей, уско- создание тонкого слоя германия на мый маленький в мире чип SRAM (ста- рить работу транзистора позво- затворе транзистора.

тическая RAM). Новые ячейки состоят лил слой напряженного германия Германиевые или гибридные крем всего из шести транзисторов. Они (strained Ge). Так же, как и в случае ний-германиевые технологические в два раза меньше существовавших ра- напряженного кремния (strained процессы, как правило, являются нее прототипов и в 10 раз меньше, чем silicon), в кристалле полупроводника более трудоемкими и дорогими, чем использующиеся сегодня. Кроме того, создается механическое напряжение, кремниевые, а используются значи компания продемонстрировала новую приводящее к увеличению подвиж- тельно реже последних.

технологию, которая позволяет втрое ности носителей заряда и, как следст- Новые чипы на основе напряжен улучшить производительность тран- вие, улу чшению характеристик ного германия по 32-нм техпроцес зисторов, а следовательно, изготовить транзисторов, в том числе величин су IBM планирует выпускать только более компактные и быстродейству- электрических токов, протекающих в 2013 г., а чипы по 65-нм техпроцес ющие чипы. Новый метод совместим через него. Сообщается, что ключе- су появятся на рынке уже в 2005 г.

Валентин Петров с традиционной CMOS-технологией. вым моментом технологии является могут ли сардины СПАСТИ ОЗОНОВЫЙ СЛОЙ?

ЭКОЛОГИЯ В отличие от крупного рогатого скота (Scarla J. Weeks) из Кейптаунского уни- сировавшего работу доктора Бэкана, и термитов, чья газовая эмиссия (если верситета в ходе исследований попу- считает, что чрезмерно интенсивный выражаться деликатно) увеличивает ляции этой рыбы в прибрежных водах вылов одного из видов рыб, например количество метана в атмосфере, сар- Намибии, где ее поголовье с 70-х гг. зна- сардин, может значительно изменить дины могли бы препятствовать обра- чительно снизилось в результате ин- состояние всей морской экосистемы.

зованию парниковых газов, если бы их тенсивного вылова. «Проблема с сардинами состоит не так интенсивно вылавливали. Подъем метана и сероводорода на по- в том, – считает доктор Бэкан, – что Исследователи утверждают, что ког- верхность воды в этом районе происхо- из-за небольшой экономической зна да сардин много, они активно поедают дил и до начала интенсивного рыболов- чимости данного вида рыбы федераль океанский фитопланктон — несмет- ства, но реже и в меньших масштабах, ное правительство не особенно инте ное количество крохотных растений, чем сейчас. Исследователи предпола- ресуется этими вопросами».

Влад Софронов всплывающих с океанских глубин к по- гают, что потепление климата стиму верхности. Но когда рыбы становится лировало более частое всплытие недостаточно, планктон вновь опуска- фитопланктона, а отсутствие сар ется на дно, где, разлагаясь, вырабаты- дин приводит к более интенсив вает метан (который в 21 раз активнее ному выделению метана и, в свою в создании парникового эффекта, чем очередь, способствует глобально даже углекислота) и сероводород (ко- му потеплению. Результаты своих торый может отравить рыбу). Газы, под- наблюдений они опубликовали нимаясь к поверхности воды, создают в журнале Ecology Letters.

бескислородные «мертвые зоны». Некоторые исследователи сом Гипотеза о связи численности сар- неваются в правомерности данной дин, количества планктона и парни- гипотезы, однако Эллен Пикитч кового эффекта была разработана (Ellen Pikitch), глава Института Андрю Бэканом (Andrew Bakun) из океани ческ и х исс ледований Университета Майами и Скарлой Уикс Университета Майами, финан в мире науkи www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ бег КАК ДВИГАТЕЛЬ ЭВОЛЮЦИИ АНТРОПОЛОГИЯ содержащие большое количество Важна не столько протеина, столь необходимого для мозговой деятельности.

скорость, сколько По оценкам Брамбла, понадоби выносливость. лось от 2,5 до 3 млн. лет, чтобы появился самостоятельный меха низм бега. Подтверждением этому служит развитие ахиллова сухожи Недавно проведенные исследова- лия, которое значительно облег ния показали, что переход древне- чает бег, но не влияет на ходьбу.

го человека от ходьбы к бегу стал Прежде на бег не обращали осо важнейшим фактором эволюции. бого внимания, поскольку человек В работе, недавно оп ублико- не выглядит таким уж быстрым ванной в Nature профессором в сравнении с четвероногими – но, биологии Университета штата по мнению Брамбла, всегда важна Юта Дэнисом Брамблом (Dennis была не столько скорость, сколь Bramble) и ант ропологом из на земле. Со временем у него сфор- ко выносливость, вырабатывавша Гарварда Дэниелом Либерманом мировались узкая талия, более ко- яся в ходе эволюции. Возможно, (Daniel Lieberman), показано, что роткие предплечья, уменьшились наши предки бегали значительно преимущества в естественном от- ягодицы и т.д. лучше, чем современные сприн боре имели те древние люди, ко- Ученые предположили, что бег теры, до тех пор, пока развитие торые обладали генетическими привел к увеличению объема мозга метательных орудий не сделало бег му тациями, благоприятствовав- и способствовал его развитию, пос- не столь важным для выживания шими бегу. Первобытный человек кольку позволил нашим древним человеческого рода.

Влад Софронов спустился с деревьев и стал жить предкам легче находить продукты, Особые свойства нового кабеля наноkабель позволяют создавать упорядочен МНОГОЦЕЛЕВОЙ ные структуры. При этом площадь поверхности будеaт в 1000 раз боль ше, чем у плоских устройств такого же размера. Это позволит, к примеру, ФИЗИКА создавать миниатюрные фотоэле Тончайший кабель, в 1000 раз тонь- электрохимических методов слои менты, более эффективно улавлива ше человеческого волоса, станет важ- полупроводников (теллура, сульфи- ющие солнечный свет.

нейшей частью детекторов загрязне- да кадмия, сульфида цинка) осаж- Нанокабель может быть использо ния, миниатюрных фотоэлементов дались на золотой пленке. Когда ван и для создания более мощных и мощных компьютерных чипов. кабель был готов, мембрану разру- компьютерных чипов, поскольку Метод, позволивший создать по- шали. позволяет размещать транзисторы добный кабель, был предложен груп- По словам Строева, у нанокабеля более плотно. Сегодня в компью пой химиков Калифорнийского может быть немало сфер примене- терах используются кремниевые Университета, возглавляемой Пите- ния, т.к. его электрическая прово- чипы с металлическими транзис ром Строевым (Pieter Stroev), про- димость меняется под воздействи- торами, прикрепленными к повер фессором химического машино- ем различных химических веществ хности. Новый же метод поможет строения и материаловедения. Для и токсинов. Новый кабель может не встраивать транзисторы непосред изготовления нанокабеля исполь- только определять наличие токси- ственно в кремниевые чипы.

зовалась мембрана с отверстиями, нов, как его предшественники, но Влад Софронов покрытыми золотом. С помощью и измерять их количество.

10 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ защита ИНФОРМАЦИИ ИНФОРМАТИКА Федеральное правительство стремит- рейтинг Калифорния, принявшая не ся сохранить анонимность личных давно ряд законов о защите личной ин данных американцев, что не всегда формации. За ней следуют Mиннесота удается. и Гавайи. Только в этих штатах к лич С 1991 г. в конгрессе США разра- ным делам граждан имеют доступ спе батывается закон о защите номеров циально подготовленные сотрудники.

социального страхования граждан, Штаты Вашингтон и Висконсин рас насилие, но он так до сих пор и не принят. полагаются на третьем месте.

По мнению обозревателя журнала Внизу рейтинга – Вайоминг, где за Privacy Journal Роберта Смита (Robert конодательство не обеспечивает долж Ellis Smith), на это есть две причины. ную анонимность (это распространя ВЫЗВАННОЕ СТРЕССОМ Во-первых, члены конгресса лоб- ется на номер карточки социального бируют интересы крупных корпо- страхования, сведения о читателях раций, которые часто не совпадают в библиотеках, банковские счета, ме с мнением населения. Во-вторых, дицинские карты, генетическую ин- ПСИХОЛОГИЯ федеральные законы содержат боль- формацию). Чуть лучше обстоят дела шое количество поправок, ущемляю- в штате Mиссисипи, где учетные кар- Хочется ст укну ть к улаком по щих права американцев. точки в библиотеках и номера соци- столу, простояв полчаса в очере Местное законодательство в боль- ального страхования находятся под ди и зная, что оплаченное вами шей степени на стороне обычных частичным контролем. В Mиссури время на автостоянке истекает.

граждан. Сотрудники Privacy Journal охраняются законом генетические Ничего удивительного: существу составили рейтинг штатов по степе- данные граждан.

В число неблагопри- ет тесная взаимосвязь между гор ни защиты персональных данных. ятных попал штат Делавэр, где номер монами стресса и проводящими В качестве основных критериев были карточки социального страхования путями мозга, контролирующими выбраны: тайна банковского вклада, размещается на водительских удосто- агрессию. Нидерландские ученые доступ пациента к истории болезни, верениях. По данным Федеральной обнаружили, что электростиму объем личных данных, открытых для комиссии по торговле, за 12 месяцев ляция этих нейроволокон у крыс административных органов, сведе- 2003 г. 4,6% американцев пострадали активирует адренокортикальную ния об аресте. Лидерами считаются от мошенников, воспользовавшихся реакцию, сходную с реакцией на те штаты, где законом защищены все их персональными данными, еще 0,7% стресс («драться или бежать»).

права граждан. Оценка проводилась получили чужие неоплаченные счета. Введение грызунам стрессового Роджер Дойл по пятибалльной системе. Возглавляет гормона кортикостерона также побуждает их вести себя агрес сивно. Образуется замкнутый круг: агрессивное поведение по вышает уровень стрессовых гор монов, которые, в свою очередь, способствуют проявлению на REUTERS/CORBIS (top);

RODGER DOYLE (bottom) силия. Исследователи опасаются, )'(' что если не обращать должного внимания на стресс, то можно столкнуться с патологическими проявлениями насилия.

Айми Каннингэм Не поможет ли йога? Поведение !*"#(%('% +,%)%(' &".',/ $"((/- футбольных фанатов в Копенгагене &%$#"! 0.,/+!! 0-"*"!

.34251/0! #*&,$ %- ")+*($' (см. фото вверху).

в мире науkи www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ небольшая доза ВАКЦИНЫ ЗАЩИЩАЕТ ОТ ГРИППА ФИЗИКА Введение вакцины Ученые считают, что предлагаемый метод вакцинации будет, возможно, в тонкий слой кожи рекомендован для широкого исполь ’ требует большего зования только после проведения широкомасштабных испытаний.

мастерства. В будущем он мог бы способствовать решению двух важных проблем: не хватки вакцины во время эпидемий гриппа и защиты от этого заболева ния пожилого населения. Возможно, Второе исследование возглавил внутрикожные инъекции небольших Роберт Белш (Robert B. Belshe) из доз вакцины смогли бы защитить по Университета в Сент-Луисе. Добро- жилых людей от гриппа лучше, чем Сильно уменьшенная доза вакцины от вольцам (130 человек от 18 до 60 лет и внутримышечные инъекции стан гриппа вызывает у людей иммунитет, 108 человек старше 60 лет) вводили 2/5 дартных доз.

если ее ввести в кожу, а не в мышцу стандартной дозы вакцины. Повышение иммунитета у ста предплечья. К такому выводу пришли Результаты, полученные в младшей риков – это «главная нерешенная авторы двух исследований, результа- возрастной группе, подтвердили вы- проблема, связанная с вакцинацией ты которых опубликованы 25 ноября воды ученых из компании Iomai Corp. от гриппа», считает Грегори Гленн в New England Journal of Medecine. Внутрикожные инъекции малых доз (Gregory M.Glenn) из компании Iomai Хотя новый метод вакцинации вакцины пожилым испытуемым ока- Corp., отмечая, что только у 30–50% пока не полу чил официального зались такими же эффективными, пожилых людей, привитых тради одобрения, он мог бы способствовать как и внутримышечные инъекции, ционным методом, вырабатывается решению проблем, связанных с не- против двух из трех испытанных иммунитет в отношении этой бо хваткой вакцины и формированием штаммов гриппа (в отношении тре- лезни.

Татьяна Панченко сопротивляемости гриппу у пожи- тьего штамма они были менее эф лых людей. фективны).

Введение вакцины в толщу кожи вид требует большего мастерства, чем вн у тримышечна я инъек ция, но МАЛЫЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ в коже содержится множество им мунных клеток, которых почти нет в мышцах.

Первое из упомянутых исследова ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ний провели сотрудники компании Iomai Corp. в г. Гетерсберг. Часть ис- На индонезийском острове Флорес дает, что H. f loresiensis был потом пытуемых-добровольцев (100 муж- были обнаружены останки неиз- ком H. еrectus, а его небольшой рост чин и женщин в возрасте от 18 до вестного ранее вида древнего чело- (около метра) объясняется ограни 40 лет) получила 1/5 стандартной века, жившего 18 тыс. лет назад. Он ченным запасом пищи на острове.

дозы вакцины, введенной в кожу получил название Homo f loresiensis. Ученый предполагает, что 35 тыс.

предплечья. Другой половине испы- Пропорции его тела и мозга со- лет назад, когда в восточной Азии туемых полную дозу вакцины вво- поставимы с размерами взрослых появился H. sapiens, а вблизи острова дили в мышцу. Ученые обнаружили, австралопитеков. Однако другие Ява находились остатки популяции что концентрация антител против черты, например, связанные со спо- H. erectus, какое-то время три чело вируса гриппа в крови испытуемых собом передвижения и пережевыва- веческих вида могли сосуществовать обеих групп была примерно одина- ния, ставят его в ряд с Homo. Питер вместе. Но как они взаимодействова ковой. Иногда она была даже выше Браун (Peter Brown) из Университета ли, остается неизвестным.

Кейт Вонг у испытуемых первой группы. Новой Англии в Австралии утверж 12 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru СОБЫТИЯ, ФАКТЫ, КОММЕНТАРИИ kашалоты О ЧЕМ ГОВОРЯТ БИОЛОГИЯ Кашалоты в поисках пищи исполь- ся в среднем по 9 секунд. Но самым зуют эхолокацию. Звуковые сигналы интересным оказалось то, что поч бывают двух видов: «щелчки» (ко- ти все звуки этого рода издавались роткие звуки продолжительностью в самой глубокой точке погружения, 1–2 секунды) и «скрип» (более про- где кашалоты постоянно перемеща должительный звук, напоминающий лись, и длились до 10 секунд.

Эхолокация помогает жужжание). Проведенные исследования под кашалотам в поисках пищи Ученые давно предполагали, что тверждают гипотезу, согласно ко кашалоты используют оба вида сиг- торой «жужжание» необходимо ка налов для обнаружения кальмаров шалотам, чтобы маневрировать для информации о положении жертвы.

и прочей живности, но увидеть, чем захвата добычи. В этом отношении (Выводы изложены в октябрьском занимаются животные на глубине кашалоты подобны летучим мышам: номере журнала The Proceedings of the 600 м, было не так просто. непрерывная подача сигналов обес- Royal Society.) Влад Софронов С помощью новых приборов печивает постоянное обновление исследователи из шотландского Университета св. Андрея и массачусет микроробот УДЕРЖИТ ского Института океанографии уста новили, что кашалоты «жужжат», когда вплотную приближаются к добыче.

Датчики, укрепленные на теле ИЗДЕЛИЕ НА ПОТОЛКЕ кашалота, зафиксировали глуби ну погружения, звуки и трехмерное изображение перемещений 23 ка шалотов в Средиземном море и Мек РОБОТОТЕХНИКА сиканском заливе. В ходе 103 пог ружений было записано в общей сложности 1670 «скрипов», дливших- В производстве изделий, требующих новлены два ваку умных захватных прецизионной обработки, часто не- устройства.

обходимо их позиционирование по Захватное устройство состоит из самым разным поверхностям – не пневмоприсоски и пневматического только горизонтальным, но и верти- пьезонасоса. Последовательность уп кальным, наклонным или даже по- равляющих напряжений позволяет толочным. Но с помощью существу- деформировать основной пьезокрис ющих систем удавалось сверхточно талл привода (укоротить, удлинить расположить изделия только в гори- или согнуть в двух направлениях).

зонтальной плоскости. С его помощью обеспечивается за В Уфимском гос ударст венном хват рабочей поверхности одним ва авиационном техническом у ни- куумным захватным устройством или верситете создали систему для пе- одновременный захват обоими. В ре ремещения изделий по всем повер- зультате механизм может совершать хностям. Действует она на основе шагоподобное движение и поворачи мобильного ваку умного пьезоэлек- вать подвижную платформу. При этом трического микроробота, совме- микроробот надежно удерживается PETER BROWN (bottom) Потерянное звено: Homo щающего подви ж н у ю платформу на любой – наклонной, вертикальной floresiensis (вверху) был мельче, и привод в виде основного пьезок- или потолочной – поверхности.

чем H. sapiens (внизу). Влад Софронов ристалла, на концах которого уста Новости подготовлены по материалам интернет-изданий: Science News Online, ScienceDaily Magazine, Associated Press, «Нью-Йорк таймс», ИНФОРМНАУКА в мире науkи www.FireWooD.net.ru ЭНЕРГЕТИКА Олег Попель, Ирина Прошкина солнечная РОССИЯ Многие потребители стали Масштабы использования возоб- Технологии использования ВИЭ не использовать новляемых источников энергии ук лонно совершенствуются и ста (ВИЭ), к которым преж де всего новятся все более конк у ренто автономные относятся энергия солнца, ветра, способными и привлекательными.

источники биомассы, малых рек, геотермаль- Повышенный интерес к примене ная энергия, природное и сброс- нию экологически чистых ВИЭ энергии. ное низкопотенциальное тепло, во многих странах связан как растут с каж дым годом. Сегодня с ростом цен на традиционные их доля в мировом энергетичес- энергоносители, так и с угрозой ком балансе составляет около 8%, антропогенного загрязнения окру а к 2010 г., по прогнозам специа- жающей среды, в том числе энер листов, должна возрасти до 12%. гетическими объектами.

Большой оптический телескоп Специальной астрофизической обсерватории РАН, с диаметром монолитного зеркала 6 м, расположенный на высоте 2100 м.

14 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ЭНЕРГЕТИКА В последние годы внимание к но- мышленности на северо-западе Быт ует мнение, что солнечная вым источникам энергии резко России. Создаются ветроэнергети- энергия может эффективно исполь возросло и в России. Несмотря на ческие комплексы на Чукотке, в Ка- зоваться только в южных странах, то что страна обладает колоссаль- линингра дской, Ленингра дской а Россия после распада Советского ными запасами нефти, газа и угля, и других областях страны. Рас- Союза стала считаться северной затраты на их добычу и транспор- ширяе тс я при менение м ини- страной, где солнечного излуче тировку неуклонно растут. Большая и микро-ГЭС в горных районах ния недостаточно и использовать часть территории с населением Алтая, Башкирии, Бурятии, растет его нецелесообразно.

около 20 млн. человек не имеет интерес к системам теплоснабже- Последние исследования и раз централизованных систем элект- ния на базе тепловых насосов. работки специалистов Института ро- и теплоснабжения. В условиях Широкое применение в России высоких температур Российской быстрого роста тарифов (в некото- могла бы найти и солнечная энер- академии наук (ИВТ РАН) доказы рых регионах России за последние 4 года – в 3–5 раз) многие потреби В условиях быстрого роста тарифов тели предпочитают использовать собственные, в том числе нетра многие потребители предпочитают диционные автономные источники энергии. Появляются новые облас использовать собственные, в том числе ти их эффективного практическо нетрадиционные автономные го применения.

К примеру, на Камчатке несколь источники энергии.

ких блоков Верхне-Мутновской и Мутновской геотермальных элек тростанций позволил существенно облегчить положение с энергоснаб- гия. Несмотря на то что в ряде вают несостоятельность такой точ жением полуострова. Причем сле- районов страны (преж де всего ки зрения.

дует отметить, что себестоимость в Краснодарском крае, Дагестане, В Лаборатории возобновляемых электроэнергии ГеоЭС существен- Бурятии) в течение ряда лет успеш- источников энергии и энерго но ниже, чем на дизельных элект- но работают солнечные водонагре- сбережения ИВТ РАН завершена ростанциях. вательные установки, обеспечива- разработка Атласа распределения В настоящее время активно раз- ющие горячей водой некоторые ресурсов солнечной энергии по виваются и внедряются технологии санатории, дома отдыха, больни- территории России, создана кли энергетической переработки отхо- цы и жилые дома, в других регио- матическа я база данных, ори дов деревоперерабатывающей про- нах отношение к ним острожное. ентированная на исследования в мире науkи www.FireWooD.net.ru ЭНЕРГЕТИКА ку максимально). Очевидно, что в сегодняшних границах России наиболее «солнечными» являются не районы Северного Кавказа, как предполагают многие, а регионы Приморья и юга Сибири (от 4,5 до 5,0 кВт. ч/м2 день). Интересно, что Северный Кавказ, включая извест ные российские черноморские курорты (Сочи и др.), по средне годовому поступлению солнечной радиации относятся к той же зоне, что и большая часть Сибири, вклю чая Якутию (4,0–4,5 кВт. ч/м2 день).

Более 60% территории России, в том числе и многие северные районы, характеризуются средне годовым поступлением от 3,5 до 4,5 кВт. ч/м2 день.

Важным фактором, определяю щим экономическ у ю эффектив РАТАН- 600 – радиотелескоп Специальной астрофизической обсерватории ность применени я солнечных Российской академии наук, расположенный в станице Зеленчукская на установок, является продолжитель Кавказе. Название – акроним «Радиоастрономический телескоп Академии ность их использования в течение наук». Телескоп состоит из 900 параболических пластин, образующих круг года. Проблема зак лючается в том, диаметром 600 м. Он может использоваться как целиком, так и по частям – что для высокоширотных районов каждая четверть телескопического зеркала может работать отдельно. различие в поступлении радиации летом и зимой может быть доста точно велико. Так, для террито рий, расположенных за Полярным в области солнечной энергетики. лектора, при котором суммарное кругом, значительная часть зим Наземных станций, на которых поступление энергии солнечного него времени приходится на по проводятся систематические изме- излучения на приемную поверх- лярную ночь. В средней полосе рения потоков солнечного излуче- ность за рассматриваемый период России, в том числе и в Москве, ния на территории России, насчи- работы максимально. Оптимизация поступление энергии солнечного тывается всего около ста, что явно угла позволяет в 1,3–1,5 раза увели- излучения в летний период в пять недостаточно для районирования чить сбор энергии по сравнению раз больше, чем в зимний. В этой всей территории страны. Поэтому с ее поступлением на горизонталь- ситуации возникает вопрос: какие в исследованиях были использо- ную поверхность. водонагревательные установки на ваны так же спутниковые данные Построение карт позволи ло иболее целесообразно предлагать NASA, полученные за 10 лет наблю- системно оценить потенциал сол- потребителям: сезонные, работа дений за радиационным балансом нечной энергии в различных ре- ющие только в теплый период, земной поверхности, в том числе и гионах страны. На изображенной или круглый год? Очевидно, что над территорией России. В резуль- выше карте приведено средне- в последнем сл у чае солнечные тате сотрудниками лаборатории со- годовое распределение ресурсов водонаг ревате льные ус тановк и ставлены карты поступления сол- энергии солнечной радиации, (СВУ ) дол ж ны иметь больш у ю нечной радиации на неподвижные поступающей в среднем за день поверхность солнечных коллек на 1 м 2 площадки южной ориента поверхности, ориентированные торов для сбора менее интенсив различным образом в пространст- ции с оптимальным углом накло- ных потоков радиации. Кроме ве для всех регионов за опреде- на к горизонту (для каждой гео- того, в них должен использовать ленные периоды года. Для эффек- графической точки это свой угол, ся незамерзающий теплоноситель тивного преобразования энергии при котором суммарное за год и, следовательно, дополнительные Солнца важно выбрать оптималь- поступление энергии солнечной теп лообменник и д л я передачи ный угол наклона солнечного кол- радиации на единичную площад- тепла к воде. Очевидно, что такие 16 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru ЭНЕРГЕТИКА агрегаты буду т более дорогими этой территории оказывается при- и бак-аккумулятор емкостью 100 л., и экономически менее привлека- близительно одинаковой. в период с апреля по сентябрь тельными. Как же обеспечить широкое внед- можно полу чать теплую воду (т.е.

Освоение «солнечного» рын- рение солнечных установок на нагрет у ю до температ у ры выше 37о С) не менее чем в 70% дней ка в России должно начинаться российский рынок? Прежде всего прежде всего с простейших СВУ необходимо преодолеть психо- этого периода, а при температ у ре более 45 о С – в течение 50% сезонного действия, которые мо- логический барьер. Нужно более гут найти эффективное примене- активно информировать потен- дней без использовани я како ние не только на юге страны, но циальных пользователей о воз- го-либо резервного нагревателя.

практически на всей территории можностях и особенностях новых Даже в условиях г. Салехарда, рас России. С экономической точки предлагаемых технологий. Крайне положенного на полярном круге, зрения они конкурентоспособны важно создание в регионах сети в летнее время установки могу т обеспечить теплой водой более 60% дней.

Важный фактор экономической В лаборатории разработаны но вые конструкции солнечных кол эффективности применения солнечных лекторов и СВУ из теплостойких установок – продолжительность их и стойких к ультрафиолету пласт масс, позволяющие снизить их сто использования в течение года. имость в 1,5–2 раза по сравнению с водонагревателями из нержаве ющей стали, цветных металлов там, где их можно замещать элек- объектов, наглядно демонстриру- и стекла. Совместно с проектными трическ ими водонагревател ями, ющих энергетические, экономичес- организациями разрабатываются потребляющими дорогую электри- кие и экологические преимущества типовые решения по использова ческую энергию. Их так же мож- использования солнечной энергии. нию солнечных установок различ но использовать на всех объектах Наконец, необходимо предложить ными потребителями. Созданы так с сезонным (летним) потребле- рынку новые эффективные и, что же стенды для теплотехнических нием горячей воды (летние кафе, особенно важно, менее дорогие испытаний и сертификации сол туристические базы, дома отдыха установки нечных коллекторов и солнечных и т.п.). Особо привлекательны уста- Сотрудниками Лаборатории раз- водонагревателей в соответствии новки для большинства россиян, работаны современные методы с национальными и международ имеющих летние дачи и загород- моделирования работы СВУ в ре- ными стандартами ные дома, электроснабжение кото- альных к лиматических условиях, Большое внимание уделяется со рых часто ограничено пропускной на основе которых определена зданию демонстрационных объек способностью местных электри- эффективность их применени я тов в различных регионах стра ческих сетей или вовсе отсутству- в различных регионах России. ны. Одним из таких полигонов для ет. Они имеют хорошие перспек- Показано, например, что в к лима- применения ВИЭ (возобновляемых тивы для применения в сельском тическ их условиях Московского источников энергии) стала в пос хозяйстве, местной промышлен- региона с помощью простейшей ледние годы Специальная астрофи ности, на объектах жилищно-ком- солнечной водонагревательной зическая обсерватория Российской мунального хозяйства. установки, имеющей плоский сол- академии нау к (САО), всемир нечный коллектор площадью 2 м Если взглянуть на карту распре- но известный нау чный центр, деления поступления солнечной радиации на поверхность земли ОБ АВТОРАХ:

по территории России за летний период, то видно, что большинство районов страны вплоть до 65о се- Олег Сергеевич Попель – кандидат технических наук, зав. лабораторией возоб новляемых источников энергии и энергосбережения Института высоких темпе верной широты характеризуются ратур РАН. Научные интересы: теплофизика, преобразование различных видов примерно одинаковыми высокими энергии, нетрадиционные возобновляемые источники энергии, водородная значениями среднедневной ради ации от 4,5 до 5 кВт. ч/м 2 день, энергетика, энергосбережение, экология.


Ирина Павловна Прошкина – специальный корреспондент журнала «В мире и с этой точки зрения энергети науки».

ческая эффективность СВУ на всей в мире науkи www.FireWooD.net.ru ЭНЕРГЕТИКА расположенный в горах Западного циального используется тепло, вы- ской Республики приняло реше Кавказа. Теплоснабжение научно- деляющееся в масляной системе ние о расширении эксперимента го поселка САО с населением 800 подвески многотонной конструк- и оснащении солнечными и дру человек обеспечивается местной ции телескопа. Так же проектиру- гими установками с ВИЭ ряда котельной на дорогом привозном ется ветровая ферма и энергоуста- объектов на территории респуб жидком топливе. Отопление и го- новка на базе микро-ГЭС, которые лики, в том числе центральной рячее водоснабжение нау чных комплексов САО, расположенных Повышенный интерес к применению за пределами поселка, в связи с недопущением загрязнения ат экологически чистых ВИЭ во многих мосферы – электрическое. В рам странах связан как с ростом цен на ках демонстрационного проекта, осуществляемого под научным ру традиционные энергоносители.

ководством лаборатории при фи нансовой поддержке Федерального агентства по науке, в настоящее время проводится реконстру к- предполагается использовать в ка- усадьбы и кордонов Тебердинского ция систем энергоснабжения САО честве дублирующих источников природного биосферного заповед с широким использованием возоб- энергии. Планируется создание ника, горнолыжных и т у ристи новляемых источников энергии когенерационной энергоустанов- ческих центров в Домбае, Архызе и энергосберегающих технологий. ки (мини-ТЭЦ) на базе действу- и др. Начата подготовка Респуб Разработаны и поэтапно вводятся ющей котельной жилого поселка. ликанской программы широкого в строй более десятка солнечных Ожидается, что большинство при- применени я ВИЭ и энергосбе установок различного назначения нятых к реализации технических регающих технологий, котора я (сезонное и круглогодичное горя- решений имеют сроки окупаемо- могла бы стать составной час чее водоснабжение, подогрев воды сти от 1 до 5 лет, что характери- тью Российской программы по в бассейне, отопление ряда поме- зует их как высокоэффективные. использованию возобновл яемых щений). Пущена система теплона- Учитывая положительный опыт источников энергии, запуск ко сосного теплоснабжения здания применения ВИЭ для Специальной торой планируется при у частии Большого оптического телескопа. астрофизической лаборатории, Глобального экологического фон При этом в качестве низкопотен- правительство Карачаево-Черкес- да Всемирного банка в 2005 г.

18 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru вселенная Новые исследования помогают понять динамику развития вращающихся газовых дисков, окружающих молодые звезды и гигантские черные дыры.

www.FireWooD.net.ru Омер Блэйс Так в представлении художника выглядит аккреционный диск, ДИСКОВ окружающий черную дыру в рентгеновской двойной системе.

Мощное притяжение черной дыры срывает газ с соседней звезды – красного гиганта.

Падая по спирали в черную дыру, газ испускает интенсивное рентгеновское излучение, а из внутренней области диска вырываются джеты – быстрые потоки частиц.

www.FireWooD.net.ru АСТРОФИЗИКА В ясную ночь даже невооруженным дыр, массы которых могут доходить К примеру, фигурист на льду начинает глазом можно увидеть Меркурий, до миллиардов масс Солнца. крутиться быстрее, когда прижимает Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. Все Астрономы полагают, что аккреци- руки к телу. Поскольку его момент им они образуют на небе большой круг. онные диски вокруг сверхмассивных пульса должен остаться постоянным, Здесь же лежит эклиптика – годич- черных дыр могут влиять на форми- перемещение массы к оси вращения ный путь Солнца на фоне зодиакаль- рование и эволюцию галактик, а изу- тела компенсируется увеличением ных созвездий. чение их динамики развития вокруг скорости его вращения.

Планеты нашей Солнечной систе- молодых звезд проливает свет на Закон сохранения момента им мы, включая Землю, обращаются вок- раннюю историю нашей Солнечной пульса объясняет, почему диски руг Солнца в определенном направ- системы. Благодаря современному столь распространены во Вселенной.

лении и почти в одной плоскости компьютерному моделированию Рассмотрим облако газа, которое (кроме Плутона). Такая согласован- ученые смогли объяснить турбулен- сжимается под действием собствен ность указывает, что они сформиро- тность аккреционных дисков, кото- ного тяготения. Все во Вселенной так вались из газо-пылевого диска, вра- рая делает их мощными источника- или иначе вращается, поэтому мож щающегося вокруг молодого Солнца. ми энергии. Но другие явления, такие но предположить, что и облако имеет Точно так же и наша Галактика, со- как струи частиц, часто истекающие какой-то момент импульса. Если оно стоящая из многих миллиардов звезд, из них, пока необъяснимы. сжимается, то закон сохранения вы имеет округлую форму. Поскольку нуждает его продолжать движение по Небесная карусель Солнечная система расположена кругу быстрее (см. врез на стр. 23).

внутри этого диска, то нам кажется, Вращение помогает диску проти- Постепенно вращение начинает что Галактика окружает нас в виде востоять притяжению. Представьте уравновешивать силу притяжения, полосы Млечного Пути. себя на быстро крутящейся карусе- от чего вещество перемещается к оси Во Вселенной встречается огромное ли. Если вы не схватились за одну из все медленнее и медленнее. Вдоль оси разнообразие различных по размеру лошадок, то будете падать, двигаясь вращения вещество почти свободно структур в виде круга. (Например, по касательной к кругу. Усилие вашей падает к экваториальной плоскости, Сатурн, имеющий кольца, как и все руки – это как раз та сила, которая т.е. к плоскости, перпендикулярной планеты-гиганты Солнечной систе- помогает вам удержаться. Таким же оси. В результате получается диск, мы.) Протопланетные диски вокруг образом вращение вещества в диске поддерживаемый вращением.

многих молодых звезд похожи на те, противостоит силе притяжения. Ученые полагают, что именно так которые, по всей видимости, сфор- Вращающиеся объекты имеют мо- образуются протопланетные диски мировали нашу Солнечную систему. мент импульса, значение которого вокруг молодых звезд и приблизи В некоторых двойных звездных сис- пропорционально скорости враще- тельно так же формируются газовые темах газ, потерянный одной из звезд, ния объекта и распределению его диски вокруг черных дыр в центрах захватывается притяжением другой, массы вокруг оси: чем дальше она от галактик. Станет ли вся галактика образуя вокруг нее овал. Двигаясь нее, тем больше (при той же скоро- диском, зависит от временного фак в нем по спирали, как в водовороте, газ сти) момент импульса, который для тора. Спиральная галактика возника медленно опускается на поверхность понимания динамики вращающихся ет, если газ сжался во вращающийся звезды. Такие структуры называют систем не менее важен, чем энергии, диск прежде, чем отдельные облака аккреционными дисками. Считается, поскольку обе эти величины сохра- превратились в звезды, которые если что они существуют и в ядрах галак- няются. Момент, как и энергия, не и родились до того, как галактическое тик вокруг сверхмассивных черных может ни появиться, ни исчезнуть. облако сжалось в диск, то в дальней шем сохраняют свои хаотические ор биты вокруг галактического центра, ОБЗОР формируя эллиптическую галактику.

Правда, галактики формируются не АККРЕЦИОННЫЕ ДИСКИ в изоляции. Их взаимные столкнове Газовые диски встречаются во Вселенной вокруг новорожденных звезд, ния и слияния существенно услож DON DIXON (preceding pages) в двойных звездных системах, в центрах галактик. няют картину. По крайней мере, не Чтобы объяснить излучение, идущее от дисков, ученые предположили, что которые эллиптические галактики, вещество в них из-за магнито-ротационной неустойчивости движется тур- а также балджи и гало спиральных булентно. галактик скорее всего являются ре Сейчас исследователи выясняют, как излучение проявляется в аккреци- зультатом таких столкновений.

онных дисках разного типа. Аккреционные диски формируют ся и в двойных звездных системах, 22 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru РОЖДЕНИЕ ДИСКА Закон сохранения момента импульса объясняет, почему диски так рас когда одна из звезд (например, ма пространены во Вселенной. Момент импульса пропорционален скорости ленький и плотный белый карлик) вращения объекта и удалению массы от оси вращения.

своим притяжением оттягивает газ у соседа (обычно у большой и не столь плотной звезды). Похищенный газ обладает значительным момен том импульса, полученным от орби тального движения двух звезд вокруг их общего центра масс. Поэтому газ не может прямо упасть на белый кар лик, а формирует вокруг него диск.

Гравитационное Вспомнив, что год Меркурия коро сжатие че земного (всего 88 суток), мы пой мем, почему вещество внутренних областей диска совершает оборот по орбите за меньшее время, чем вещест- Вращение во внешних. Различие орбитальных периодов приводит к сдвигу: слои Облако межзвездного газа медленно вращается вокруг оси и сжимается вещества на различных расстояниях под действием собственной гравитации. По мере сжатия облака скорость от центра скользят друг относитель движения по кругу увеличивается.

но друга (см. врез на стр. 25). Если веществу в какой-нибудь форме при суще трение, оно будет замедлять быстро вращающиеся внутренние части диска и ускорять его медленно Быстрое сжатие движущиеся внешние области. При этом момент импульса переносится от внутренних областей к внешним.


В результате вещество внутренних областей не может сопротивляться Медленное сжатие гравитации и движется вниз по спи рали к центральной звезде или чер ной дыре.

По мере того как вещество опус кается к внутреннему краю аккре Газ в экваториальной плоскости облака перемещается все медленнее, ционного диска, оно отдает свою поскольку вращение начинает уравновешивать гравитацию.

гравитационную потенциальную энергию, одна часть которой идет на увеличение орбитальной ско рости вещества (чем ниже орбита, тем выше скорость), а другая – за счет трения превращается в тепло.

Поэтому вещество в диске может на греться и превратиться в источник видимого, ультрафиолетового и рен тгеновского излучения. Мощное энерговыделение аккреционных дисков навело астрономов на мысль о существовании черных дыр, кото рые сами по себе не могут испускать ALFRED T. KAMAJIAN свет, но аккреционные диски вокруг Через некоторое время все вещество облака собирается в экватори них способны на это. (Здесь мы не ка альной плоскости, где газ поддерживается вращением – его движение саемся теории Хокинга (S. Hawking), противостоит гравитации.

согласно которой черные дыры в мире науkи www.FireWooD.net.ru ГАЛЕРЕЯ ДИСКОВ И ДЖЕТОВ Астрономы наблюдают диски как вокруг молодых звезд в туманностях на- должны испускать слабое излуче шей собственной Галактики, так и в центрах других галактик, удаленных на ние. Заметить его можно было бы миллионы световых лет. Многие из них по не совсем понятной причине ис- лишь у самых малых из них, но пока пускают джеты частиц. оно нигде во Вселенной не наблюда лось.) Согласно общей теории относи ПРОТОПЛАНЕТНЫЙ ДИСК тельности Эйнштейна, энергия, вы В туманности Ориона, удаленной на 1,5 тыс. деляемая аккреционным диском вок световых лет от Земли, протопланетные диски руг черной дыры, должна составлять окружают звезды, которым всего лишь 1 млн. около 10% от энергии массы покоя ве лет. Диски размером от 20 до 70 млрд. км со- щества (равной массе, умноженной на стоят на 99% из газа и на 1% из пыли. Эволюция квадрат скорости света). Такая чудо каждого из них может привести к рождению вищная величина более чем в 10 раз планетной системы, подобной нашей. превышает энергию, выделяющуюся при термоядерных реакциях. И все же она согласуется с наблюдениями из ДЖЕТ ОТ РОДИВШЕЙСЯ ЗВЕЗДЫ лучения квазаров – очень ярких объ Новорожденная звезда HH-30, расположенная на расстоянии 450 свето- ектов, источниками энергии которых, вых лет от Земли, окружена протопланетным диском, повернутым к нам как полагают, служат аккреционные ребром (слева). Два газовых джета вылетают в противоположных направ- диски вокруг сверхмассивных черных лениях из центра диска со скоростью 960 тыс. км/час. Возможно, магнит- дыр в ядрах молодых галактик. Если ное поле звезды направляет газ. вычислить полную энергию, испус каемую за все время всеми квазарами в некоторой области пространства, то она оказывается близка к 10% энергии массы покоя всех сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых сегодня в той же части.

Космическая турбулентность Какова природа трения внутри ак креционных дисков, приводящего к выделению гигантской энергии?

СПИРАЛЬНАЯ ГАЛАКТИКА Возможно, частицы вещества в диске Галактика NGC 7331, удаленная от сталкиваются и обмениваются энер M. J. MCCAUGHREAN MPIA, C. R. O’DELL Rice University, NASA, ESA (protoplanetary disk);

нас приблизительно на 50 млн. свето- гией и моментом импульса. Такой ме вых лет, – это диск, подобный нашей ханизм работает в кольцах Сатурна:

C. BURROWS STScI, J. HESTER Arizona State University, J. MORSE STScI, NASA (HH-30);

Галактике. Данные космического песчинки, камни, валуны и их состав телескопа Spitzer, наблюдающего ляющие соприкасаются друг с другом, M. REGAN et al. STScI, JPL, CALTECH, NASA (NGC 7331);

STScI, NASA (M87) в инфракрасном диапазоне, указывают энергия переходит в тепло, а момент на присутствие сверхмассивной черной импульса переходит наружу. Кольца дыры в ядре этой галактики. Сатурна в некотором смысле можно считать вязкой жидкостью, в которой ДЖЕТ ОТ АКТИВНОЙ ГАЛАКТИКИ сталкивающимися молекулами ста Активное ядро гигантской эллипти- ли камни! Столкновения заставляют ческой галактики M87, удаленной кольца растягиваться по радиусу, но на 50 млн. световых лет от Земли, спутники Сатурна действуют как ре испускает джет из высокоскорост- зервуары момента импульса и огра ных электронов, протянувшийся на ничивают это растяжение.

6,5 тыс. световых лет от ядра га- К сожалению, подобным образом лактики. Он уносит большую часть невозможно объяснить активность энергии аккреционного диска, вра- других типов аккреционных дис щающегося вокруг сверхмассивной ков. В двойных системах или в цен черной дыры. трах галактик столкновения частиц 24 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru АСТРОФИЗИКА вызвали бы настолько малый при- ционных дисках – турбулентность, совсем верна и вращающиеся систе ток массы к центру, что невозможно ускоряющая поток вещества. Когда по мы типа аккреционных дисков ведут было бы объяснить гигантскую све- трубе движется вода, ее вязкость сни- себя иначе. Исследователи провели тимость дисков. Возможно, поток жает скорость течения у внутренней лабораторные опыты, пытаясь со вещества в них усиливается крупно- стенки трубы. Если же градиент ско- здать турбулентность в потоках, ко масштабными волнами, похожими на рости увеличится, то он в конечном торые напоминают аккреционные спиральные рукава галактик. Так же, счете дестабилизирует поток воды диски, но результаты вновь оказа как звуковые волны переносят в воз- и сделает его бурным и хаотичным. лись спорными. И все же астрофи духе энергию, спиральные волны Поскольку в аккреционных дисках зики уверены, что аккреционные могут переносить в диске энергию потоки вещества обладают разными диски турбулентны. Впервые попыт и момент импульса наружу, облегчая скоростями, в 1970-х гг. астрофизики ку рассчитать структуру турбулен аккрецию вещества. Астрономы на- предположили, что диски могут быть тного диска в 1973 г. предприняли шли свидетельства существования турбулентными. Но когда они попро- российские астрофизики Николай спиральных волн в аккреционных бовали смоделировать это явление, Шакура и Рашид Сюняев. Они смог дисках у некоторых двойных сис- решая уравнения движения жидкости ли построить теоретические модели тем, которые, однако, не настолько на компьютерах, то не обнаружили аккреционных дисков и сравнить их сильны, чтобы обеспечить приток условий для развития турбулентно- с наблюдениями. Ученые показали, вещества, необходимый для возник- сти в аккреционных дисках. что иногда некоторые аккреционные новения наблюдаемого излучения. Возможно, компьютерное модели- диски в двойных звездных системах Многие астрофизики полагают, что рование не было точным или анало- на короткое время увеличивают свою важнейший механизм трения в аккре- гия с потоком жидкости в трубе не светимость (например, карликовая ВРАЩЕНИЕ И ИЗЛУЧЕНИЕ ДИСКОВ Во внутренних областях ак креционного диска веществу требуется меньше времени для оборота по орбите, чем во вне шних (справа). Слои вещества, расположенные ближе к центру, соприкасаются с более отда ленными. В аккреционном диске вокруг звезды или черной дыры крупномасштабные сгустки газа хаотически сталкиваются в турбулентном потоке (внизу).

Момент импульса переносится Перенос Момент наружу, а потерявший враща массы импульса тельную опору газ по спирали движется внутрь (крайний спра Вращательная В результате столкновений ва). Столкновения разогревают скорость угловой момент перемещается вещество, поэтому диск испус во внешнюю область диска, кает много видимого, ультра а газ по спирали устремляется фиолетового и рентгеновского к центральной звезде или излучения.

черной дыре.

Внутренний сгусток Новая орбита внутреннего сгустка Излучение Внешний сгусток Новая орбита внешнего сгустка ALFRED T. KAMAJIAN Сгустки газа сталкиваются друг При столкновении от внутреннего Лишенный энергии, внутренний сгусток с другом, поскольку внутренний сгустка к внешнему передаются опускается на более низкую орбиту сгусток движется быстрее, чем энергия и момент импульса. Нагретый и увеличивает скорость, в то время как внешний. газ испускает излучение. его внешний собрат переходит на более высокую орбиту и замедляется.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ДИСКА Астрофизики полагают, что турбулентность возникает а потом помогает им разойтись. Явление магнито в аккреционных дисках потому, что заряженные ротационной неустойчивости легко объяснить по частицы связаны силовыми линиями магнитного поля. аналогии с двумя частицами, слабо связанными Слабое магнитное поле не удерживает частицы, упругой нитью.

Частица Эластичная опускается нить на более Нить тянет низкую Частица частицу орбиту перемещается назад внутрь Нить тянет Частица частицу Частица поднимается вперед перемещается на более наружу высокую орбиту Пусть две частицы обращаются вокруг Упругая нить пытается свести частицы. Поскольку внутренняя частица теряет Земли. Случайное столкновение Натяжение нити тормозит быструю энергию, она опускается ниже подталкивает одну из них чуть ближе внутреннюю частицу и ускоряет и увеличивает скорость. Внешняя же к планете, ускоряя ее, а другую немного медленную внешнюю. переходит на более высокую орбиту отбрасывает, замедляя ее. и замедляется. Такая неустойчивость порождает турбулентность.

Новая, вспышка аккреционного дис- университета предположили, что рее, чем по внешней. Предположим, ка вокруг белого карлика в двойной если вещество в аккреционном дис- что они связаны цепями. Машины системе), что вызвано неустойчи- ке имеет высокую электропровод- на внутренних дорожках должны востью в диске, которая вынуждает ность и пронизано хотя бы слабым терять момент импульса, поскольку вещество быстрее перемещаться магнитным полем, то это приводит их тянут назад, а у автомобилей на внутрь. к неустойчивости в диске, постоян- внешних он должен увеличиваться, Несмотря на вышеизложенные до- но возбуждающей турбулентность поскольку их тянут вперед. В резуль стижения, модель Шакуры–Сюняева потока. Эффект назвали магнито- тате получается хаос. Так же развива ненамного приблизила нас к сути яв- ротационной неустойчивостью. Она ется турбулентность в аккреционном лений. Расхождение между теорией усиливает перенос момента импульса диске.

и данными наблюдений может воз- и выделение гравитационной энер- Открытие магнито-ротационной никать, если предположение о тур- гии. Считается, что именно он игра- неустойчивости изменило наше булентности диска вообще неверно. ет основную роль в динамике боль- представление об аккреционных С другой стороны, турбулентность, шинства аккреционных дисков. дисках. Похожая ситуация была в на обеспечивая перенос момента им- Магнитные силовые линии в хоро- чале XX в., когда астрономы впервые пульса по диску, могла бы дать подоб- шо проводящей среде перемещаются поняли, что основным источником ные эффекты, но исследователи не вместе с ней: куда движется вещество, энергии звезд служат реакции ядер могут предсказать, какими они будут, туда и поле. Но магнитные силовые ного синтеза. Теперь астрофизики пока не поймут процессов, стоящих линии тоже влияют на среду. Словно нашли механизм, вырабатывающий за ними. резиновые нити, изогнутые силовые еще большую энергию у объектов линии поля оказывают давление на типа квазаров и активных ядер га Астрономические гонки вещество. лактик (которые, как считается, тоже В 1991 г. произошел прорыв в ре- Неустойчивость приводит к тур- питаются веществом, падающим шении проблемы турбулентности. булентности. Представим круговой на сверхмассивные черные дыры).

Стивен Балбюс (S. Balbus) и Джон трек с автомобилями, которые по Сейчас ученые исследуют, как турбу Холей (J. Hawley) из Виргинского внутренней стороне движутся быст- лентность, стимулированная магни то-ротационной неустойчивостью, функционирует в различных си ОБ АВТОРЕ: туациях и может ли она объяснить особенности поведения различных Омер Блэйс (Omer Blaes), профессор физики Калифорнийского университета типов аккреционных дисков.

ALFRED T. KAMAJIAN в Санта-Барбаре, давно изучает динамику аккреционных дисков. Блэйс – теоре- Например, действует ли механизм тик, работающий в области астрофизики высоких энергий. Кроме аккреционных турбулентности в протопланетных дисков в сферу его научных интересов входит физика компактных объектов – чер- дисках, менее компактных, а потому ных дыр, нейтронных звезд и белых карликов. более прохладных, чем диски вокруг 26 в мире науkи январь www.FireWooD.net.ru АСТРОФИЗИКА белых карликов, нейтронных звезд Рентгеновские кванты (отсчеты в секунду) и черных дыр. Протопланетные дис- 40, ки в основном состоят из нейтраль ного газа и пыли и не содержат элек 20, тропроводящей плазмы. Может ли магнитное поле влиять на потоки такого вещества, пока не ясно.

0 1,000 2,000 3, Мы пытались выяснить, как маг Время (секунды) нито-ротационная неустойчивость Странная изменчивость рентгеновского излучения наблюдается у действует в горячих и непрозрачных аккреционных дисков, таких как GRS 1915+105, который окружает черную дыру аккреционных дисках вокруг черных в двойной системе, удаленной примерно на 40 тыс. световых лет от Земли.

дыр, где турбулентность может быть Астрофизики не могут понять причину загадочных колебаний.

сверхзвуковой, порождающей в плаз ме ударные волны, подобно тому, как сверхзвуковой самолет производит акустический удар. В результате мо- скрипки могут рассказать нам о натя- вые фотоны аккреционных дисков гут рождаться фотоны с большой жении и массе ее струн, так и наблю- вокруг белых карликов в активных энергией, которые, вырываясь сквозь даемые частоты колебаний аккре- ядрах галактик или квазарах могут относительно прозрачные области ционного диска способны поведать разгонять ветер от диска.

между ударными волнами, создают о структуре диска и пространстве- Некоторые объекты из числа моло излучение из окрестности черной времени вокруг нейтронной звезды дых звезд или активных ядер галактик дыры, которое и должны заметить или черной дыры. формируют быстрые и узкие потоки астрономы. Несмотря на то что большая часть частиц – джеты, простирающиеся на гравитационной энергии падающе- расстояние в несколько световых лет Колебания и джеты го по спирали вещества в аккреци- у первых и на миллионы световых Многие аккреционные диски, по- онных дисках испускается в виде лет у вторых. Поскольку джеты на та видимому, пронизаны мощными излучения, иногда часть энергии ком большом расстоянии сохраняют турбулентными потоками и поэто- уносится ветром или струей час- вид узкого пучка, то становится яс му демонстрируют сильную пере- тиц – джетом (см. врез на стр. 24). ным, что здесь замешаны магнитные менность излучения. Хаотические Астрономы пытаются понять, как поля. Поскольку сам аккреционный изменения яркости, как это ни пара- генерируются такие потоки и чем диск, по-видимому, намагничен, его доксально, строго упорядочены: на определяется разделение энергии вращение может закручивать маг фоне загадочных мерцаний вновь аккреции на излучательную и ки- нитные силовые линии в спираль, и вновь прослеживается характер- нетическую и каковы механизмы удерживая джет от расширения.

ная последовательность колебаний выброса частиц. Возможно, иногда Еще в 1980-х гг. Роджер Блендфорд ELIZA JEWETT, ADAPTED FROM FIGURE 4D BY BELLONI ET AL. IN A&A, VOL. 355, 271–290;

с определенной частотой (см. рис. отток вещества оказывает решающее (R. Blandford) и Дэвид Пэйн (D. Payne) наверху). Рентгеновский спутник влияние на аккреционный диск, пос- из Калифорнийского технологичес Rossi X-ray Timing Explorer, способный кольку он уносит наружу не только кого института предположили, что регистрировать быстрые изменения массу и энергию, но и существенную вращение диска может способство рентгеновского излучения, может часть момента импульса. вать выбросу вещества наружу вдоль помочь в изучении колебаний в ак- Один из возможных механизмов линий поля, обеспечивая начальное креционных дисках вокруг нейтрон- формирования некоторых типов ускорение и увеличение массы дже ных звезд и черных дыр звездной истечения – давление фотонов, из- та. К сожалению, мы пока не знаем, массы, превышающей массу Солнца лучаемых аккреционным диском. как связать хаотическую магнитную в 4–15 раз. Обладая нулевой массой покоя, они, турбулентность аккреционного по Астрофизики не знают, каковы рассеиваясь в веществе, обменива- тока в диске с гораздо более упоря причины изменчивости и почему ются импульсом с его частицами доченной структурой магнитного частоты колебаний именно тако- и таким образом оказывают на них поля в джете. Изучая магнитную тур вы. Роберт Вагонер (R. Wagoner) из давление. Молодые массивные звез- булентность в различных условиях, Стэнфордского университета пред- ды испускают мощное ультрафиоле- мы стремимся понять суть явлений, положил, что так проявляются дис- товое излучение, которое давит на демонстрируемых спиральными кретные моды колебаний диска, окружающие звезду атомы и ионы дисками. В том числе и аккрецион подобные гармоническим колеба- и уносит их прочь, создавая звездный ный диск, который породил нашу ниям скрипичной струны. Как звуки ветер. Точно так же ультрафиолето- Солнечную систему.

в мире науkи www.FireWooD.net.ru тайна www.FireWooD.net.ru МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Джон Маттик программирования СЛОЖНЫХ ОРГАНИЗМОВ Гипотеза – вещь небезопасная, особен- ющих ядра). Их ДНК почти целиком но в науке. Обычно она возникает как состоит из белок-кодирующих пос наиболее приемлемое объяснение тех ледовательностей, разделенных ко или иных фактов. Однако когда право- роткими сегментами, которые регу мерность гипотезы сразу подтвердить лируют работу примыкающих к ним не удается, она превращается в догму. генов.

А когда данных, не укладывающихся Считалось, что белки отвечают за в ее рамки, становится слишком мно- рег уляцию работы генетического го, гипотеза в конце концов рушится. аппарата и у эукариот (многоклеточ Сегодня мы становимся свидетеля- ных организмов, чьи клетки содержат ми подобного развития событий в об- ядро) – животных, растений и грибов.

ласти биологии, изучающей механиз- Известный французский биохимик мы регуляции работы генов. Согласно Жак Моно так сформулировал гипо центральной догме молекулярной тезу универсальности центральной биологии, господствовавшей более по- догмы: «То, что верно для E.coli, верно лувека, генетическая информация, за- и для слона».

ключенная в ДНК, сначала переводится Но Моно оказался прав лишь отча на язык рибонуклеотидов (ДНК транс- сти. Появляется все больше данных, крибируется в РНК), а затем – амино- что молекулярная биология эукариот кислот (РНК транслируется в белки). не укладывается в рамки догмы. Белки Догма, кратко формулирующаяся как действительно участвуют в регуляции «один ген – один белок», предполага- работы эукариотических генов, но па Долгое время считалось, ет, что гены – это только те сегменты раллельно белковой функциониру что за регуляцию работы ДНК, которые кодируют белки. Как ет другая, менее явная регуляторная генов человека отвечают следствие, считается, что белки поми- система. Основной ее инструмент – исключительно белки. мо структурных и ферментативных особые РНК, действующие непосред Ученые были в этом столь функций выполняют и регуляторные ственно на ДНК, другие РНК и белки.

уверены, что просмотрели обязанности – они отвечают за акти- Возможно, эта РНК-система и отвеча другую регуляторную вацию и экспрессию генов. ет за структурную сложность высших систему, возможно, Все эти положения основываются организмов (в том числе человека), не играющую ключевую роль на результатах экспериментов, про- мыслимую для одноклеточных.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.