Десять инноваций недели, которые вы могли пропустить
Теории черных дыр больше не актуальны
Лаура Мерсини-Хаутон, профессор физики из университета Северной Каролины в Чапел Хилле, вывела математические доказательства тому, что черные дыры не могут возникнуть и существовать в том виде, в котором об этом принято думать. Это заставит ученых пересмотреть все известные версии о строении Вселенной и заново разработать теорию ее происхождения.
Черные дыры - это самые темные и самые плотные космические объекты, гравитационной ловушки которых не могут избежать даже невесомые фотоны света. Влиянием черных дыр ученые объясняют многие явления, которые происходят в центрах массивных галактик, им приписывают самые невероятные свойства. Но теперь вдруг выяснилось, что черных дыр попросту не существует.
Мерсини-Хаутон соглашается с общепризнанным фактом, что когда звезда разрушается под влиянием собственной гравитации, она производит излучение (излучением Хокинга). Однако профессор доказала, что этот процесс приводит к потере звездой своей массы и плотности. В результате умирающая звезда раздувается и взрывается, и формирование черной дыры с горизонтом событий становятся невозможными.
Луна станет детектором космических лучей
Ученые из университета Саутгемптона планируют превратить всю Луну в один гигантский детектор космических лучей. Это позволит выяснить происхождение частиц ультравыскоэнергетических космических лучей (ultra-high-energy, UHE) - самых высокоэнергетических частиц во Вселенной. Появление таких лучей чрезвычайно редкое событие, ученые регистрируют их один раз в столетие. Происхождение UHE- одна из самых больших тайн в астрофизике, никто не знает, откуда они прибывают и каким образом обретают свою огромную энергию.
Джастин Брей, научный сотрудник группы изучения Космического магнетизма (Cosmic Magnetism) университета Саутгемптона, предложил для обнаружения сигналов космических UHE-лучей использовать радиотелескоп Square Kilometer Array (SKA), который в будущем станет самым большим и самым высокочувствительным на Земле (в 10 тысяч раз быстрее и точнее, чем любой современный радиотелескоп). Детектором лучей станет Луна, площадь которой исчисляется миллионами квадратных километров. При столкновении UHE-частиц с атомами вещества поверхности Луны будут возникать короткие и слабые импульсы радиоизлучения, которые сможет поймать SKA. Согласно прогнозам, использование Луны в качестве детектора позволит регистрировать до 165 событий в год. Для сравнения - в настоящее время ученые имеют возможность ежегодно наблюдать не более 15 таких событий.
Зоопарк микробов
В последний день сентября в Амстердаме открылся первый в мире интерактивный зоопарк микробов Micropia. Здесь собраны микроорганизмы, которые составляют две трети всего живого на Земле и кардинально влияют на жизнь нашей планеты. Директор Micropia Хэйг Балян считает, что люди недооценивают важность микробов в повседневной жизни, часто ассоциируя их с болезнями. А ведь они также важны для нашего выживания: в организме взрослого человека содержится около 1,5 килограмма микробов, без которых он бы просто погиб. Микробы уже помогают производить биотопливо, разрабатывать новые виды антибиотиков и повышать урожайность сельскохозяйственных культур. Эксперименты показали их огромный потенциал во всем: начиная с производства электроэнергии и заканчивая лечением рака.
Новый комплекс, строительство которого обошлось в $10 млн евро, расположен рядом с зоопарком Artis Royal Zoo. Это лаборатория с микроскопами, подключенными к огромным телевизионным экранам. Посетители могут наблюдать за разными видами микробов в пробирках и чашках Петри.
3D-микроскоп, разработанный специально для Micropia, позволяет увидеть размножение микробов. Здесь есть и гигантская модель вируса Эбола, который сейчас свирепствует в Западной Африке. Микробный сканер мгновенно показывает микробы на теле посетителя, их количество и расположение. Самые смелые могут поцеловаться и узнать, сколько микробов передается при одном поцелуе.
Космическая молекула раскроет происхождение жизни
На расстоянии в 27 000 световых лет от Солнца, в газовом облаке Стрелец B2, ученые обнаружили необычную молекулу, которая поможет пролить свет на происхождение жизни на Земле. Открытие сделали специалисты из Корнельского университета, Кельнского университета и Института радиоастрономии Университета Макса Планка (Германия) с помощью телескопа ALMA. Результаты исследования астрономы опубликовали в журнале Science.
Находка уникальна тем, что это первое найденное органическое вещество с разветвленным углеродным скелетом. Открытие свидетельствует о том, что биологически важные молекулы, такие, как аминокислоты, которые обычно встречаются в метеоритах, производятся в самом начале процесса звездообразования - еще до того, как сформируются планеты.
"Понимание производства органического материала на ранних стадиях звездообразования имеет решающее значение для обобщения данных о прогрессе от простых молекул к соединениям, потенциально способным повлиять на возникновение жизни", - говорит Арно Беллох, один из руководителей исследования из Института радиоастрономии.
Новая технология невидимости
Специалисты из университета Рочестера для того чтобы скрыть объект из поля зрения использовали четыре линзы с определенной оптической силой и расположили их на строго фиксированном расстоянии друг от друга. Для проверки работоспособности своего маскирующего устройства ученые размещали объекты за линзами на фоне цветной сетки.
В ходе экспериментов наблюдатель менял угол зрения, при этом сетка смещалась из стороны в сторону так, как будто на ее фоне не было скрываемого предмета: линии оставались целыми без разрывов, а размеры фона не искажались.
У многих существующих технологий маскировки есть серьезный недостаток: они скрывают объект, только если наблюдатель стоит строго напротив него. Смена угла зрения тут же выдает его присутствие. Кроме того, многие устройства существенно смещают фон, что также рассекречивает объект. Специалистам из университета Рочестера удалось решить эти проблемы.
Ученые говорят, что их изобретение может найти применение в самых разных сферах. Например, с его помощью хирург во время операций может смотреть сквозь собственные руки. Также подобный оптический прибор пригодится ювелирам и людям, занятым ручной сборкой миниатюрных механизмов. Кроме того, описываемый принцип работы будет использоваться в больших грузовиках, чтобы обеспечить водителям максимальный обзор "сквозь" элементы кабины.
Вооруженные крабы
Инженеры из китайского Наньчинского Университета технологий создали шагающего робота-краба, вооруженного автопушкой. Он имеет примерно 6 метров в длину и 2 метра в ширину, 8 главных ног и две дополнительных задних для стабилизации во время стрельбы. Размеры краба позволяют перевозить его тяжелыми вертолетами вроде Ми-26 и его перспективного преемника - Ми-46.
В текущем концепте дизайна основное оружие краба - это 30-миллиметровая автопушка, которая сейчас используется на китайских бронемашинах ZBD-86, ZDB-03 и ZBL-09. Предположительно, ее можно будет менять на другие оружейные платформы - противотанковые ракеты или гаубицы. Впереди и позади пушки находятся выпуклости, предназначенные для коммуникационного и сенсорного оборудования.
Предполагается, что робот-краб будет поддерживать пехоту в сложной городской или гористой местности, которая недоступна для более тяжелой колесной или гусеничной техники. Устройство управляется человеком-оператором - по крайней мере, на первых порах.
Прогнозы погоды станут максимально точными
Ученые из нескольких национальных лабораторий американского Министерства энергетики разрабатывают компьютерную климатическую модель Accelerated Climate Modeling for Energy (ACME). С ее помощью можно будет максимально точно проводить исследования взаимодействия облачных масс, влияния аэрозолей на изменения климата и многие другие измерения, которые ранее были невозможны.
В настоящее время в мире существует 55 климатических моделей, но каждая из них ориентирована на решение одной определенной задачи, соответственно - не полная. ACME по сложности будет превосходить все существующие модели, взяв от них наилучшие характеристики. Это позволит не только точно прогнозировать погоду и проводить сложные научные исследования, но и рассчитывать в соответствии с изменениями климатических условий перенаправление энергетических потоков.
"С помощью ACME будут отслеживаться движения ледяных пластов ледников и в районах полюсов планеты, мы получим улучшенную модель океана и множества других зон, которые сделают результаты математического моделирования максимально точными", - говорит Алан Бишоп, заместитель директора Научного управления техники и технологий Национальной лаборатории в Лос-Аламосе.
Маглевт прошел испытания
На этой неделе прошли первые испытания японского высокоскоростного поезда на магнитной подушке (маглева) под названием L-Zero. Во время тестов поезд с легкостью разогнался до скорости 500 км/ч на треке длиной 42,8 километра, причем это не предел его возможностей.
Сейчас самый быстрый поезд Японии может достигать скорости 320 км/ч. В ноябре инженеры планируют провести первые тестовые перевозки людей. Поезд будет курсировать между Токио и Нагоя, расстояние между которыми составляет 286 километров, при этом на пути поезда будет еще 4 станции.
Тепло из золота
Ученые Университета Вестерна обнаружили, что крошечная молекула, созданная из 144 атомов золота, может повысить производительность солнечных батарей более чем на 10%. Технология, подробно описанная в журнале Nanoscale, кардинально изменит отрасль солнечной энергетики и еще больше уменьшит зависимость мира от традиционных источников энергии. Атомы золота будут встроены в прототипы солнечных панелей уже через год-два, а телефоны на энергии солнца появятся уже через пять лет.
"Каждый раз, когда вы заряжаете свой мобильный или ноутбук, вам нужно его подключать, - говорит возглавивший разработку Джованни Фанчини из Университета Вестерна. А новая технология позволит заряжать всевозможные гаджеты на ходу. Это не только удобно, но и обеспечивает потенциальную экономию энергии".
То, что крупные наночастицы золота повышают производительность батарей, известно давно, но команде Вестерна удалось добиться результатов со "смехотворно небольшим количеством атомов золота" - в 10 тысяч раз меньше, чем в предыдущих исследованиях. Соответственно, расходы тоже существенно сократились, а значит цена панелей будет невысокой.
Перчатка для реалистичных ощущений
Это первая доступная и недорогая технология, позволяющая физически чувствовать несуществующие объекты. Компания Dextra Robotics работает над прототипом специальной перчатки-экзоскелета Dexmo F2, которая создает определенное сопротивление движениям пальцев человека, если он прикасается к некоему виртуальному предмету.
Специальные приводы крепятся к каждому из пяти пальцев руки, и как только перчатка получает от компьютера сигнал о том, что человек касается какой-либо поверхности, приводы начинают тянуть пальцы в обратную сторону. Dexmo F2 отслеживает мельчайшие движения пальцев в пространстве и координирует их в соответствии с отображением руки человека в виртуальной реальности.
Устройство скоро появится в продаже, его ориентировочная цена - $200, так что оно будет доступно широкому кругу пользователей. Столь низкая стоимость обусловлена использованием недорогих материалов. До того подобные гаджеты предлагались за несколько тысяч долларов. Кроме самих перчаток, компания предлагает разработчикам видеоигр бесплатно скачать SDK, благодаря которому можно интегрировать их продукт в любую из существующих видеоигр и приложений для виртуальной реальности.
