Галактика

Сознание Современного Человека
Текущее время: 17 дек 2018, 07:14

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 28 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Статьи
СообщениеДобавлено: 15 окт 2009, 16:47 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
ЗАГАДКИ ДРЕВНЕЙ АСТРОНОМИИ


В.А. ЮРЕВИЧ кандидат физико-математических наук

Древние жрецы-астрономы Старого и Нового Света иногда достигали очень высоких результатов в определении астрономических величин. Автор выдвигает предположения, каким образом майя могли получить столь точные сведения о длительности года, а в Месопотамии – о лунном синодическом месяце.

На идею этой публикации меня натолкнула одна фраза из статьи К. Рагглеса в книге "Астрономия древних обществ". По его мнению, мы кое-что знаем об астрономических знаниях майя, но почти ничего о том, как были получены с высокой точностью единицы измерения времени. Я задумался: как же древние жрецы-астрономы (и не только майя) могли добиться точности, и ныне поражающей нас. Какими инструментами они пользовались и как наблюдали? Это касается, прежде всего, двух рекордов точности в определении астрономических величин: продолжительность года у древних майя была известна с точностью 1 с, а лунного месяца в Вавилоне – до 0.5 с. Интересно выяснить, в чем заключалась заслуга древних астрономов, возможно, это угаданная точность.

Есть основания полагать, древним астрономам Мезоамерики было известно, что 1508 календарных лет по 365 сут или 29 календарных кругов по 52 года, равны 1507 солнечным годам. Но как они узнали об этих временных интервалах?

Исследователь древнего календаря американский ученый М. Эдмонсон в книге "Мезоамериканские календарные системы" утверждает, что такая зависимость была известна с 433 г. до н.э., то есть до появления цивилизации майя. В тот период уже существовали цивилизации ольмеков и сапотеков, первыми в Америке создавших письменность и календарь. В надписях на каменных стелах майя, где вообще очень много чисел, разделенные интервалами в 1508 и в 3016 лет даты встречаются чаще, чем могло бы ожидаться при простом совпадении. От себя добавлю, что к подобным аргументам я отношусь скептически. Видимо, количество однотипных надписей должно достигнуть критического числа, а в данном случае так и произошло. Длительность солнечного года вычисляется так: 365 х 1508 : 1507 = 365.242203 сут (точность получается прямо-таки поразительная). В настоящее время принято значение 365.242190 сут (Числовые значения астрономических величин взяты из книг П.Г. Куликовского "Справочник любителя астрономии" (М.: 2002) и Ван дер Вардена "Пробуждающаяся наука" (М.: 2005)). Различие длины года между нынешним и древних майя значениями – 1.1 с. Однако длительность года возрастает на 0.53 с в столетие по формуле С. Ньюкома: 365.24219879 – 0.0000000614 (t – 1900). В 500 г. во время расцвета цивилизации майя ошибка составляла 7 с, что тоже совсем неплохо. Думаю, что точная продолжительность года у майя получилась такой хорошей в значительной степени случайно.

Попробуем представить, как майя смогли обнаружить эту зависимость. Известно, что такие солнечные явления, как восход и заход в определенные дни года, издавна были предметом систематических наблюдений у всех древних народов. Индейцы Центральной Америки исключения не составляли. Археоастрономия установила, что в их городах находились гномоны, а в ориентации зданий отмечены солнечные направления. Наблюдая восход и заход Солнца в день, близкий к равноденствию, они легко могли заметить, что уже через год Солнце не взойдет точно на прежнем месте. В Старом Свете это наблюдение и желание согласовать календарь с Солнцем привели к созданию юлианского календаря, ведь при этом ровно через четыре года Солнце возвращалось почти точно на прежнее место. Различие в один день набегало примерно за 130 лет и долгое время никого не беспокоило.

Для наблюдений за Солнцем нужно было визир установить точно на востоке (западе), уметь считать дни, а год должен содержать 365 сут. В равноденствии Солнце не всходит точно на востоке, но небольшое отклонение не помешает. Подобные визиры в столице инков Куско были двойными, их разделяло угловое расстояние, равное видимому диаметру Солнца. Это “принцип биссектора” в астрономии, он применяется во всех угломерных инструментах. Несложно определить день, когда Солнце всходило точно между двумя башнями далекого визира (испанцы сравнивали две границы визира со сторожевыми башнями, а потом их разрушили, считая предметами языческого культа). Предположим, что это произошло в первый год наблюдений либо визир когда-то поставили по восходу Солнца. В таком случае индейцы начинали свой год в день, близкий к равноденствию. Оставалось сосчитать дни и выяснить, когда же Солнце окажется снова точно между визирами. Выяснилось, что никогда. Через 365 сут оно оказывалось между ними, но чуть сдвинутым от прежнего места. После двух-трех лет (то есть интервалов в 365 сут) видимый диск Солнца больше отдалился от проема между визирами, наползая на один из ограничителей. Потом оказалось, что на четвертом году Солнце на день позже снова восходит почти точно между визирами.

Индейцы с научным интересом следили за данным процессом. Возможно, что они даже сознательно поставили задачу: определить, через сколько лет восход Солнца снова будет наблюдаться в том же месте, к исходному Новому году. С этой целью достаточно определить, за сколько дней Солнце сместится на один день по отношению к началу года. Получая 1461 сут за 365 х 4 + 1 сут (соответствует длине года – 365.25 сут). В Старом Свете тоже обнаружили такую же зависимость и создали юлианский календарь. Чтобы уточнить длину года, надо идти дальше, ведь накапливалась небольшая разница, остающаяся после четырехлетнего периода.

Жрецы-астрономы майя продолжали наблюдения. Вероятно, уже через 29 лет они заметили, что Солнце всходит снова между столбами, точнее, через каждое четырехлетие, на сей раз через 7 сут после начала очередного года, содержащего 365 сут. Можно вычислить – один день разницы набегает за 1513 сут, тогда длина года составит 365.24138 сут (различие от длины года в 500 г. – 78 с, что многовато). Еще через 5 лет Солнце снова взойдет между визирами, с опозданием на 8 сут. На сей раз от границ визира смещение будет в другую сторону и существенно меньшее, чем прежде. Итак, имеем другое приближение: 8 сут в 33 года. Один день разницы за 1507 сут (365 х 33 + 8 сут), точнее через 1506.625 сут, но дробей в то время еще не знали. При длине года в 365.24236 сут накапливается ошибка 6.5 с. Искомый результат лежит между 365.24138 и 365.24236 сут, ведь Солнце в этих двух случаях находилось по разные стороны от центра визира. Конечно, вывод был сделан не на основе единичного наблюдения, наверняка понадобилось несколько периодов в 29 и 33 года. Более правильная длина года близка к 365.24236 сут, который использовали при составлении календаря поэт и астроном Омар Хайям, создатель самого точного календаря из когда-либо бывших в употреблении в Старом Свете: восемь високосных годов на протяжении 33 лет.

У обитателей Центральной Америки число 13 считалось счастливым. В их религиозном календаре, содержащем 260 сут, самая излюбленная единица измерений – 13 дней. Почему бы не предположить, что и здесь они хотели получить величину, кратную 13, для столь важного интервала, по их мнению. Тогда майя добавили один день: 13 х 29 х 4 = 52 х 29, вышло близкое к реальности число суток – 1508. К тому же оно делится и на 52 – календарный круг. Древним майя повезло, так как точность этого метода составляет около 7.5 с при шаге отсчетов 1 день. Шаг ошибки невелик, а поправка на магию чисел в данном случае лишь изменила знак ошибки. Получается, после 33 лет наблюдений майя могли принять, что Солнце восходит точно на прежнем месте через 1508 сут. За 1508 лет накопится один год разницы (365 сут).

Аналогичными вычислениями пользовались древние египтяне (Земля и Вселенная, 1998, № 5; 1999, № 2). Свой календарный год в 365 сут (12 месяцев по 30 дней плюс дополнительных 5) они сравнивали не с солнечным годом, а с годом Сириуса - интервалом времени между двумя последовательными гелиакическими восходами Сириуса. Этот интервал на широте Мемфиса почти 3 тыс. лет (4300 – 1300 гг. до н.э.) сохранялся близким к 365.25 сут, тогда 1461 египетский год равнялся 1460 годам Сириуса.

После того как я пришел к выводу, как именно майя могли определить длительность солнечного года, подобную идею высказал М. Эдмонсон. По его мнению, майя нашли даты совпадения начала года с солнцестоянием и соседним равноденствием, определив промежуток между этими явлениями, после того как прошло 377 лет. Считая указанный интервал в четверть года, то год разницы накопится за 1508 лет. Мой вариант представляется предпочтительнее, поскольку дает результат уже через 33 года, обеспечивает возможность повторения наблюдений для контроля результата и не относит начало наблюдений слишком далеко – к IX в. до н.э. (Оставим в стороне вопрос, умели ли майя в то время определять даты солнцестояний и равноденствий.)

Теперь рассмотрим лунные циклы. Майя достаточно хорошо определили длительность лунного синодического месяца (интервал смены фаз Луны, то есть период обращения Луны вокруг Земли). Они не пользовались дробями, а употребляли зависимость вида: 405 месяцев = 11 960 сут. Длительность месяца в этом варианте составляет 29.530864 сут (реально – 29.530589 сут), разница составляет 0.000275 сут, или 24 с.

Надписи с вычислениями промежутков времени встретились в нескольких городах майя. Например, они замечены на одной из стел в Копане (Гондурас). По-видимому, самая древняя запись относится к 692 г. и находится в Паленке. Майя первыми в мире ввели непрерывный счет времени (долгий счет), но не в годах, как у нас, а в сутках. Получается аналог наших юлианских дней, применяемых в астрономии. Существуют разные мнения о дате начала долгого счета майя. В Паленке встречается похожая надпись, сокращенная в пять раз: 81 мес = 2392 сут. Отсюда можно сделать вывод, что майя знали длительность лунного синодического месяца с большой точностью. Такие знания пришли к майя не везде и не сразу, в разных городах и в другое время встречаются несколько иные датировки. Например, 142 месяца = 4193 сут (ошибка – 209 с), 149 месяцев = 4400 сут (ошибка – 33 с), также соответствующее лунному месяцу – 29.53 сут, что совсем неплохо для Америки ранее XII в.

Кроме того, майя знали другую зависимость: 30 сидерических месяцев = 819 сут (ошибка достигает 31 мин). На самом деле этот интервал ближе к 820 сут: 27.32166 х 30 = 819.65 сут. Определить, когда Луна окажется на небе в окружении тех же самых звезд, как и месяц назад, несложно, а достигнуть хорошей точности затруднительно. Ведь путь Луны никогда точно не повторяется. Все же ошибка наблюдений в один день у майя маловероятна. Скорее всего, здесь тоже сыграла свою роль магия чисел. Предположим, число 819 древним жрецам более понравилось из-за совпадения с числом, получаемым при умножении трех примечательных чисел: 7 х 9 х 13 (в мифологии майя 9 – количество подземных сфер, 13 – светлых, надземных сфер). Возможно, число 819 предпочли потому, что при делении на 260 (длительность священного года) оно дает неплохое приближение к числу π: 819 : 260 = 3.15. Это было бы более интересно.

Попробуем понять, как древние астрономы могли определить длительность лунного месяца, ведь относительная точность очень велика. Если считать дни между полнолуниями и потом их усреднять, получим слишком длинный срок, чтобы достичь такой точности. Не говоря уже о продолжительности месяцев, изменяющейся в пределах 12 ч и почти одинаковом виде Луны в течение, по крайней мере, трех ночей вблизи полнолуния. К тому же усреднять результаты в древности еще не умели.

Существуют такие события – лунные затмения, которые легко отмечать в летописях и они происходят почти точно через целое число лунных месяцев. Нужно только установить период затмений, а это можно было сделать и без особых средств наблюдений, достаточно хорошо считать дни, а это майя умели. Так они и нашли период повторяемости затмений (назовем его сарос майя) – 405 месяцев, или 11 960 сут. Такой сарос чаще всего фигурирует в надписях майя. С его помощью мы и вычисляем длительность лунного месяца с ошибкой 24 с. Остается вопрос, нарушающий столь простую картину: почему же встречаются и другие вычисления дат с меньшей точностью?

Дальше астрономы Мезоамерики не продвинулись. Не успели. Зато лучшие календари появились в Старом Свете во времена Вавилона. Считается, что там был известен сарос (период повторяемости затмений) длительностью 18 лет и 10 сут. Через три периода затмения (тройной сарос – 54 года и 1 месяц) повторялись в том же месте земного шара. Тройной сарос по той же методике (669 лунных месяцев = 19756 сут) приводит к ошибке в определении лунного месяца в 4.64 с. Это лишний довод в пользу того, что вавилоняне знали сарос, в чем некоторые историки сомневаются.

Ученые считают, что еще в V в. до н.э. в Вавилоне точность синодического месяца достигала 0.4 с. Таким же календарем пользовался Гиппарх во II в. до н.э. Запись в шестидестиричной системе выглядит так: 29; 31, 50, 8, 20 = 29.530594 (каждое число отделено запятой в 60 раз меньше предыдущей). Надо отметить, что вавилонская система записи чисел выгодно отличается в передаче точных значений измеряемых величин, чем простые дроби майя.

Чтобы полноценно сравнить древние знания, мы должны были бы сопоставить астрономию майя с древневавилонской. Но от последней мало что осталось. К тому же это были в то время лучшие календарные системы. Так что будем говорить об астрономии Междуречья позднеассирийского и персидского периодов. Важно, что по своей идеологии вавилонская сферическая астрономия и астрометрия практически уже не отличались от наших. Там научились уже точно измерять время в течение суток и понимали значение этого фактора для точных астрономических определений. В наблюдениях использовались водяные часы (клепсидры). Единица измерения времени соответствовала смещению Солнца на 1° – около 4 мин. На поздних этапах истории (селевкидский период) совершенствование клепсидры дало возможность отмечать время с точностью до 1/6 от этой единицы измерения времени. Жрецы Вавилона знали о поправке часов и их контролировали, делая отметки прохождений через меридиан определенных ярких звезд, находящихся вблизи эклиптики.

По сохранившимся "дневникам наблюдений" можно судить, что в них фиксировались даты и моменты захода Солнца и Луны в вечер первой видимости Луны, моменты последнего видимого захода Луны перед восходом Солнца и самого этого восхода. В сообщениях о затмениях приводится промежуток времени между затмением и кульминацией ближайших звезд списка. Но один важный факт ухудшал ситуацию: счет дней шел по Солнцу, а интервалы внутри суток измерялись по сидерическому времени. Ведь ход времени у клепсидры контролировался по звездам.

Жрецы-астрономы смогли изучить скорость перемещения Луны среди звезд, выяснить существование драконического и аномалистического месяцев и найти их величины, построить теорию движения Луны по небу. Напомним, что драконический месяц – период между моментами пересечения видимого пути Луны на небе с эклиптикой, то есть с видимым путем Солнца. Затмения могут происходить только тогда, когда оба светила находятся вблизи точек пересечения – узлов лунной орбиты. По древнекитайским представлениям в узлах сидит дракон, который проглатывает Луну в ходе затмения, поэтому и появилось столь образное название для этого периода. Аномалистический месяц – период между прохождениями Луны через перигей, на кратчайшем расстоянии от Земли. Тогда скорость ее движения по небу максимальна. Длительности этих периодов записаны у вавилонян по тому же типу, что у майя: 6695 аномалистических месяцев равно 6247 синодических, 5923 драконических месяца соответствуют 5458 синодическим. Если вычислить длительности двух данных месяцев, приняв синодический месяц за 29.530864 сут, как у вавилонян, то получим 27.554536 и 27.212220 сут соответственно. Это немного отличается от современных значений: 27.554550 и 27.212221 сут (ошибки – 1.2 с и 0 с). Тут у меня явно не хватает фантазии вообразить, как была достигнута подобная точность. Отмечу лишь, что ошибка на единицу в числе аномалистических и драконических месяцев привел бы к ошибке в их длительности 6 – 7 мин. Лишнее указание на странность большой ошибки в длительности сидерического месяца. Что касается синодического месяца, то измерения интервала между крайними затмениями тройного сароса с точностью до 4 мин, а не до 1 сут, уже уменьшают его ошибку почти в 20 раз. Таким образом достигается точность 0.5 с.

Какова была длительность года у вавилонян? Мне пока не встретилась ни одна формула, где этот отрезок времени выражался в сутках – только в лунных месяцах. Если привести самое точное значение, то это 12; 22, 7, 52 = 12.368852 месяца, или 365.2595 сут, остальные не очень отличаются. Непонятна причина, почему ошибка получается существенная (около 25 мин), так как дробная часть близка к дробной части звездного года. Подобных выводов следовало ожидать, поскольку вавилоняне измеряли доли суток звездным временем.

Итак, похоже, с самыми простыми средствами можно достичь "астрономической точности". Нужны лишь желание и терпение.

Источник: "Земля и Вселенная", 2008, №4
http://www.inauka.ru/astronomy/article96122.html" target="_blank


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 02 ноя 2009, 14:09 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
КОСМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ТЕРМОЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ

И.В. ЧЕЛОВЕКОВ кандидат физико-математических наук, ИКИ РАН


Вложение:
Рис.1.jpg
Рис.1.jpg [ 96.19 Кб | Просмотров: 319 ]


Возможности международной космической обсерватории «Интеграл» (ESA; Земля и Вселенная, 2003, № 2), работающей в жестком рентгеновском и гамма-диапазоне, позволяют обнаруживать новые рентгеновские барстеры – нейтронные звезды, входящие в состав двойных систем и на поверхности которых периодически происходят термоядерные взрывы. Такие системы служат удобными «лабораториями» по изучению поведения вещества в условиях сильной гравитации и высоких давлений и температур. К 2008 г. обсерватория «Интеграл» зарегистрировала десятки гамма-всплесков и открыла несколько рентгеновских барстеров. На основе ее данных создан каталог источников всплесков рентгеновского излучения I рода.

Природа двойных систем

Еще в 1930-х гг. было предсказано существование нейтронных звезд, то есть звезд, основную часть вещества которых составляют нейтроны. На начальной стадии своего существования все звезды содержат большое количество водорода. За счет гравитационного сжатия звезды температура и плотность в ее недрах возрастают до значений, достаточных для протекания термоядерного горения водорода. Возникающее при этом давление излучения останавливает дальнейшее гравитационное сжатие звезды. На данной стадии, на которой сейчас находится, например, Солнце, водорода еще много – он составляет почти три четверти массы нашей звезды. Однако со временем весь водород выгорает и превращается в гелий. Реакции термоядерного синтеза могут идти и далее вплоть до железа, выделяя при этом энергию, необходимую для сдерживания гравитационного сжатия. Когда все термоядерное топливо сгорает и давление гравитационного сжатия сдерживать уже нечем, происходит гравитационный коллапс – быстрое сжатие звезды, при котором ее радиус уменьшается в сотни и тысячи раз. В зависимости от своей начальной массы звезда может превратиться в белый карлик, нейтронную звезду (ее гравитационное сжатие будет остановлено давлением вырожденных фермионов – электронов или нейтронов) или в черную дыру, которая звездой в привычном для нас смысле уже не является.

Нейтронные звезды с их необычными свойствами представляют интерес для астрофизиков. Их масса близка к массе Солнца, но радиус составляет лишь около 10 км (для сравнения: радиус Солнца – 7 х 105 км). Таким образом, плотность вещества нейтронной звезды близка к плотности атомного ядра. Земля, сжатая до такой плотности, уменьшилась бы до размера спичечного коробка. Гравитационное поле на поверхности такой звезды оказывается в сотни миллиардов раз сильнее, чем на поверхности Земли. Чтобы исследовать процессы, происходящие вблизи поверхности нейтронных звезд, необходима уникальная лаборатория, которую нельзя создать на Земле. В ней можно исследовать, например, эффекты теории относительности, поведение вещества в условиях высоких плотностей материи и энергии.

Вложение:
Рис.2.jpg
Рис.2.jpg [ 33.85 Кб | Просмотров: 352 ]


Вероятно, так выглядит двойная система, в которой крохотная, но очень плотная нейтронная звезда (слева) перетягивает вещество с гигантской звезды-компаньона, образуя вокруг себя аккреционный диск (рисунок: NASA)

В соответствии с современными представлениями, большинство ярких компактных источников рентгеновского излучения в нашей Галактике – это двойные системы, состоящие из нормальной звезды и компактного объекта – нейтронной звезды или черной дыры. Во многих из этих систем происходит процесс аккреции – перетекание вещества с обычной звезды на компактный объект. В результате вокруг компактного объекта возникает аккреционный диск. Если компактным объектом в системе является нейтронная звезда со слабым магнитным полем (менее 109 Гс; например, пульсары обладают сильным полем – 1012 Гс и более), то аккрецируемое вещество скапливается на ее поверхности и формирует пласт, температура и плотность в основании которого достаточны для термоядерной детонации вещества. При определенных условиях термоядерное горение становится неустойчивым, что приводит к взрывному выделению энергии, которое мы наблюдаем в виде рентгеновского всплеска I рода. Светимость системы в спокойном состоянии, составляющая 1036 – 1037 эрг/с, в момент такого всплеска может возрастать на два-три порядка, и даже достигать критического (эддингтоновского) уровня. Давление излучения, возникающего при выпадении вещества на поверхность нейтронной звезды, в этом случае сможет компенсировать давление, оказываемое на аккрецируемое вещество силой притяжения к нейтронной звезде. В рентгеновском диапазоне наблюдаются солнечные вспышки, космические гамма-всплески и активность источников повторных всплесков (магнетаров). Регистрируются также отдельные события, связанные с нестационарностью аккреции в двойных системах, относящихся к всплескам II рода. Они возникают в маломассивных рентгеновских двойных и в массивных системах с аккрецией из неоднородного звездного ветра звезды-спутника. По сравнению с ними рентгеновские всплески I рода и их источники представляют особый интерес для исследования в связи с их очень специфичными свойствами. Они несут информацию о процессах, происходящих у самой поверхности нейтронной звезды в условиях действия сверхсильных гравитационного поля и давления, сверхвысоких температур и релятивистских скоростей. Получение информации о таких всплесках, наряду с регистрацией когерентных пульсаций, служит одним из важнейших и самых надежных критериев идентификации природы компактного объекта (нейтронной звезды) в рентгеновских двойных системах. Часто всплески наблюдаются от слабых рентгеновских или транзиентных источников во время их низкого состояния. Поток постоянного рентгеновского излучения от них находится ниже уровня уверенной регистрации современными широкоугольными рентгеновскими приборами. Такие источники могут быть обнаружены лишь во время всплесков, когда их рентгеновская светимость на короткое время возрастает в десятки и сотни раз. Барстеры (источники рентгеновских всплесков I рода) иногда открывают случайно во время длительных наблюдений или обзоров, проводимых сверхчувствительными зеркальными рентгеновскими телескопами. Однако распознать их природу в этом случае намного сложнее.

Гамма-обсерватория «Интеграл»

Вложение:
Рис.а.jpg
Рис.а.jpg [ 461.05 Кб | Просмотров: 342 ]


Расположение научных приборов и систем на международной астрофизической орбитальной обсерватории «Интеграл» (рисунок: ESA)

Мы расскажем о поиске новых рентгеновских барстеров по данным телескопа IBIS космической обсерватории «Интеграл». Международная астрофизическая гамма-обсерватория «Интеграл» («INTEGRAL» – INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) была выведена 17 октября 2002 г. на высокоапогейную орбиту (высота 152 490 км и период обращения 66 ч 19 мин), на которой работает до сих пор. Столь вытянутая орбита и большая высота перигея позволяют проводить практически непрерывные наблюдения со спутника (85% времени) в условиях постоянного фона вне радиационных поясов Земли. Эта обсерватория предназначена для решения задач ядерной астрофизики и исследования широкополосных спектров черных дыр и нейтронных звезд в рентгеновском и гамма-диапазоне. Помимо прочих научных приборов, она оснащена двумя уникальными широкоугольными телескопами. Напомним, что в состав научной аппаратуры обсерватории входят рентгеновский и гамма-телескоп IBIS (диапазон 15 кэВ – 10 МэВ), гамма-спектрометр SPI (20 кэВ – 8 МэВ), рентгеновский телескоп JEM-X (3 – 35 кэВ) и оптический монитор OMC (500 – 850 нм). Приборы позволяют за несколько часов одновременно наблюдать области неба площадью около тысячи квадратных градусов с чувствительностью лучше 1 мКраб (единица измерения в виде постоянного потока излучения от Крабовидной туманности, принятая за 1 Краб) и угловым разрешением, достигающим нескольких минут дуги. Значительная часть времени посвящена непрерывным наблюдениям области галактического центра и галактической плоскости, где сосредоточена основная масса старых звезд Галактики, поэтому «Интеграл» как нельзя лучше подходит для решения подобной поисковой задачи.

Телескоп IBIS космической обсерватории «Интеграл» предназначен для наблюдения всех известных классов источников гамма-излучения от самых компактных галактических до внегалактических объектов. Прибор обладает широкими возможностями в построении изображений участков неба, попадающих в его поле зрения, а также высокой спектральной чувствительностью как в узких линиях, так и в континууме.

IBIS представляет собой детектор гамма-лучей, который при помощи кодирующей маски может строить изображения участков неба в поле зрения прибора с высоким разрешением. Кодирующая маска сделана из прозрачных и матовых элементов, расположенных в определенной последовательности. За кодирующей маской находятся два слоя различных работающих одновременно детекторов. Детекторы IBIS содержат большое число маленьких полностью независимых чувствительных элементов. Верхний слой ISGRI состоит из 128 х 128 твердотельных полупроводниковых кадмиево-теллуриевых (CdTe) детекторов, нижний PICsIT – из сцинтилляционных кристаллов цезий-йод (CsI). В случае использования обоих слоев определяются трехмерные траектории фотонов, что позволяет с хорошей степенью точности отфильтровать и отбросить те фотоны, которые не связаны с излучением исследуемых источников в поле зрения прибора, и тем самым улучшить соотношение полезного и шумового сигнала (S/N). Гамма-излучение от точечного источника проецируют узор маски на матрицу детекторов таким образом, что расположение узора в плоскости матрицы определяет направление на источник. В случае множественных или протяженных источников изображение наблюдаемого сегмента неба можно получить, наложив друг на друга узоры матрицы в плоскости детекторов. Разрешение изображения улучшается по мере увеличения расстояния между маской и детекторами, а также при уменьшении размеров элементов маски и детектора.

Карта полной экспозиции наведений телескопа IBIS (область полного кодирования) за первые 600 орбитальных циклов (~5 лет) работы обсерватории «Интеграл». Цветовая шкала показывает экспозицию наблюдений. Из рисунка видно, что особое внимание в программе наблюдений обсерватории «Интеграл» уделяется исследованию галактической плоскости, особенно центра Галактики (Н. Мовлави и М. Тюрлер, ISDC)

Вложение:
Рис.в.jpg
Рис.в.jpg [ 602.89 Кб | Просмотров: 346 ]


Кодирующая апертура оптимизирована для получения изображений с высоким угловым разрешением и способна локализовать слабые источники с точностью до 12'. Угловое разрешение телескопа определяется в основном пространственным разрешением массива детекторов, так как дифракцией в этом диапазоне длин волн можно пренебречь. В жестком рентгеновском диапазоне апертура детектора ограничена пассивной защитой, закрывающей весь объем от детекторных пластин до кодирующей маски. Активная система защиты, собранная на основе BGO сцинтилляторов, закрывает детекторы снизу и пространство между детекторами с четырех сторон.

В своих исследованиях мы рассматривали источники излучения, зарегистрированные только детекторным слоем ISGRI телескопа IBIS.

Наблюдения и методы обработки данных

Анализ информации, полученной телескопом IBIS, основывается на стандартном пакете программ научной обработки данных обсерватории «Интеграл». Этот пакет позволяет восстанавливать изображение неба в поле зрения телескопа и идентифицировать источники рентгеновского и гамма-излучения. Как уже говорилось, во время всплеска I рода поток энергии излучения от рентгеновского барстера возрастает на два-три порядка и находится выше уровня потока постоянного излучения на протяжении периода длительностью от нескольких секунд до нескольких десятков минут. Поэтому для обнаружения таких всплесков достаточно построить изображения в поле зрения телескопа за весь период его работы с временным шагом, скажем, в 5 с, и сравнить статистические значимости детектирования каждого из наблюдаемых источников на этих изображениях. Построение одного изображения на современном персональном компьютере (процессор Pentium IV 2.4 ГГц, оперативная память 2 Гб) занимает около 2 мин, то есть для обработки данных одного года наблюдений потребуется более 20 лет!

Вложение:
Рис.3.jpg
Рис.3.jpg [ 50.71 Кб | Просмотров: 331 ]


Временной профиль рентгеновского всплеска, зарегистрированного 27 сентября 2003 г. от источника 4U 1608-522, находящегося в созвездии Наугольника на расстоянии 11740 св. лет от нас. Начало отсчета соответствует времени 5 ч 09 мин 22 с по Гринвичу, кривая линия – средняя скорость счета за весь сеанс наблюдений (увеличивается в момент регистрации всплеска и через 12 с возвращается на прежний уровень). Профиль приведен в энергетическом диапазоне 15 – 25 кэВ

Несомненно, если имеется несколько сотен подобных ПК можно решить эту задачу и за один месяц, но намного выгоднее применить метод, позволяющий быстро и эффективно сократить машинное время в сотни раз. Подобный метод мы и применили. Для этого были построены зависимости скорости фотонов детектором ISGRI от времени (кривые блеска) с временны'м шагом (бином) 1, 5 и 10 с за первые полтора года наблюдений обсерватории «Интеграл». Причем учитывались все фотоны вне зависимости от направления их прихода. Необходимую работу мы сделали менее чем за неделю. Отметим, что достоверное выделение фотонов, пришедших от каждого из наблюдаемых источников, занимает бóльшую часть времени при построении изображений. Обычно скорость счета фотонов в данный момент времени может лишь незначительно (в силу статистических флуктуаций) отличаться от своего среднего значения по данному наведению телескопа. Всплеск от одного из источников, находящихся в поле зрения телескопа, обязательно отразится на кривой блеска. Достаточно построить изображения лишь во время всплеска и непосредственно перед ним, сравнив яркость обнаруженных на этих двух изображениях источников, чтобы выяснить, в каком источнике произошел всплеск жесткого рентгеновского излучения.

Так были получены записи скорости счета в диапазоне энергии 15 – 25 кэВ для 13777 наведений обсерватории «Интеграл» с 10 февраля 2003 г. по 2 июля 2004 г. Длительность отдельного наведения доходила до 70 – 80 мин, суммарная экспозиция всех использованных наблюдений составила 390 сут. Нами создана карта распределения времени наблюдения телескопа IBIS в данный период. Для всех зарегистрированных всплесков были восстановлены изображения участка неба в поле зрения IBIS, накопленные с одинаковой экспозицией в момент всплеска и непосредственно перед ним. Проанализировав результаты, мы выявили источники всплесков.

Весь комплекс процедур похож систему автоматического поиска гамма-всплесков IBAS (Integral Bars Allerd System – система распространения сообщений о всплесках излучений, зарегистрированных обсерваторией «Интеграл»), попавших в поле зрения телескопа IBIS/ISGRI. Отличия состоят в том, что в системе IBAS используется более жесткий и широкий диапазон энергий; в 2003 – 2004 гг. игнорировались события, не относящиеся к гамма-всплескам; алгоритмы и программы разрабатывались для оперативной автоматической работы с телеметрическими данными.

Что же мы узнали?

Проведенный анализ временны'х записей скорости счета фотонов детектором IBIS/ISGRI привел к обнаружению нескольких тысяч всплесков, источники 115 из них были также выявлены на изображениях области неба в поле зрения телескопа. Часть этих событий была вызвана космическими гамма-всплесками. Остальные, за одним исключением, удалось связать с известными постоянными источниками рентгеновского излучения. Один из всплесков мы отождествили с ранее неизвестным рентгеновским барстером IGR J17364-2711.

Итак, был открыт новый рентгеновский барстер. Много это или мало? Область неба размером 8° х 8°, в котором был обнаружен новый барстер, содержит до 80% звезд галактического балджа (4 х 109 МΘ), не считая обычных звезд (3 х 109 МΘ) и других компонент Галактики. Оценки показывают, что промежуток времени между последующими всплесками (период рекуррентности) для данного барстера должен составлять около 20 лет. Регистрация лишь одного всплеска за 3.4 Мс наблюдений означает, что в данной области Галактики может находиться не более 180 подобных систем. Это число сопоставимо с числом постоянных и транзиентных рентгеновских источников, известных в этом поле неба.

Еще один важный результат наших исследований – создание каталога всплесков, зарегистрированных от ранее известных рентгеновских барстеров. Мы пришли к важному заключению: более 50% из обнаруженных всплесков пришло от известного рентгеновского барстера GX 354-0 – маломассивной двойной системы, находящийся в созвездии Скорпиона на расстоянии 14 700 св. лет от нас. Дело в том, что основная энергия при всплеске I рода уносится излучением в диапазоне до 10 – 15 кэВ, а регистрация всплеска в области 15 – 25 кэВ – это скорее исключение, чем правило. Поэтому регистрация такого большого числа всплесков от GX 354-0 в жестком диапазоне энергии свидетельствует об уникальной особенности этой системы. Такой результат нельзя объяснить эффектом селекции, так как многие другие известные барстеры находились в поле зрения обсерватории даже дольше, чем GX 354-0. Наличие столь большого числа всплесков от GX 354-0 позволило статистически исследовать их свойства и определить, что длительность большинства всплесков, происходящих в этой системе составляет 5 – 7 с. Среднее значение периода рекуррентности всплесков для нее близко к 7 ч. Удалось доказать, что существует прямая зависимость между суммарной энергией, выделившейся в течение всплеска и временем, прошедшим с момента предыдущего всплеска. Мы оценили среднее значение потока энергии излучения от системы в спокойном состоянии – 19 мКраб. Обнаружена линейная зависимость суммарной энергии, выделившейся во время всплеска, от его длительности для слабых и ярких всплесков.

Регистрация всплесков I рода позволяет обнаруживать слабые и транзиентные источники рентгеновского излучения, которые нельзя наблюдать обычными телескопами в спокойном состоянии, и это становится возможным лишь во время всплеска. Преимущество «Интеграла» перед другими космическими обсерваториями заключается в огромном поле зрения – он способен искать скрытые источники одновременно на большом участке неба.

При наблюдении неба в рентгеновском диапазоне можно открывать новые и исследовать уже известные аккрецирующие нейтронные звезды в двойных звездных системах. Накопленная и систематизированная информация о каждой из таких систем позволяет использовать их в качестве своеобразных «лабораторий» для создания и проверки теорий о поведении вещества в условиях сверхсильных гравитационных полей и сверхвысоких плотностей. В результате таких исследований мы приоткрываем еще одну завесу, скрывающую многочисленные тайны нашей Вселенной.

Источник: "Земля и Вселенная", 2008, №5

http://www.inauka.ru/astronomy/article96605.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 05 ноя 2009, 04:34 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 май 2009, 00:24
Сообщения: 14637
ИНФОРМОХРАНИЛИЩА

Главное богатство человечества — информация, накопленная за его многотысячелетнюю историю. Статья посвящена тому, как люди научились хранить информацию, чтобы передавать её следующим поколениям, как они делали это раньше и как теперь. Подробно рассмотрены такие носители данных, как лазерные диски и флэш-карты.

Когда заносите что-либо в память, не забудьте, куда вы это занесли.
Компьютерная аксиома Бейзера (из Полного собрания законов Мэрфи)

ИЕРОГЛИФЫ И БУКВЫ

Информацию об окружающем мире люди и животные получают с помощью органов чувств. Сигналы от них поступают в мозг и хранятся там зачастую до тех пор, пока жив его обладатель. Большая часть этой информации никогда не используется, хотя о ней можно вспомнить, раздражая отдельные участки мозга. Обрабатывая и систематизируя её, люди и животные совершают все свои поступки. Набор информации у каждой особи индивидуален, но есть и много общего. Малыш, уколовшись иголкой и поплакав, впоследствии будет вести себя с острыми предметами осторожно.

Совсем не обязательно узнавать об опасностях только через личный опыт. В животном мире о них предупреждают тревожным звуком. И это один из способов обмена информацией, который позволяет эффективно выживать в дикой природе. Человечество пошло значительно дальше и создало развитую систему речи. Чем больше слов появлялось в обиходе древнего человека, тем больше опыта он мог передавать своим потомкам, обеспечивая их выживание.

Поначалу, скорее всего, каждое слово соответствовало конкретному объекту, а позже словами стали обозначать и абстрактные понятия. Для наглядности древние люди использовали также жесты и примитивные рисунки на песке, а порою на скалах. Постепенно изображения стали схематичными — так появились иероглифы, каждый из которых соответствовал слову.

Были и другие способы передачи информации. В Южной Америке за 1500 лет до н. э. существовало узелковое письмо: на палку или толстую шерстяную нить подвешивались разноцветные тонкие шнурки с простыми или сложными узелками. Такие послания назывались кипу, и для их расшифровки в наши дни приходится использовать компьютеры.

Иероглифами писали древние египтяне и шумеры с IV тысячелетия до н. э. Сейчас подобная письменность распространена в странах Дальнего Востока. Число иероглифов, например, в китайском языке составляет несколько десятков тысяч.

В античных странах Средиземноморья письменность развивалась по-другому — там письменные знаки (буквы) соответствовали не словам, а звукам. Из нескольких букв составлялось слово. При таком подходе число букв, в отличие от множества иероглифов, не превышало нескольких десятков.

Передача информации письменным способом долгое время оставалась уделом избранных. Изобретение бумаги и, главное, книгопечатания не только расширило круг лиц, допущенных к знаниям, но и увеличило словарный запас людей. Информацию, которой владело человечество, держать в головах было уже невозможно. Отныне её можно было хранить в книгах, и люди учились пользоваться ими для поиска ответов на свои вопросы. К слову, не всякая информация является знанием: в различных сказаниях и легендах содержится информация, а вот знания, скорее, можно почерпнуть из учебников.

НАЧАЛО КОМПЬЮТЕРНОЙ ЭПОХИ: ОТ ПЕРФОКАРТ ДО ДИСКЕТ

В компьютерных технологиях для букв, цифр, знаков препинания и других печатных символов используют последовательность из восьми нолей и единичек — байт. На одной странице книги размещается около 3500 символов, образующих примерно 400 слов. Таким образом, книга объёмом 300 страниц содержит приблизительно миллион знаков, то есть чуть меньше мегабайта (1 048 576 байт). В Российской государственной библиотеке, где хранится около 20 млн томов, содержится приблизительно 20 терабайт данных (один терабайт равен 1024 гигабайтам, или 240 байт). (Реальный объём информации, конечно, намного больше — ведь в книгах есть множество иллюстраций, которые требуют гораздо большего объёма памяти, нежели буквы.)

В первых электронно-вычислительных машинах (ЭВМ) для обмена данными тоже использовались бумажные носители — перфокарты и перфоленты. На перфокарте можно было «набить» не более 80 символов, плотность записи на перфоленте тоже не была высокой.

Более перспективным оказался другой способ общения с ЭВМ, основанный на магнитной записи, давно уже применявшейся для хранения звуков. На ленту, покрытую ферромагнитным материалом, записывали последовательности импульсов. Наличие импульса считалось единицей, а его отсутствие — нулём.

Позже ферромагнитный слой стали наносить на алюминиевые диски — прообразы современных жёстких дисков. С уменьшением размеров компьютеров начали применять дискеты — круглые пластмассовые пластинки, «упакованные» для сохранности в плоский корпус. Их размеры постепенно уменьшались, а объём записываемой информации, напротив, увеличивался: На 8-дюймовой дискете можно было записать до 256 килобайт информации, на дискетах 5,25 дюйма — до 1,2 мегабайта, а на самых маленьких 3,5-дюймовых — 1,44 мегабайта.

ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ В РОЛИ ГРАММОФОННОЙ ИГЛЫ

В середине 60-х годов ХХ века американский изобретатель Джеймс Расселл, большой любитель классической музыки, недовольный тем, что звуковая дорожка на виниловых пластинках со временем разрушается и качество воспроизведения ухудшается, придумал способ записывать и считывать звуковой сигнал с помощью луча лазера. В 1970 году он запатентовал прообраз современных компакт-дисков.

В 1971 году Дж. Расселл оказался в корпорации «Optical Recording», где начал работать над проблемой записи на диски телевизионных программ, чтобы потом распространять их по почте. В 1974 году эта компания представила первое устройство для записи и воспроизведения таких дисков, но оно не привлекло внимания. Впрочем, в 1975 году с устройством познакомились представители концерна «Philips». И хотя они невысоко оценили увиденное, вскоре в корпорации были созданы диски, очень похожие на то, что было у Дж. Расселла.

В 1980 году компании «Phillips» и «SONY» приступили к массовому изготовлению лазерных дисков для записи звука. Они совместно разработали стандарт CD-DA (Compact Disk Digital Audio, то есть «компакт-диск с цифровым звуком»). Позже, в 1992 году, обеим компаниям пришлось заплатить около 30 млн долларов за выкуп лицензии, так как решением суда исключительные права на технологию CD были закреплены за «Optical Recording». Сам Рассел ничего не получил, ведь он создавал своё изобретение, будучи сотрудником компании, а значит, всеми правами на интеллектуальную собственность владела «Optical Recording».

На первых лазерных дисках диаметром 115 мм можно было записать программу продолжительностью 68 минут. Позже, по слухам, Норио Ога, вице-президент «SONY», предложил увеличить диаметр диска до 120 мм, чтобы на нём разместить запись длиной в 74 минуты 33 секунды — именно столько времени исполняет 9-ю симфонию Бетховена, одно из самых продолжительных классических произведений, оркестр под управлением Сейджи Озава.

Чтобы оцифровать звуковой сигнал, в соответствии с теоремой Котельникова — Найквиста необходимо периодически производить измерения его амплитуды, причём число отсчётов в единицу времени должно по крайней мере в два раза превышать частоту верхней гармоники сигнала (см. «Наука и жизнь № 5, 2004 г.).

Максимальная частота, воспринимаемая среднестатистическим человеком, равна 20 кГц, а потому частоту дискретизации, или, как её ещё называют, частоту сэмплирования, устанавливают с некоторым запасом: 44,1 кГц.

Для характеристики скорости потока записываемой информации используют величину, называемую битрейтом (от англ. Bit Rate). Музыкальные произведения записываются на CD с постоянным битрейтом 1407 килобит в секунду. Несложный расчёт показывает, что ёмкость диска составляет около 700 Мбайт.

Лазерный диск сделан из алюминия, тонкий слой которого защищён покрытием из прозрачного поликарбонатного пластика. Алюминиевая поверхность покрыта огромным количеством микроскопических углублений вдоль дорожки шириной 0,5 мкм и шагом 1,6 мкм. Сфокусированный луч лазера падает на поверхность вращающегося диска и отражается от неё. Отражение от поверхности углубления (pit) и от основной поверхности (land) происходит по-разному, что и фиксируется фотоэлементом.

Компакт-диски получают штамповкой по матрице, изготовленной на высокоточном оборудовании.

Дорожка диска движется относительно считывающей головки с постоянной скоростью примерно 1,15 м/с. Чтобы обеспечить её, система стабилизации регулирует частоту вращения диска от 500 об/мин при чтении внутренних дорожек до 200 об/мин при чтении внешних.

ЗАПИШИ САМ

В 1988 году были выпущены первые CD-R (CD-Recordable, то есть компакт-диск записываемый), на которых можно было сделать запись в одном экземпляре. В таких заготовках, или «болванках», отражающий слой изготовлен из тонкой золотой либо серебряной плёнки, а между ней и поликарбонатной основой находится слой органического материала, теряющего первоначальную прозрачность при нагревании. При записи лазерный луч разогревает отдельные участки этого слоя и они перестают пропускать свет, и когда при воспроизведении лазерный луч попадает на них, то до приёмника он уже не доходит.

Из-за этого дополнительного слоя коэффициент отражения у записываемых дисков чуть ниже, чем у штампованных, поэтому некоторые проигрыватели лазерных дисков могут не воспроизвести сигнал, записанный на «болванке».

Следующим шагом в эволюции компакт-дисков стали появившиеся в 1997 году диски CD-RW (CD-ReWritable, то есть CD-перезаписываемые), поначалу названные CD-E (CD-Erasable, то есть стираемые). На них можно удалять записанную информацию и заменять её новой. Их дополнительный органический слой слой может иметь два состояния — аморфное и кристаллическое. В зависимости от этого меняется его прозрачность. При нагреве от комнатной температуры до температуры выше критической слой переходит в аморфное состояние и остается таким после остывания. При нагреве же до температуры ниже критической он весь переходит в кристаллическое состояние. Современные диски CD-RW выдерживают до десятков тысяч циклов перезаписи. К сожалению, отражающая способность этих дисков хуже, чем одноразовых. И хотя иногда бытовые проигрыватели «справляются» с ними, гарантированно считывают сигнал только специальные дисководы с автоматической регулировкой усиления фотоприёмника.

Если записать музыку с использованием специальных алгоритмов сжатия, то на обычном 700-мегабайтном лазерном диске можно разместить звуковой материал длительностью 600 мин. Многим известен формат MP3. При записи в этом формате звуковой сигнал делится на фрагменты длительностью по 50 мс. Каждый фрагмент раскладывается на гармоники с помощью преобразования Фурье. Затем часть гармоник удаляется с учётом физиологии слуха. Например, человеческое ухо не воспринимает тихие гармоники на фоне более громких; кроме того, из-за инерции слуха после громкого звука некоторое время тихие звуки не слышны, валяют и другую «лишнюю» информацию. В результате несколько снижается динамический диапазон сигнала, то есть соотношение самого высокого и самого низкого уровней, и плохо воспроизводятся крутые фронты. Тем не менее заметить ухудшение может только человек с тренированным слухом. Звук в формате MP3 можно кодировать с постоянным или переменным битрейтом (от 32 до 320 кбит/с) и таким образом экономить объём примерно в 5 раз.

КОРОЧЕ ВОЛНА — ВЫШЕ ЁМКОСТЬ

Для считывания информации с компакт-диска используются так называемые красные лазеры с длиной волны 780 нм. При использовании лазеров с длиной волны 650 или 635 нм размер информационного пита можно сделать меньше. В результате информацию на диске можно уплотнить, уменьшив как шаг между дорожками, так и расстояния между питами. Такие диски стали называть DVD (Digital Versatile Disk, то есть цифровой универсальный диск). На нём размещается до 4,7 Гбайт информации. Этого достаточно, чтобы вместить полнометражный фильм со звуковым сопровождением на нескольких языках по выбору и ещё вспомогательные данные, облегчающие управление изображением.

У DVD-дисков поликарбонатный защитный слой можно сделать вдвое тоньше, чем у компакт-дисков. В результате появились двухслойные DVD-диски, у которых один из отражающих слоёв полупрозрачный. На них можно расположить данные объёмом до 8,5 Гбайт. Удвоить объём информации до 9,4 Гбайт не удаётся, поскольку, чтобы избежать сбоев при считывании информации со второго слоя, используются алгоритмы с повышенной избыточностью данных.

В 1995 году фирма «Pioneer» начала разработку, а уже в 1997 году выпустила первый привод для записи дисков DVD-R лазером с длиной волны 635 нм. Ёмкость дисков составляла 3,95 Гбайта. Привод на первых порах стоил 17 тыс. долларов, а «болванка» — 50 долларов.

В 1999 году в компании «Pioneer» выпустили очередную версию пишущего привода. Он стоил уже «всего» 5400 долларов и позволял записать на один диск до 4,7 Гбайта данных, как на обычных DVD. Спустя ещё немного времени компания разработала стандарт записи, защищённой от копирования: часть информации записывалась в служебную область диска. Начиная с этого момента компания «Pioneer» продвигает два формата DVD-R: один — DVD-R (А) (Authoring, то есть профессиональный), другой — DVD-R(G) (General, то есть для общего пользования). Для записи DVD-R(A) использовался лазер с длиной волны 635 нм, и на таких приводах можно записывать «болванки», выпущенные для прежних дисководов. Для записи DVD-R(G) длина волны составляла 650 нм. Оба типа приводов могут считывать данные с дисков обоих форматов. А вот записывать данные на диск другого формата из-за разницы в длине волны не могут.

Вслед за однократно записываемыми дисками там же, в «Pioneer», наладили выпуск и перезаписываемых дисков, получивших вначале наименование DVD-R/W, а позже переименованных в DVD-RW. И хотя делалось всё возможное, чтобы перезаписываемые DVD-диски можно было читать на всех приводах, добиться этого в полной мере не удалось. Отражающая способность материала, который применяется в дисках DVD-RW, ниже, чем у материала дисков DVD-R, из-за чего многие старые приводы не справляются с перезаписываемыми DVD-дисками.

Стандарты записи на DVD разрабатывали и другие компании. Так, «Matsushita», больше известная как «Panasonic», создала стандарт, получивший название DVD-RAM. Записываемые диски DVD-RAM помещались в специальный картридж — прямоугольную коробку размером 135,5(124,6(8 мм. Появившиеся в 1998 году приводы для DVD-RAM стоили не больше 800 долларов, что выгодно отличало их от продукции «Pioneer». И хотя на этих устройствах нельзя было читать обычные DVD-диски, их покупали из-за меньшей цены.

Следовало ожидать, что, как и в случае с CD-RW, форматы перезаписываемых DVD-дисков будут согласованы с уже существующими стандартами. Несмотря на то что они подтверждены на специальном форуме, некоторые его члены всё же разработали другой формат, который получил название DVD + RW. На этих дисках новые данные можно записывать поверх старых, и, кроме того, запись может осуществляться в несколько приёмов. Любопытно, что формат DVD + R появился после формата DVD + RW. Используемый в нём отражающий слой обладает чуть большей отражающей способностью, поэтому такие диски зачастую успешно читаются приводами, рассчитанными на работу с DVD-дисками, изготовленными в промышленных условиях.

Всё же из-за несогласованности стандартов режимы лазера, предусмотренные для записи на DVD + R, отличаются от тех, которые предусмотрены для записи на DVD + RW-дисках. Вот почему выпущенные прежде дисководы для DVD + RW не всегда могут записывать диски DVD + R.

Уменьшение длины волны до 405 нм позволяет за счёт уменьшения расстояния между дорожками и питами разместить на диске 15 Гбайт информации. Именно такое количество данных содержится на дисках формата HD DVD. Их появление вызвано распространением телевидения и видео высокой чёткости, с разрешением 1920(1080 пикселей. Впрочем, этот формат тоже не единственный, и сейчас на рынке появились диски Blu-ray (BD). Своё название они получили от английского выражения «Blue Ray», что буквально означает «голубой луч» и объясняется тем, что для их записи и воспроизведения применяется коротковолновый сине-фиолетовый лазер. Из первого слова удалили одну букву, чтобы зарегистрировать новую торговую марку. На одном слое подобных дисков можно хранить до 33 Гбайт информации.

КАРТЫ ВМЕСТО ДИСКОВ

Компакт-диски получили широкое распространение в компьютерной индустрии, но развитие цифровой фотографии привело к распространению новых устройств хранения данных — флэш-карт. Их принцип действия основан на свойствах транзисторов с плавающим затвором, которые называют ячейками (см. «Наука и жизнь № 3, 2008 г.).

Наибольшее распространение получили флэш-карты с микросхемами NOR (по аналогии с названиями логических ячеек NO-OR, то есть ИЛИ-НЕ) и NAND (NO-AND, то есть И-НЕ).

В архитектуре NOR ячейки памяти располагаются параллельно, что позволяет получить доступ к каждой из них. Память используется эффективно, но за это приходится платить увеличением времени для записи или удаления данных.

В архитектуре NAND ячейки последовательно объединены в группы, из которых составлены страницы, в свою очередь объединённые в блоки. При такой организации обратиться к отдельной ячейке памяти невозможно. Запись данных осуществляется постранично, а стирание — поблочно. Такая архитектура позволяет быстрее работать с блочными типами данных. Подобным образом, кстати, организовано хранение данных на жёстких дисках, а потому NAND-карточки часто используются в МР3-плеерах и цифровых камерах или вместо HD-дисков.

Неудивительно, что флэш-карты очень быстро вытеснили дискеты. Объём современных флэш-карт приближается к сотне гигабайт, а это составляет серьёзную конкуренцию жёстким дискам. Так, «Samsung» уже выпускает ультрамобильный портативный компьютер Q1-SSD с 32-гигабайтным «флэш-диском».

К сожалению, число циклов перезаписи у флэш-карт ограничено. Транзисторы с плавающим затвором при частой перезаписи данных выходят из строя. Ситуация усугубляется тем, что часть информации, например таблица оглавления файлов, располагается в первых секторах носителей данных. Приходится идти на различные ухищрения. На одних «флэшках» используется специальная файловая система. На других, например на Compact Flash (CF) или Security Digital (SD), используется специальный контроллер, который старается равномерно распределять данные по объёму памяти и тем самым повысить её ресурс.

В последние годы размеры носителей информации становятся меньше, но при этом информации на них хранится больше. Скорее всего, такая тенденция сохранится в ближайшем будущем, ведь появляются новые открытия, которые поступают в «сокровищницу» человеческих знаний. Их надо не только хранить, но и эффективно использовать.
http://www.nkj.ru/


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 23 ноя 2009, 16:53 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
СЕКРЕТЫ ЗЕМЛИ

Игорь ХАРИЧЕВ



Казалось бы, Земля – самая исследованная планета во Вселенной. Потому, что мы давно живем на ней и давно изучаем ее. Так что никаких тайн у нее не осталось. Но это неверно. У Земли еще очень много секретов, которые она успешно скрывает от нас. И ученым есть, что исследовать, в особенности, если взглянуть на нее как бы со стороны, из космоса. В конце концов Земля – одна из планет Солнечной системы, а не только поверхность под нашими ногами…

Как устроено ядро Земли?

Берье Йоханссон и его коллеги из Университета Уппсалы и Королевского института технологий в Стокгольме получили косвенное подтверждение своей оригинальной теории строения ядра Земли. По мнению шведских ученых, твердое железное ядро нашей планеты обладает кристаллической структурой с объемноцентрированной кубической решеткой. В каждой ячейке такой решетки атомы расположены по углам куба и еще один атом – в его центре. До сих пор предполагалось, что кристаллическая решетка ядра Земли обладает гексагональной структурой, в которой три соседние точки формируют равносторонний треугольник.

Шведские исследователи нашли объяснение загадочному феномену: упругие волны проходят через ядро заметно быстрее в направлениях, параллельных оси вращения планеты, нежели в направлениях, параллельных экватору. При температуре и давлении, которые царят в сердцевине Земли, по существующим представлениям о поведении железа такой анизотропии быть не должно.

В 2003 году профессор Йоханссон и его коллеги опубликовали работу, в которой объясняли, как анизотропия ядра связана с его структурой. Теперь они составили компьютерную модель, показавшую поведение ядра при разном его кристаллическом строении. С помощью компьютера вычислялась реакция на упругие волны нескольких миллионов атомов, сильно взаимодействующих друг с другом, что достаточно много для обобщения результатов численного эксперимента на все ядро.

Йоханссону и его коллегам удалось обнаружить, что объемноцентрированная кубическая решетка из атомов железа является единственной структурой, которая может соответствовать данным экспериментальных наблюдений. При этом, как подчеркивает Йоханссон, большая диагональ этой решетки ориентирована параллельно оси вращения планеты. Разница в скорости волн на 12% была также получена и в натурном моделировании земного ядра (высокое давление и температура) в установке с «алмазной наковальней». Это удивительный и неожиданный результат, учитывая симметрию кубической решетки.

Если открытие подтвердится, геофизикам придется пересмотреть представление о земном ядре, что повлечет за собой и пересмотр оценок теплового баланса ядра, и стабильности магнитного поля планеты, которые напрямую зависят от кристаллической структуры ядра.

У Земли есть пульс?

Норвежские сейсмологи предположили, что у Земли есть магматический «пульс», который бьется с частотой один удар в 15 миллионов лет. Ученые проанализировали существующие данные о толщине земной коры между Исландией и Гренландией. В этом районе пролегает Срединно-Атлантический хребет, отмечающий границу схождения тектонических плит. Для изучаемой зоны характерно образование плюмов – восходящих потоков в мантии размером в поперечнике порядка 100 километров. Вещество, поднимаемое плюмами, «ударяется» о земную кору и, «прилипая» к ней, увеличивает ее толщину.

Оценивая толщину коры в исследуемом районе, ученые обнаружили несколько утолщенных участков. Они предположили, что утолщения сформировались в результате периодически повторяющихся ударов плюмов, а затем утолщенные участки мигрировали вместе с тектоническими плитами. Согласно подсчетам авторов исследования, восходящие потоки в мантии появлялись приблизительно каждые 15 миллионов лет.

Чтобы понять, являются ли плюмы указанной периодичности уникальными для участка Исландия – Гренландия или это общая закономерность, ученые проанализировали данные о толщине коры в районе Гавайских островов. Гавайи также «сидят» на восходящих потоках. Оказалось, что там частота плюмов совпадает с гренландской. Ученые предположили, что найденная периодичность наблюдается по всей планете и объясняется периодическим нагревом ядра, которое, в свою очередь, нагревает мантию.

Правда, с выводами авторов работы согласны далеко не все их коллеги. Многие считают, что частота плюмов в разных частях планеты сходна, но не совпадает. Более точные измерения могут подтвердить или опровергнуть эту точку зрения.

Новый слой магнитосферы Земли?

Группа исследователей под руководством Чарльза Чапелла обнаружила в магнитосфере Земли неизвестный до настоящего момента слой – теплую плазменную оболочку. Открытие было сделано благодаря анализу данных, полученных от пяти спутников.

О наличии магнитосферы можно судить по движениям заряженных полярных частиц, которые ускоряются под действием магнитного поля. Наиболее вероятной причиной появления магнитного поля у нашей планеты является движение жидкой части ядра Земли.

За годы изучения магнитной оболочки Земли ученые получили представление о тех или иных ее частях. Авторы данного исследования сосредоточились на движении низкоэнергетических ионов, разгоняющихся до более высоких энергий в различных областях магнитосферы. Анализ показал, что в магнитосфере должен присутствовать отдельный слой, обладающий определенным набором свойств.

Этот небольшой слой формируется на ночной стороне Земли, продолжается на дневную сторону и постепенно исчезает. Его образуют заряженные частицы с низкой энергией, которые поднимаются от Земли в районе ее полюсов и «путешествуют» в магнитном хвосте планеты. В определенный момент из-за изгиба магнитного поля направление их движения меняется.

Изучение свойств магнитосферы Земли является весьма важной задачей, так как магнитное поле защищает обитателей планеты от пагубного воздействия космических частиц, например солнечного ветра, и изменения в этом «защитном щите» могут иметь необратимые последствия.

Что сжимает магнитосферу нашей планеты?

Европейским исследователям удалось определить масштабы «сжатия» магнитного поля Земли выбросами на Солнце. Выяснилось, что внешняя граница поля, располагающаяся над дневной стороной планеты на высоте около 60 тысяч километров, может снижаться до 25 тысяч километров.

Данные были собраны космическими аппаратами миссий Cluster и Double Star во время крупных выбросов массы нашим светилом, которые произошли в январе 2005 года и декабре 2006 года. Данные наблюдений показывают, что скорость потоков ионов в окрестности планеты в результате выбросов выросла более чем в два раза и достигла почти 900 километров в секунду. При этом общее количество заряженных частиц возросло почти в пять раз.

Известно, что выбросы массы на Солнце могут представлять значительную опасность для спутников и линий электропередачи на Земле. По словам исследователей, новые результаты позволяют оценить уровень опасности. В настоящее время ученые занимаются разработкой подходящей модели, которая могла бы количественно описать события, происходящие с магнитосферой Земли.

Миссия Cluster состоит из четырех одинаковых аппаратов, которые вращаются вокруг нашей планеты по эллиптической орбите. Спутники были запущены в 2000 году с космодрома Байконур, и совсем недавно Европейское космическое агентство продлило их работу. Миссия Double Star была частично завершена в 2007 году.

В настоящее время Солнце находится в аномально длительном периоде минимальной активности. Однако российской обсерватории ТЕСИС, расположенной на борту спутника «Коронас-ФОТОН», удалось зарегистрировать мощные выбросы материи на нашей звезде, которые произошли 17 и 23 апреля 2009 года. При этом потоки частиц, испущенные Солнцем, прошли мимо Земли. Ученые отмечают, что, учитывая периодичность происходящих вспышек, можно ожидать, что следующий выброс «попадет» в нашу планету.

Результаты этих исследований опубликованы в журналах Science, Marine Geophysical Research, Journal of Geophysical Research, а также в пресс!релизе Европейского космического агентства.

Источник: "Знание - Сила"

http://www.inauka.ru/space/article97203.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 25 ноя 2009, 17:57 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
ГУЛЛИВЕР В СТРАНЕ БАКТЕРИЙ

Татьяна БАТЕНЁВА


Мы уверены, что человек - венец творения, царь природы. Микробиологи положили конец этому необузданному самомнению. Каждый из нас - всего лишь территория, населенная триллионами микробов, утверждают ученые, создавшие первую в мире "Бактериальную карту человека".

Хорошо, что мы их не видим

10 лет назад микробиологи США начали исследование, чтобы понять, как люди и микробы сосуществуют на протяжении всей истории. Сначала изучали отдельные органы и населяющих их "квартирантов". Потом занимались изучением самих микробов - какие, откуда родом, как устроены и т.п.

И вот коллектив ученых из Университета Колорадо опубликовал первую в истории медицины "Бактериальную карту человека". В исследовании принимали участие добровольцы - абсолютно здоровые и крепкие люди, на которых скорее всего живут типичные поселенцы микромира. У больных они могут быть другие, поскольку иммунитет ослаблен, а полезные микробы могут погибнуть от лекарств.

В течение четырех месяцев у добровольцев брали разные мазки и соскобы - чтобы опознать "насельников". Все пробы брали в течение часа или двух после того, как волонтеры принимали душ. И тем не менее оказалось, что на поверхности и в глубине их тел кишмя кишели разные бактерии.

Микроб, покажи личико

На нас сверху и внутри живет около 100 триллионов микробов. На поверхности размером с точку может уместиться четверть миллиона средних по величине микробов. Считается, что если их все-таки отделить от тела человека, получится до пяти килограммов живой массы. Но этого мало. У каждого из нас - свой "бактериальный комплект". И это не враги, а наши защитники, которые обеспечивают надежную оборону от бактерий вредных, вырабатывают полезные нам вещества, нормализуют обмен веществ.

Ученые выяснили, что территории обитания у разных микробов разные. То есть они поделили наши тела, как разные племена делили в древности сушу, а в наше время народы - карту мира. Бактерии разных видов предпочитают для своего проживания определенные органы и участки тела.

Так, полезные бактерии, живущие в кишечнике, участвуют в любой иммунной реакции, подавляют вредные микробы и держат в узде так называемые условно патогенные. Это такие микроорганизмы, которые сами по себе нас не беспокоят, но только до поры до времени. Стоит полезной микрофлоре пострадать от болезни или, например, приема лекарств, как эта "пятая колонна" мгновенно размножается и провоцирует такие состояния, которые могут быть хуже вызванных откровенно вредными. Лечить их порой сложнее.

Кроме того, есть места, предпочтительные только для определенных видов микроорганизмов, а есть такие, за которые идет война между микробными полчищами. Так, на ступнях и в подмышках живет не так много видов бактерий - возможно, их конкурентов, как и людей, тоже отпугивает неприятный запах, который те научились производить из нашего пота. Еще меньше видов микробов обнаружено в зубном налете. А вот на ладонях испытуемых ученые обнаружили более 4700 различных видов бактерий! Но и тут набор практически у каждого был свой.

- В среднем у каждого человека на ладонях живет около 150 видов бактерий, и только пять из них мы нашли буквально у всех людей, - утверждает участник исследования доктор Ной Фирер.

Правая, левая где сторона?

Удивительно, но количество и многообразие видов микробов отличаются даже на разных частях одного и того же тела. Например, на правой и левой руках 83% микробов - разные. То же самое можно сказать и про ступни и даже уши одного и того же человека.

А больше всего поражает то, что на ладонях женщин живет в полтора раза больше микробов, чем на мужских. То ли потому, что женщины больше работают, в том числе и моют-трут предметы домашней обстановки и т.п. То ли потому, что руки моют чаще - а это доказанный факт. Ученые же утверждают, что все дело в разной кислотности кожи мужчин и женщин, в разном гормональном фоне, солевом балансе и связанном с этим разном химическом составе пота.

В настоящий момент они заняты поиском ответа на вопрос: как и когда формируется микрофлора здорового человека? Рождаемся ли мы с ней или приобретаем в раннем детстве? Как она меняется с возрастом и под воздействием каких причин?

Первый глоток здоровья

Известно, например, что заселение "правильными" бактериями кишечника новорожденного происходит в момент, когда он впервые получает материнское молозиво. Это еще не молоко, а своеобразный набор полезных бактерий, которые должны обеспечить ребенку правильное пищеварение. Достаточно буквально одного глотка, чтобы бифидо- и лактобактерии заселили все пространство кишечника малыша и не пустили туда вредные микробы.

Еще лет 15 назад наши акушеры этого не знали, младенцев не прикладывали к маминой груди сразу после родов, а роженицам давали "отдохнуть", прикармливая в это время новорожденных сцеженным молоком других мамочек или заменителями. В результате почти у каждого младенца потом диагностировали "дисбактериоз кишечника" - проще говоря, серьезные нарушения пищеварения.

Когда наши врачи присоединились к мировым стандартам акушерства и стали прикладывать малышей к груди сразу после родов, дико орущих от боли в животе новорожденных в роддомах стало значительно меньше.

Чистота - залог проблем?

Еще одна проблема, рожденная лучшими побуждениями, - рост всевозможных аллергических и кожных заболеваний. Невидимый ореол полезных бактерий живет на нашей коже. Они не пускают на нее возбудителей болезней - вредные микробы, грибки, вирусы. Но стоит в припадке излишней чистоплотности смыть эту защиту - место на некоторое время освобождается, и злыдни тут как тут. Агрессивно занимают пространство, и выкурить их оттуда потом значительно сложнее.

Особенно избыток чистоты вредит детям. Когда их организм встречается с любой инфекцией, он начинает вырабатывать антитела - защитные клетки, которые потом будут уничтожать знакомую заразу. Но если не давать им встречаться с микробами вообще - кипятить и прожаривать пеленки, стерилизовать игрушки и посуду, ограждать от контактов с другими детьми, - никакой защиты у них не выработается. И когда придет пора отдать их в детсад или школу, начнутся хождения по врачам и мукам. Появится диагноз: часто болеющий ребенок, "несадовский" и т.п.

А больше всего врачей беспокоят средства гигиены, которые реклама называет "антибактериальными". И даже гарантирует мамочкам "надежную защиту" детишек от инфекций. Все ровно наоборот: чем больше таких средств будут использовать дети, тем более беззащитными они станут перед инфекциями. Такие мыло, гели и лосьоны имеет смысл использовать лишь в очаге инфекции или в походных условиях, где нет возможности просто помыть руки.

В общем, при всем устрашающем множесте микробов, населяющих наши тела, эти "квартиранты" - наши надежные друзья и помощники. Они верно служат нам, не обижаются на то, что мы смываем их водой, мажем кремами, парим в бане и уничтожаем всеми доступными нам способами. И если они нас когда-нибудь покинут, туго нам придется.

А их изучение наверняка позволит медицине продвинуться на шаг вперед не только в диагностике заболеваний, но и в их лечении - ведь именно микроорганизмы сегодня помогают создавать множество лекарств.

Их тьмы, и тьмы, и тьмы

Бактерии - большая группа одноклеточных организмов, у которых нет четко выделенного ядра. По форме могут быть шаровидными, палочковидными, извитыми. Бывают и многоклеточные бактерии. Их можно обнаружить в почве, воде, воздухе. Бактерии переносят низкие и высокие температуры и могут жить в самых экстремальных условиях. Например, единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море, - это именно бактерии. В помещении в каждом кубометре воздуха содержится до 1 млн бактерий. Большинство из них не оказывает вредного воздействия на человека, участвует во многих процессах жизни - например, в брожении, как молочно-кислом, так и спиртовом, в утилизации органических остатков. Полезные бактерии защищают наш организм. Более того, в будущем станет возможным использовать бактерии как биомаркеры заболеваний. То есть по ним можно будет судить о характере болезни.

http://www.inauka.ru/health/article97220.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 22 дек 2009, 20:25 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
САМЫЕ "ЗАРАЗНЫЕ" МЕСТА НА ЗЕМЛЕ



По прогнозам некоторых зарубежных эпидемиологов, миру грозят новые неведомые угрозы. Увы, большинство прежних предсказаний в этой сфере сводилось если не к запугиванию обывателей, то к подсчетам потенциальных потерь и попыткам предугадать наступление «дня X». Но опубликованные в одном из летних номеров журнала «Nature» за этот год результаты нового исследования американских и британских специалистов, в котором авторы проследили за развитием более 335 инфекционных заболеваний с 1940 по 2004 г., оценив роль и вклад различных факторов риска в их возникновение, распространение и течение, уже сопровождается конкретными предсказаниями того, где и от «кого именно» следует ждать опасности. Иными словами, ученые определили наконец «горячие точки», где вероятность возникновения новых инфекций наиболее высока, и идентифицировали тех животных, которые за последние шесть с лишним десятилетий не раз «подбрасывали» человечеству ту или иную инфекцию.

Любопытно, что в списке «самых опасных» мест планеты наряду с Африкой и Юго-Восточной Азией присутствуют США и Япония.

В последнее время все чаще в разных регионах мира отмечают вспышки таких ставших в последнее время привычными инфекций, как, например, устойчивый к антибиотикам туберкулез (очагом инфекции по-прежнему считают страны бывшего СССР), а масштабы и скорость его распространения заставляют Всемирную организацию здравоохранения признать проблему заражения туберкулезом одной из основных, стоящих перед мировым здравоохранением, наряду с такими, как устойчивая к лекарствам малярия, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), гепатит и т. д. Так вот, по мнению авторов, все эти тенденции оказываются во многом связаны со значительным ростом плотности населения, увеличением масштабов международной торговли, развитием туризма и путешествий вообще, заметными изменениями технологий сельского хозяйства. Именно эти перемены в укладе повседневной жизни подавляющего большинства населения Земли с 1940-х годов признаны ключевыми причинами катастрофического роста числа новых инфекций.

Особенно в этом смысле «отличились» 1980-е годы, когда появилось около 100 новых инфекций.

Немалую роль в росте скорости распространения и изменении характера новых инфекций сыграл и ВИЧ. Как и 60% изученных учеными инфекций, он относится к зоонозам, т. е. к вирусам, переданным людям от животных.

«Вклад» отдельных организмов и стран

Из 335 рассмотренных «вспышек» большая часть оказалась вызвана бактериями, за ними следовали вирусы, а далее (в порядке убывания «вклада») — простейшие,
грибы и гельминты.

Первое место на планете по числу выявленных инфекций прочно удерживают США. Впрочем, нередко там описывались случаи, возникшие на самом деле в других местах и занесенные туристами или мигрантами. Другая причина сомнительного лидерства Запада по числу опасных эпидемий — антибиотик-резистентные инфекции, возникающие из-за повального «увлечения» атибиотиками (масштабного и не всегда оправданного и правильного их применения).

По последним данным, 72% всех зоонозов пришли из дикой природы, а остальные 28% стали «подарками» от домашних животных. Среди них — вирус Nipah в Малайзии и куда более известные SARS (вызывающий атипичную пневмонию) и вирус птичьего гриппа, которым приписывают китайское происхождение. Они стали причиной многократного сокращения не только туристических, но и деловых поездок в Юго-Восточную Азию. Ну а самый свежий пример такого рода — возникшая уже в этом году эпидемия свиного гриппа, очаг которой находился в Мексике. Вызвал ее не на шутку переполошивший мир знаменитый вирус H1N1, впервые за многие годы заставивший ВОЗ объявить высший — шестой — уровень пандемической опасности на планете.

Резистентность — невосприимчивость к лекарственным средствам. Кроме неспецифических механизмов (толстая клеточная стенка, ферментные системы и т. д.), в последнее время у микроорганизмов все чаще объясняется возникновением спонтанных мутаций.

Эпидемиологи практически единодушны в том, что самое главное — любой ценой остановить распространение эпидемии как можно раньше, особенно в тех случаях, когда нет специфического метода лечения заболевания. Как показал случай пресловутого SARS, логика действий проста и безальтернативна — чем раньше зараза остановлена, тем меньше вреда она успеет нанести. Изоляция и банальные способы индивидуальной защиты (вроде масок и ограничения контактов) имеют куда большую эффективность для борьбы с эпидемиями и играют куда большую роль в предотвращении распространения инфекционных заболеваний, чем считалось прежде, особенно в масштабах планеты и в эпоху всеобщей глобализации.

Как подчеркивают авторы, такой подход к предотвращению распространения новых типов инфекций принципиально отличается от контроля и исследований уже существующих заболеваний, хотя предлагаемая ими стратегия очень схожа с традиционной — авторы призывают проводить более тщательный контроль «горячих инфекционных точек» планеты. Руководитель авторского коллектива, старший научный сотрудник Лондонского института зоологии Кейт Джонс призывает экспертов в области вирусных и инфекционных заболеваний, не тратя времени, ломать стереотипы инфекционистов и мыслить масштабнее и шире, ибо от новых болезней в современном мире укрыться будет гораздо сложнее, чем прежде, так что опасность, возникшая в любом, даже самом отдаленном регионе, сможет угрожать всем землянам.

И хотя в том, что касается SARS, исходные данные этой работы могут оказаться спорными (недавно микробиологи доказали, что вирус атипичной пневмонии человечество получило от летучих мышей, а не от хищников, как полагают авторы), такая поправка, пожалуй, не влияет на основные выводы авторов, ибо источником «человеческих болезней» все в большей мере становятся дикие животные (да и очаг данной конкретной эпидемии на карте мира не сместился).

Еще более естественным кажется главное заключение работы — зарождение новых, еще не известных человечеству инфекций по сути не отличается от трансформации уже существующих в антибиотик-резистентные формы. Поэтому в список «горячих точек» по итогам 64-летней истории наблюдений, наряду с уже «зарекомендовавшими» себя Экваториальной Африкой и Юго-Восточной Азией, можно отныне смело внести «благополучные» Австралию, Европу и Северную
Америку.

Но все-таки самая большая угроза, по мнению авторов (и здесь они не оригинальны), исходит от развивающихся стран Латинской Америки, Азии и Африки. Дело в том, что сейчас в этих регионах наблюдаются особенно интенсивные миграции населения и смешение разных этнических групп, а контакт с разнообразными и зачастую дикими животными остается нормой жизни. Кроме того, в этих регионах крайне сложной остается ситуация и с развитием здравоохранения, в частности, с доступностью медицинских услуг, диагностических средств, а главное — лекарств, особенно многочисленных антибиотиков разных поколений и современных противовирусных препаратов.

Авторы подчеркивают, что для более точной локализации «горячих точек» требуется куда больше вычислений, поэтому в будущем они планируют сопоставить свои данные с самыми современными климатическими и демографическими моделями. Так, они обращают внимание на то, что в последнее время приходится все в большей мере учитывать глобальные изменения окружающей среды, которые уже сейчас вызывают новые направления миграции животных, а следовательно, и сопровождающих их микроскопических возбудителей новых болезней.

По материалам зарубежных источников подготовил Ю.Н. Елдышев

Источник: "Экология и жизнь"
http://www.inauka.ru/ecology/article97842.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 24 дек 2009, 21:25 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
Человеческое, слишком человеческое: Этот предсказуемый разум

Люди удивительно предсказуемы. Как бы печально это ни звучало, наши реакции подчиняются своим законам – но так же непреложно, как все предметы подчиняются закону притяжения. Вот эти законы.

Самое удивительное, что практически все эти законы общеизвестны. Однако мало кто принимает их во внимание для объяснения чужого – а тем более своего поведения. Большинство людей воспринимает их, просто как забавные и иронические афоризмы, не более того. А зря.

Один из таких законов – принцип Питера, согласно которому «в иерархической организации любой работник поднимается до уровня, где он становится некомпетентным». Мы разбирали действие этого принципа в статье «Прогрессирующий непрофессионализм». Действительно, математики показали, как этот закон проявляет себя в иерархической структуре – это не просто циничный взгляд на вещи, а реально действующее правило жизни.

Второй принцип, который обязательно следует принимать во внимание каждому манипулятору – пресловутый закон Паркинсона. Породивший целое направление в юморе, он звучит так: «Работа занимает все время, отпущенное на нее». Как и следовало ожидать, статистические исследования и математическое моделирование и тут подтверждают полную справедливость этого утверждения.

Из закона Паркинсона следует и еще один работающий принцип: «время, которое в организации затрачивается на обсуждение вопроса, обратно пропорционально его важности». Этот принцип можно рассматривать, как одно из следствий закона Сейра, по которому эмоциональность любой дискуссии обратно пропорциональна важности ее темы.

Паркинсон и его последователи – действительно мудрые люди, и на их счету масса житейских наблюдений, справедливость которых может заметить любой наблюдательный человек. Взять хотя бы его «коэффициент неэффективности», описывающий «жизненный цикл кабинета», в ходе которого число членов комиссии, совета или любого другого бюрократического органа непрерывно растет, пока не достигает определенной величины – по данным Паркинсона, эта цифра находится между 19,9 и 22,4, а по более современным оценкам составляет ровно 20. После этого совет или комиссия в целом вообще неспособны выработать общее решение.

Но отвлечемся от мистера Паркинсона, тем более что мы все-таки довольно сложные системы и управляемся целым рядом законов. Очередной в этом ряду – «синдром студента»: «все делается в последнюю минуту». Со справедливостью этого принципа не согласятся разве что самые организованные люди. Для большинства откладывание дел можно назвать проблемой номер один, особенно в тех случаях, когда человек не уверен в собственных силах. Все делается в последнюю минуту перед дедлайном.

«Синдром студента» настолько распространен, что некоторые опытные специалисты по управлению проектами учитывают этот эффект и никогда не назначают слишком длинные сроки на выполнение больших задач. Иначе исполнители будут откладывать работу до бесконечности, и принявшись за нее слишком поздно, не успеют в срок. Такие проекты лучше разбивать на ряд более простых и кратких заданий: так рекомендует авторитетный журнал International Journal of Project Management.

По мнению некоторых знатоков «синдром студента» может быть связан с общей тенденцией недооценивать время, необходимое на выполнение задачи. Это описывает иронический закон Хофштадтера: «По закону Хофштадтера, задача займет больше времени, чем вы рассчитывали, даже приняв во внимание закон Хофштадтера».

Еще один непреложный закон нашей психики и нашего общества – принцип Парето, который мы уже разбирали во всех деталях («Математика неравенства»). Впрочем, это печальное правило уже ни для кого не новость, вкратце оно звучит так: «80% ресурсов принадлежат 20% владельцев» и распространяется буквально на всё и вся. Что в капиталистической Америке, что в коммунистическом Китае или в нашей стране с ее уникальным общественно-политическим строем – везде 80% богатств обладает 20% населения (или около того), и виной тому – не жадность этих немногих, а сами законы, управляющие структурой общества.

Но принцип Парето касается не только финансовой стороны жизни. Показано, что он работает для большинства систем, хотя и в несколько другой формулировке: «20% причин порождает 80% собыитй». К примеру, 20% посетителей нашего веб-сайта совершает 80% переходов по страницам.

Следующий закон – гипотеза Салема, по которой «техническое образование формирует предпосылки для креационистских взглядов». Или, как упрощенно она формулируется, «самые убежденные креационисты – люди с техническим образованием». Кажется, это лишь не самый забавный выпад в сторону техников, от которых автор гипотезы Брюс Салем (Bruce Salem), видимо, натерпелся.

Однако в 1982 г. появилось исследование, в котором действительно было показано, что большинство видных сторонников креационизма получили техническое образование. В их числе и сам Генри Моррис (Henry Morris), которого можно назвать отцом «научного» креационизма. Подтверждают это и более поздние работы, в частности, продемонстрировавшие, что в составе исламских экстремистских групп превалируют именно технически образованная «интеллигенция».

Понятно, что креационизм и терроризм – вещи совсем разные, однако объяснение обоим фактам может быть общим. По мнению Салема, это может быть отсутствие социальной ответственности за последствия своих научных и технических работ – и, как следствие, своих действий в области религии и псевдонауки. Еще одна причина – вовлеченность таких ученых в работу со сложными системами, какую-нибудь, неравновесную термодинамику, которая порождает психологическое стремление к поиску простых и окончательных ответов.

В любом случае, вопрос о причинах этого явления слишком сложен для этой заметки, и мы перейдем от креационизма и от прошлого – к будущему. Возможность его предсказания интересует каждого, а для некоторых это еще и работа. Такие футурологи часто предлагают весьма детальные и уверенно изложенные картины будущих событий, раз за разом, несмотря на то, что уровень сбывшихся предсказаний остается крайне невелик.

Обычной темой подобной футурологии сегодня являются те или иные революционные технологии, которые вот-вот в корне изменят нашу жизнь – или, скажем, позволят людям жить вечно. Это может быть как физическое бессмертие, так и более экзотические идеи – например, «загрузить» нашу личность и память в компьютер и продолжить существование исключительно в виде битов и байтов. К примеру, известный изобретатель и футуролог Рэймонд Курцвейл (Raymond Kurzweil) обещает подобные технологии примерно к 2045 г.

Этому посвящено еще одно из правил человеческого бытия, известное под названием закона Мейс-Гарро. Он гласит, что дата, к которой предсказатель относит появление подобных технологий, относится заведомо к сроку, когда самого предсказателя уже не будет на свете – или он будет в глубоко преклонном возрасте. К примеру, в 2045-м тому же Рэю Курцвейлу исполнится (долгих ему лет) 97.

Эту особенность Патти Мейс (Pattie Maes) из MIT заметила еще в конце 1980-х, вдоволь наслушавшись своих коллег, поддавшихся моде на подобные идеи. Она заинтересовалась вопросом и подсчитала, что большинство предсказаний описывают события, приходящиеся на время, когда предсказателю будет за 70 лет. Публиковать свое наблюдение она не стала, но вскоре к аналогичному выводу пришел журналист Джоэль Гарро (Joel Garreau), описавший этот эффект, получивший в итоге имена этих двух наблюдательных людей. В современном виде закон Мейс-Гарро звучит так: «дата предсказания о революционном изменении находится как можно дальше от настоящего момента, но в пределах предполагаемого времени жизни предсказателя». Не верите? Проверьте сами.

По публикации New Scientist Life
http://www.popmech.ru/article/6375-chel ... vecheskoe/

qs4df5


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 24 дек 2009, 21:38 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
ДЕСЯТКА ОТКРЫТИЙ 2009 ГОДА ПО ВЕРСИИ ЖУРНАЛА SCIENCE

На первое место - главное событие года - журнал поставил обнаружение скелета Арди. Открытие этой древней девушки занимает 7-е место из составленных Discovery Топ-10 открытий последнего десятилетия.

Второе место заняло открытие новых пульсаров, прежде всего пульсара на расстоянии 4600 световых лет от Земли, обнаруженного телескопом НАСА "Ферми". Наблюдения позволили установить, как именно пульсар, т.е. быстро вращающаяся высокомагнитная звезда, влияет на электромагнитный фон Вселенной.

Третье и четвертое места также достались астрофизикам. Это вода на Луне и ремонт телескопа "Хаббл". Обнаружение льда было сделано в результате уникального суицидного эксперимента - НАСА сбросило в кратер Кабеус последнюю ступень космической ракеты, а затем и доставленный этой ракетой зонд. Модуль рухнул в кратер, поднял облако пыли, в которой зонд зафиксировал присутствие льда, а затем также покончил самоубийством. Теперь мы знаем, что в обитаемую станцию на Луне не нужно завозить тонны воды, ее можно достать прямо из лунной почвы. Ремонт "Хаббла" вроде бы не совсем научное, но, конечно, важное достижение, показывающее возможности современной пилотируемой космонавтики.

Удивительно, но прошло сравнительно малозамеченным открытие монополя, поставленное редакцией журнала лишь на пятое место в топ-10. А ведь это тот самый монополь - частица с одним, а не двумя магнитными полюсами, который так давно предсказывали теоретики и искали экспериментаторы. Удивительная все-таки вещь - ведь со школы мы знаем, что на сколько частей магнитную подкову не режь, у кусочков всегда будет два полюса. А тут только один.

Шестое место. Впервые сфотографирована химическая реакция. С помощью рентгеновского лазера ученые из Стэнфордского университета впервые увидели, как молекулы сливаются друг с другом в экстазе химического взаимодействия.

На седьмое место поставлен метод коммерческого производства графеновых транзисторов. Графен - это недавно открытая новая форма существования углерода, очень перспективная для элементов микроэлектроники.

Генная терапия, с помощью которой можно продлить жизнь, поставлена на восьмое место. Экспериментальным животным (крысам) уже удалось продлить жизнь на 10%. В случае человека это означало бы лет семь-восемь, причем полноценной жизни. Никто бы не отказался.

Новым способам борьбы с засухой, являющейся последствием глобального потепления, посвящены исследования, которые редакция журнала поставила на девятое место.

А заканчивается список достижениями в области изучения и использования знаменитых стволовых клеток, а также синтеза новых противоопухолевых препаратов и создания новых методов борьбы с раком. Более подробно про стволовые клетки мы пишем в разделе топ-10 десятилетия, там это четвертый пункт.

Необъяснимые факты

Научный журнал New Scientist опубликовал список загадочных явлений, которые до сих пор не может объяснить наука, а объяснить хотелось бы! Особенно явления, связанные непосредственно с человеком, с его телом и его болезнями.

Эффект плацебо

Пациенту ежедневно в течение, скажем, недели ведущий его врач в белом халате со стетоскопом на груди выдает таблетку "от давления". Давление послушно снижается или поднимается в зависимости от того, что требуется пациенту. Но на восьмой день врач приносит таблетку, состоящую из смеси мела и сахара, больной принимает ее и испытывает то же самое понижение или повышение давления. Хотя лекарства в таблетке нет. Это и называется эффектом плацебо. Явление настолько распространенное, что испытание любого нового лекарства включает в себя проверку на плацебо. Причем этот авторитетный для пациента врач в белом халате и сам не должен знать, дает он лекарство или пустышку. Это называется "двойным слепым методом". Понятно, что через неделю явного облегчения больной психологически как-то "уговорил" организм реагировать на пустышку так же, как и на лекарство. Но какой механизм этого психологического уговаривания? Как это можно уговорить давление крови? Если бы удалось решить эту проблему, то можно было бы отказаться от лекарств, всегда имеющих побочные последствия, а только "уговаривать" свой организм.

Феномен гомеопатии

Эффектом плацебо пытались объяснить и гомеопатию, которую "материальным" образом объяснить невозможно. Действительно, гомеопат лечит больных растворами лекарств в такой степени разбавления, что в растворе точно нет ни единой молекулы лекарства. Но доказано, что во многих случаях гомеопатическое лекарство помогает. А ведь здесь не было недели выдачи настоящего препарата! Так что "простым" плацебо ничего не объяснить. Есть теория о том, что молекулы воды выстраиваются вокруг молекул лекарства определенным образом и остаются в таком "лекарственном" виде и после удаления лекарства. Ими и лечит гомеопат, и называют это памятью воды. Теория, однако, не выдерживает никакой критики -- любые комплексы молекул воды распадаются за триллионные доли секунды. Но ведь лечит! И действию таких лекарств подвержены даже не люди, а отдельные клетки, не обладающие психологией. Хотелось бы узнать, в чем здесь дело, и отказаться от аллопатических лекарств.

Научный взгляд

Пётр Образцов

Пять пожеланий нашим академикам


Научные открытия предсказать нельзя. Можно было и раньше, конечно, сообщить общественности, что скоро мы будем летать, как птицы, и перемигиваться на расстоянии до тысячи километров, но было ли это предсказанием самолетов и видеотелефонов? Нет, конечно, даже и слов-то таких не было. Так что если даже сказать, что через сто лет человечество сможет путешествовать во времени и создавать видимость себя на работе, находясь в это время в бане с девочками/мальчиками, - значит, ничего не сказать. Ведь способа путешествия и создания видимости мы предсказать не можем - а если бы могли, это было бы не предсказание, а уже изобретение. Однако мы можем поставить перед учеными задачу - что хотелось бы придумать или открыть в будущем, 2010 году? Сейчас попробуем.

Во-первых, хотелось бы узнать все-таки: есть Бог или его нет? Неужели трудно провести какие-нибудь убедительные эксперименты по обнаружению хотя бы признаков Верховного существа или Верховных существ (в Индии их пара сотен)? Эту задачу следует поручить Физическому институту им. Лебедева РАН, все же экспериментальная база Патриархии и Ватикана далека от совершенства.

Во-вторых, пора найти снежного человека - йети, причем не обязательно в снегах Гималаев или в Пермском треугольнике. Почти наверняка йети спокойно ходят промеж нами, но не раскрывая своей йетиной сущности. Понятно, зачем они это делают - так легче спрятаться от настырных биологов и обстряпывать свои делишки: ну там всякое рейдерство, покупка лондонского Тауэра и выпуск акций рудников по добыче красной ртути и радиоактивного полония.

В-третьих, необходимо провести скрининг и найти в геноме человека гены коррупции, провести поголовную генетическую экспертизу и граждан с данными генами отстранить от занимаемой должности, если они ее, конечно, занимают. Ссылки некоторых менделистов-морганистов на то, что такие гены присутствуют у всех (мол, взятки не берет только взяткодатель) неубедительны. В нашей редакции, например, работают только безукоризненно генетически чистые сотрудники.

В-четвертых, надо все-таки что-то сделать с климатом. Согласитесь, что не слишком естественно в условиях глобального потепления испытывать декабрьские и январские холода. Путем всероссийского референдума установить наиболее комфортную температуру и утвердить ее в Госдуме. Региональные поползновения утеплить утвержденный климат пресекать неукоснительно.

И, наконец, в-пятых. Что же это делается, товарищи ученые? Где ваша ответственность перед многотысячными массами отечественных олигархов, бывших успешных фарцовщиков и комсомольских секретарей? Отечественная школа ихтиологии славится своими достижениями по разведению икроносных севрюг, белуг и осетров - и где она, зернистая? Или хотя бы паюсная? Неужели трудно заставить простого русского осетра метать икру побольше и почаще? Что касается алюминиевых банок для укупорки, то эту проблему олигархи решат сами. Несмотря на кризис, алюминия у нас девать некуда.

http://www.inauka.ru/fact/article97884.html

tnb1


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Статьи
СообщениеДобавлено: 27 дек 2009, 17:50 
Администратор

Зарегистрирован: 16 июл 2009, 17:27
Сообщения: 333
Окно в соседнюю Вселенную

Колоссальный поток скоплений галактик, удалённый от нас на 3 миллиарда световых лет, простирающийся на сотни мегапарсек и бегущий со скоростью порядка тысячи километров в секунду, являет собой огромный след от взаимодействия нашей Вселенной с другой вселенной. К такому выводу подводят работы двух групп астрофизиков и космологов.

В прошлом году Александр Кашлинский (Alexander Kashlinsky) и его коллеги из космического центра Годдарда обнаружили гигантских размеров поток галактических кластеров, несущихся на огромной скорости в одном направлении. Это загадочное явление вселенских масштабов получило название "Тёмный поток" (Dark flow), по аналогии с двумя другими тайнами космоса — тёмной материей и тёмной энергией.


Если наше пространство представить в виде стола, а видимую материю — в виде лужиц воды на нём, то похоже, что нашу Вселенную кто-то слегка наклонил.

Позднее несколько специалистов высказали сомнения в корректности вычислений Александра и его команды, поставив под вопрос само существование потока. Критика продолжается и сейчас. Однако в свежей работе (статья опубликована на сервере arXiv.org) Кашлинский и ряд учёных из США, Испании и Британии невозмутимо сообщают, что получили дополнительное подтверждение реальности феномена и вычислили новые его параметры.
Кашлинский по-прежнему утверждает, что аномалия, вероятно, вызвана неравномерной структурой самого пространства-времени в период перед космической инфляцией (Cosmic inflation), то есть в первые мгновения после рождения нашего мира. Это противоречит логичному представлению, что любые флуктуации в том новорождённом сверхплотном образовании, которое стремительно раздулось, образовав видимый мир, должны быть хаотичными, случайными и потому не могут иметь каких-то предпочтительных "направлений".


При этом, добавляют исследователи, увеличенная благодаря расширению Вселенной эта странная неравномерность, в одной из возможных своих интерпретаций, может представлять собой окно, позволяющее заглянуть в ландшафт мультивселенной (Multiverse).


И в любом случае выходит, что колоссальный поток кластеров – это след от воздействия чего-то, что ныне находится за пределами теоретически возможного наблюдения.

Изображение


Корректно представить себе мультивселенную сложно: пузырьки-вселенные, заключённые в некоем общем шаре, – очень грубая аналогия (фото Giuseppe Bognanni/flickr.com).

О возможности такого хода событий рассуждает вторая исследовательская группа под руководством космолога Лауры Мерсини-Хаутон (Laura Mersini-Houghton) из университета Северной Каролины (UNC).
Она утверждает, что за рождение тёмного потока ответственна квантовая сцепленность (Quantum entanglement) нашей Вселенной и вселенной-соседки.


По аналогии с квантовой запутанностью разлетающихся в разные стороны субатомных частиц сцепленность двух сестринских вселенных может быть упрощённо представлена как наличие некой силы, простирающейся из-за горизонта нашего мира и оказывающей влияние на крупномасштабное распределение галактических кластеров.


Само же запутывание произошло в первый миг после Большого взрыва, в момент, когда будущие вселенные представляли собой ещё крошечные "пузыри" вакуума, соседствующие друг с другом. И тут важно пояснить, что даже при принятии гипотезы мультивселенной учёным ещё приходится выбирать между разными вариациями, объясняющими – что же это такое.


Согласно классификации космолога Макса Тегмарка (Max Tegmark) из Массачусетского технологического института, всё, что существует за пределами наблюдаемой Вселенной, может быть разделено на четыре иерархических уровня, каждый из которых отражает всё большее отличие "загоризонтного мира" от нашего. Эти уровни построены так, что вложены один в другой.

Изображение

Иерархия мультивселенной по Тегмарку (иллюстрация Max Tegmark).
1 – обычный мир (с теми же законами), но лежащий за пределами нашего космического горизонта, иначе говоря, за границами нашего объёма Хаббла (Hubble volume), главное отличие – начальные условия и, как следствие, распределение материи. Об объёме Хаббла мы подробнее ещё скажем. 2 – множество вселенных-пузырей, разделившихся в процессе космической инфляции и различающихся физическими константами, элементарными частицами и, быть может, даже размерностью. 3 – многомировая интерпретация квантовой механики (в одной вселенной кот Шрёдингера жив, в другой – мёртв). 4 – конечный ансамбль (Ultimate Ensemble) – совокупность всего, что только возможно, собрание групп вселенных, отличающихся законами физики или математическими уравнениями, по которым они построены.

Объём Хаббла — это сфера, за пределами которой объекты вследствие расширения Вселенной удаляются от наблюдателя, опережая скорость света. Иногда термин "Объём Хаббла" применяют как синоним "наблюдаемой Вселенной", хотя это не строго идентичные понятия.


Фактически мир можно представить как бесконечную совокупность объёмов Хаббла, и каждый из них в некотором смысле – своя вселенная (помните четыре уровня Тегмарка?). Однако, прежде чем объёмы разошлись, они взаимодействовали, и отпечаток этого взаимодействия – аномалии в крупномасштабном распределении материи в наблюдаемом нами мире.


Об этом и пишет Лаура в своей работе. Образно говоря, "давление" новорождённых вселенных – мыльных пузырей друг на друга привело к силам, которые сгенерировали огромные неравномерности в распределении галактических кластеров в нашей собственной Вселенной.
Изображение



Визуализация трёхмерной структуры Вселенной, видимой с нашей позиции (центр круга), фактически перед нами визуализация объёма Хаббла. Пятнышки света – это не галактики и даже не их скопления, а скопления скоплений галактик – суперкластеры (supercluster) – самые большие известные структуры в космосе. Масштабная линейка равна миллиарду световых лет. Наш дом здесь обозначен как Сверхскопление Девы (Virgo Supercluster) – это система, включающая десятки тысяч галактик, в том числе нашу собственную – Млечный Путь (иллюстрация Richard Powell).


Если это предположение Мерсини-Хаутон верно, выходит, что данные, извлечённые из микроволнового фона, впервые в истории могут предоставить нам информацию о чём-то, лежащем ныне за пределами нашего мира, и принести доказательства, что он — только малая часть куда более масштабной реальности.


Тут надо отметить, что открытая в 2007-м громадная дыра во Вселенной (WMAP Cold Spot) была несколькими месяцами ранее предсказана на кончике пера именно командой Мерсини-Хотон, и именно в русле описанной выше гипотезы.
Изображение


По последним оценкам, WMAP Cold Spot (пятно обведено кружком) представляет собой область пространства поперечником порядка полмиллиарда световых лет, в котором практически ничего нет (иллюстрация Rudnick/NRAO/AUI/NSF, NASA).

Столь необычный объект (вернее, отсутствие в этом обширнейшем регионе космоса чего бы то ни было, за исключением, быть может, тёмной энергии) Лаура объясняет схожим образом, что и возникновение тёмного потока: отпечатком взаимодействия между нашей Вселенной и вселенной-соседкой или сестрой, учитывая совместное их рождение.


Однако эта версия механизма генерации WMAP Cold Spot оспаривается некоторыми учёными и считается альтернативной. Как является предметом дискуссии и "мультивселенская версия" рождения тёмного потока (его, что интересно, Мерсини-Хаутон тоже предсказала за пару лет до открытия).


Две новые работы космологов – лишь первые попытки приоткрыть завесу тайны над этой вселенской рекой. Александр, Лаура и их соратники полагают, что её течение может вынести наш кораблик познания к берегам абсолютно неизведанным.


Источник: http://www.membrana.ru/articles/inventi ... re=readnow

Вывод из всего этого следующий: наша вселенная не одна сама в себе их бесконечное число. Можно рассмотреть конечную вселенную как материальный объект похожий на наш мозг. Мозг, как орган ограничен черепной коробкой и имеет границы, правда иллюзорные, но всё же имеет.
И эти конечные вселенные составляют холон*, который в свою очередь является то же частью
чего-то и так до бесконечности …

*) Холон (философия) — нечто, одновременно являющееся и целым само по себе, и частью чего-то ещё; ключевое для философии Кена Уилбера понятие, заимствованное им из произведений Артура Кёстлера.
*) Холон — наряду со спиноном квазичастица, возникающая в результате разделения спина и заряда в одномерных системах.



Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 01 фев 2010, 15:38 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
МИРОВАЯ УТОПИЯ

С.М.КОМАРОВ кандидат физико-математических наук


Напомним, что поводом к данной публикации послужили опубликованный в феврале 2008 года семью английскими учеными доклад о критических параметрах, преодоление которых приведет к переходу биосферы в новое состояние («Proceedings of the National Academy of Science», 2008, т. 105, № 6), и статья на аналогичную тему, подготовленная группой из двадцати шести ученых из институтов стран Европы во главе с Йоханом Рокстрёмом («Ecology and Society», 2009, № 9). В первой части была рассмотрена проблема потепления климата. Теперь — другие проблемы, связанные, по мысли авторов, с антропогенными изменениями окружающей среды (рис. 1).

Закисление океана

По поводу изменения климата Земли вопросов все еще больше, чем ответов, и дискуссия превращается из научной в политическую. С закислением океана, казалось бы, должно быть проще — это чистая химия. Растворимость углекислого газа в воде, согласно закону Генри, пропорциональна парциальному давлению газа. А коэффициент пропорциональности зависит от температуры. Для углекислого газа растворимость с ростом температуры падает существенно: в северных водах с температурой около нуля градусов она составляет (при нынешнем содержании углекислого газа в атмосфере) 335 мг на 100 граммов воды, а в тропических, где температура на поверхности около 30°С, — 125 мг. Увеличение давления усиливает растворимость углекислого газа. Это значит, что глубинные воды океана обогащены этим газом по сравнению с поверхностными, поскольку они и холоднее, и находятся под давлением водяного столба.

При растворении часть углекислого газа реагирует с водой и дает карбонат-ион или гидрокарбонат-ион, а так же протоны. Исход реакции зависит от кислотности воды. При щелочной реакции из молекулы углекислого газа получается два протона и карбонат-ион, который, встретившись с ионом кальция, может образовать нерастворимый карбонат и выпасть в осадок. Для этого рН должен быть больше 8,4. Если же рН меньше, от 4,2 до 8,4, то образуются гидрокарбонат-ион и карбонат-ион. При меньшем рН существуют только гидрокарбонат-ионы. Равновесие при этом определяется реакциями
СО2+СаСО3+Н2O↔Ca2++2HCO3-

Поскольку концентрации воды, карбоната кальция и иона кальция можно считать постоянными, равновесие определяется отношением активностей растворенного углекислого газа и гидрокарбонат-иона. Поэтому при недостатке гидрокарбонат-иона в него под действием протона превращается карбонат-ион, источником которого служат твердые карбонаты на дне водоема. Избыток гидрокарбонатов, наоборот, приводит к выпадению карбонатов. Так случается в районах, где глубинные воды выходят на поверхность: при высоком давлении в них растворено много углекислого газа и, стало быть, много гидрокарбонатов. В момент выхода давление падает, углекислый газ улетает и получается избыток гидрокарбонатов, которые превращаются в карбонат-ион; он соединяется с кальцием и образует известковые отложения на дне источника и всевозможных попавших в него предметах, а также сталактиты и сталагмиты.

Пока что приповерхностная вода в океане имеет щелочную реакцию, и в среднем ее рН равен 8,1. Как указывает в своем докладе 2007 года Межправительственная комиссия экспертов по изменениям климата, в течение XXI века показатель кислотности поверхностных вод океана должен снизиться на 0,14—0,4 единицы рН, то есть до значений 7,96—7,7.

Вообще говоря, изрядный запас карбонатов на морском дне, которые отлагались там в течение миллионов лет, должен обеспечить океану высокую степень буферности — растворяясь, они будут связывать протоны в виде гидрокарбонатов. Поэтому кислотность, пока все карбонаты не растворились, меняться не должна. Увеличиваться же в поверхностных водах она может потому, что их состояние далеко от равновесия — перемешивание происходит сравнительно медленно. Но факт остается фактом: из расчета климатических моделей следует, что карбонаты по мере роста содержания углекислого газа в атмосфере будут растворяться. И никакое потепление, которое снижает растворимость углекислого газа в воде и стабилизирует карбонаты, процесс остановить не сможет.

Чем же это опасно для морской экосистемы? А тем, что именно из карбонатов состоят панцири и внешние скелеты многих морских существ. Самый распространенный в живой природе карбонат — арагонит. Из него построены кораллы и раковины моллюсков. Другой карбонат, кальцит, служит строительным материалом для одноклеточных, составляющих планктон. Третий, высокомагниевый кальцит, используют красные водоросли, живущие в кораллах, и морские ежи. Арагонит легче растворяется в кислой воде, чем кальцит, а магниевый кальцит в зависимости от содержания магния растворяется даже лучше, чем арагонит. Поэтому от закисления океана первыми начинают страдать морские ежи, кораллы и моллюски, а потом уж планктон.

Насколько сильными будут изменения, заранее сказать трудно. Очевидно, что одни виды исчезнут, а другие займут их место. Существующие организмы могут и сохраниться, но совершенно изменить свой образ жизни. Например, ученые из Израиля показали, что в кислой воде (рН 7,4) колония средиземноморского коралла Oculina patagonica распадается на отдельные организмы — гидроидные полипы, подобные миниатюрным актиниям. Они по-прежнему прикреплены к каменистому основанию, но становятся крупнее и неплохо выживают в лабораторных условиях, то есть в отсутствие хищников. А когда кислотность воды снижается до рН 8,2, полипы снова собираются в колонии (рис. 2). Видимо, этот механизм не раз спасал кораллы от вымирания, ведь и прежде содержание углекислого газа в атмосфере поднималось и воды океана должны были закисляться. А вот многочисленным организмам, которые живут в коралловых рифах, при их растворении придется плохо, поскольку они потеряют и стол, и кров. С другой стороны, биологи из Монако и Франции («Biogeosciences Discussions», 2009, т, 6, с. 7103) показали на медленнорастущих кораллах Cladocora caespitosa, собранных в Лигурийском море, что содержание углекислого газа в атмосфере на уровне 700 ррм (то есть почти в два раза больше, чем сейчас) никак не сказывается на их росте и образовании панцирей, повышение же температуры на три градуса действует убийственно. А вот быстрорастущим тропическим кораллам высокое содержание углекислого газа может быть вредно.

Опыты с моллюсками, которые путешествуют на днищах кораблей и поэтому постоянно попадают в закисленные поверхностные воды, показали, что их ракушки становятся тоньше, то есть хищникам проще с ними справиться. Французские исследователи из Лаборатории океанографии в Виллафранке (агентство «AlphaGalileo», 15 сентября 2009 года) пришли к аналогичному выводу, изучив поведение северной морской улитки Limacina helicina при ожидаемом в 2100 году рН 7,7 — у нее скорость образования и без того тонкого до прозрачности панциря уменьшилась на треть. Правда, другие исследования показывают, что не все так уж плохо. Например, Ким Дэвис, студент Дальхаузского университета (США), заметил, что моллюски, обитающие около гидротермальных вент, в районе которых из-под морского дна вырываются потоки углекислого газа, защитили свои ракушки от растворения, покрыв их толстым слоем органического вещества (агентство «NewsWise», 30 апреля 2009 года). Эти моллюски живут десятилетиями, и никакие хищники их не пожирают. Международная группа ученых, возглавляемая Институтом полярных и морских исследований им. Альфреда Вагенера (ФРГ), отметила, что закисленные воды не нравятся коколитофоридам - одноклеточным водорослям с кальцитовым скелетом (агентство «AlphaGalileo», 19 сентября 2006 года). Однако палеонтологические данные свидетельствуют, что в былые времена эти водоросли вполне приспосабливались к закислению. Даже кораллы в прошлом умели менять состав своих скелетов, чтобы воспротивиться растворению (этот способ мог помочь и тем видам, которые не смогли бы продолжать существование в виде «актиний»).

Отсюда следует вывод: многие морские организмы смогут приспособиться к грядущим изменениям химического состава воды океана и занять освободившиеся места в экологических нишах. Вопрос лишь в том, хватит ли им на это времени.

Существует абсолютный предел закисления океана, при достижении которого катастрофа неизбежна: имеющихся в воде карбонат-ионов станет не хватать для того, чтобы связать все протоны, и карбонаты во всей толще океана сделаются неустойчивыми. Этот предел выражается степенью пересыщения — отношением произведения активностей имеющихся в воде ионов кальция и карбонат-иона к такому же произведению для насыщенного раствора карбоната, то есть когда существует равновесие между твердым веществом и его раствором. Если степень пересыщения меньше единицы, значит, твердых карбонатов в воде быть не должно. Двести лет назад степень пересыщения поверхностных вод океана по отношению к арагониту составляла 3,45. Сейчас она упала до 2,9, а при удвоении содержания углекислого газа в атмосфере снизится до 2,24. В глубине океана содержание углекислого газа растет и увеличивается растворимость карбонатов. Поэтому существует критическая глубина, на которой карбонаты становятся неустойчивыми: раковины погибших в верхних водах организмов по ее достижении начинают растворяться. Для арагонита эта глубина в Тихом океане проходит на уровне 500 м, а в Атлантическом — 2,5 км. Согласно расчетам, к 2100 году во многих районах Мирового океана глубина насыщения арагонита уменьшится до нуля.

Исходя из этих соображений, авторы идеи девяти пределов предлагают считать, что безопасная степень пересыщения поверхностных од океана по отношению к арагониту составляет 2,76. Таким образом, до критического уровня, за которым, по их мнению, начнется перестройка морских экосистем, нам осталось не так уж и много. Видимо, этот предел будет перейден после 2030 года.

Озоновая дыра

Стратосферный озон — важнейший для биосферы газ. Он создает щит, который закрывает Землю от стерилизующего ультрафиолета. История с полярными озоновыми дырами свидетельствует о том, что, преодолев некую границу, планетарная система может перейти в новый режим работы, ведь озоновая дыра возникла после того, как концентрация этого газа упала ниже некоего критического уровня. Этому способствовали два фактора — хлорфторуглероды, как сделанные человеком, так и природного происхождения, а также стратосферные облака, возникающие из-за охлаждения стратосферы и увеличения содержания в ней водяного пара. (Пара стало больше из-за роста температуры и усиленного испарения воды, а охлаждается стратосфера из-за развития парникового эффекта — все больше идущего от поверхности Земли тепла задерживается атмосферой и не нагревает стратосферу.)

Считается, что с первым фактором общими усилиями удалось справиться: после принятия в 1987 году Монреальского протокола концентрация хлорфторуглеродов в стратосфере над полюсами уменьшилась на 10%. Как это сказалось на озоновых дырах, выяснили ученые из Европейского космического агентства. Они доложили результат многолетних спутниковых измерений концентрации этого газа на конференции в Барселоне в сентябре 2009 года (агентство «AlphaGalileo», 21 сентября 2009). С 1974 по 1997 год содержание озона в стратосфере над средними широтами в обоих полушариях снижалось со скоростью 7% в десятилетие. А в последние 14 лет оно растет со скоростью около 1% в десятилетие. Иными словами, установилось шаткое равновесие: распад озонового слоя прекратился, а его восстановление фактически еще не началось. Но еще при подписании Монреальского протокола сторонники человеческой ответственности за планетарные катастрофы говорили, что восстановление займет много десятилетий.

Со стратосферными облаками сложнее: пока продолжается потепление и растет концентрация СО2, непонятно, как с ними бороться. Более того, существует мрачный прогноз: по мере развития парникового эффекта облачность в стратосфере будет усиливаться, из-за чего озоновый слой может начать разрушаться над всей планетой. Пока что мы далеки от опасной границы, после пересечения которой ультрафиолет стерилизует Землю. Граница же эта обозначена, как считает Рокстрём с коллегами, температурой стратосферы на полюсах, которая должна быть не ниже -78°С. Если стратосфера стабильно остынет сильнее, то всего за год уже без всяких хлорфторуглеродов озон исчезнет над полюсами, а возможно, и над менее высокими широтами. Сейчас температура полярной стратосферы редко опускается ниже -60°С. Однако порой снижение бывает очень сильным — и не обязательно в районе полюса, и тогда сразу же образуется озоновая дыра, которая после нагрева стратосферы затягивается. Например, это неприятное явление наблюдали в начале января 2006 года над территорией Голландии и Бельгии, когда температура стратосферы там упала до -86,8°С. В прошлый раз аналогичное падение температуры над этими странами метеорологи зафиксировали двадцатью годами раньше. Очевидно, о том, насколько близок переход планеты к состоянию глобальной озоновой дыры, можно судить по частоте подобных событий и их продолжительности.

Циклы азота и фосфора

Способность человека фиксировать атмосферный азот с помощью установок, созданных Карлом Бошем (см. статью о нем в предыдущем номере), и производить минеральные удобрения подняли сельское хозяйство на недосягаемую ранее высоту. Сейчас таким способом из атмосферы ежегодно изымается 80 Мт азота. Правильная агротехника, а именно посадка «зеленых удобрений» — азотфиксирующих бобовых растений — добавляет еще 40 Мт. Наконец, 30 Мт азота в виде оксидов получается при сгорании органического топлива — оксиды образуются из-за окисления азота воздуха при высокой температуре. В виде же фосфорных удобрений и добавок к моющим средствам человечество выделяет в окружающую среду 20 Мт фосфора. Если бы не было человека, то не было бы и такой прибавки к циклам этих веществ, а она, в отличие от антропогенных парниковых газов, вполне сопоставима с природными значениями. Дело не в том, что из атмосферы будет изъято слишком много азота — его запасы несопоставимо больше, все-таки это основной газ планеты, — а в том, что слишком много этого важнейшего для жизни элемента перейдет в легкоусваиваемую живыми организмами форму.

Расчет здесь такой. Есть два основных природных механизма связывания азота — азотфиксирующие бактерии и удары молний, однако цикл азота довольно сложен, и оценить вклад человека непросто. Например, тот же Сванте Аррениус считал, что бактерии связывают 400 Мт азота в год — тогда антропогенный вклад составляет чуть больше трети только от этого количества. По современным данным, вклад бактерий не столь велик — всего от 90 до 140 Мт. Молнии, подсчитать эффективность которых гораздо проще, дают еще 10 Мт. Получается 100—150 Мт природно связанного азота против 150 Мт связанного человеком. Рокстрём с коллегами считают, что это слишком много и доля человека не должна превышать четверти от средней оценки естественного потока, то есть 35 Мт. Очевидно, такое предложение ставит крест на синтетических удобрениях и высокопроизводительном сельском хозяйстве, а заодно и на сжигании органического топлива, хоть ископаемого, хоть возобновляемого, — оксиды азота будут образовываться в любом случае.

С фосфором провести расчет не проще. Он попадает в окружающую среду в результате выветривания, как считается, в количестве около одного миллиона тонн в год. А из тех 20 Мт, что используют на полях или в виде минеральных удобрений, 9 Мт смывается в реки и океан, остальное усваивают высшие растения. Смытый же фосфор идет на питание одноклеточных водорослей. Правда, процесс его усвоения — небыстрый: значительная часть фосфора сначала оседает на дне и затем постепенно вовлекается в круговорот живого вещества.

Чем грозит увеличение концентрации фосфора и азота в воде? Они служат питанием для развития водорослей, в том числе одноклеточных. Водоросли, расплодившись из-за обилия питательных веществ, во-первых, сделают воду мутной, во-вторых, при гниении используют значительную часть растворенного в воде кислорода, что не пойдет на пользу его обитателям и тем, кто этих обитателей использует в пищу. Примеры таких изменений имеются — это и цветение озер, в которые попадают содержащие удобрения стоки с полей, и возникновение бескислородных зон в Балтийском море. К тому же рост концентрации углекислого газа усиливает фотосинтез и, стало быть, размножение водорослей. Вызванные избытком азота при относительном недостатке фосфора изменения видового состава планктона плохо сказываются на всей пищевой цепочке.

Размножившись, водоросли выделяют столько ядовитых веществ, что массово гибнут рыбы и другие морские обитатели. А Джеймс Кэстл и Джон Роджерс из Клемсоновсого университета (агентство «NewsWise», 19 октября 2009 года) обнаружили интересное свидетельство в пользу того, что водоросли способны вызывать и глобальные катастрофы. Ученые задались целью понять, почему удар астероида мог сопровождаться массовым вымиранием не только наземных, но и морских организмов. Анализ геологических слоев показал, что каждый раз в эти моменты формировались толстые маты из одноклеточных водорослей. Кэстл и Роджерс предположили, что питательными веществами их обеспечивало огромное количество пыли, попадающее в океан при взрыве и пожарах: водоросли активно размножались, отравляя все вокруг своими токсинами.

В общем, по мнению Рокстрёма и коллег, человечество давно перевалило за безопасный рубеж по азоту и фосфору и движется к глобальной гипоксии океана. Полностью бескислородное состояние, при котором в океане восстановится древнейшее анаэробное царство, из-за недостатка фосфора, видимо, вряд ли наступит. Вместо этого появятся обширные зоны гипоксии в прибрежных районах, где концентрируются стоки с полей. Пример такой зоны можно найти в Мексиканском заливе.

Именно азот оказывается главным злом: как показывает расчет Рокстрёма с коллегами, при сохранении нынешнего потока фосфора неизменным, даже через тысячу лет доля вызванных им зон гипоксии в Мировом океане увеличится с нынешних 14% до 22%. Но неизменным поток не будет, потому что на Земле всего 20 Гт фосфора. Вряд ли весь этот фосфор удастся извлечь, а иначе на тысячу лет его не хватит.

К сожалению, сократить поток антропогенного азота и фосфора весьма затруднительно, поскольку именно минеральные удобрения и органическое топливо позволили прокормить и обогреть человечество в XX веке. Путей здесь два. Во-первых, переход на получение энергии без сжигания топлива и применение таких удобрений, которые полностью потребляются растениями. Во-вторых, использование иных методов выращивания еды. А это связано с изменением системы землепользования.

Использование земли

Человек расчищает землю, чтобы выращивать себе пищу, и площадь освобожденных от леса земель в последние полвека стабильно растет со скоростью 0,8% в год. Сейчас 12% площади суши, свободной от ледников, занято сельскохозяйственными культурами. Очевидно, что при этом изменяются круговороты углекислого газа, воды, азота и фосфора, а также снижается биоразнообразие, то есть возрастает риск приближения ко всем пределам, связанным с этими параметрами. Рокстрём с коллегами считают, что увеличение доли используемой человеком земли еще на 400 Мга, в результате чего общая используемая площадь составит 15% площади свободной от ледников суши, может привести к глобальным негативным последствиям.

Если считать, что площадь обрабатываемой земли на одного человека представляет собой константу, которая при нынешнем населении планеты в 6 млрд. составляет примерно четверть гектара, получается, что предела по используемой площади мы достигнем при численности населения в 7,5 млрд., которые ожидает нас отнюдь не в далеком будущем. Поэтому Рокстрём с коллегами советуют не распахивать новые земли, а лучше использовать имеющиеся. Например, сосредоточить сельское хозяйство, оснащенное по последнему слову науки и техники, в южных районах, где растения дают больше всего продукции, а на севере, где оно убыточно, — забросить поля, и позволить природным экосистемам восстанавливаться самостоятельно либо с помощью человека. Тем более что именно у нас на севере растут так называемые бореальные леса, в которых происходит захоронение углекислого газа, изъятого из атмосферы в виде органического вещества: из-за холода растительные остатки не успевают перегнивать, в отличие от тропиков, где все растет быстро, но столь же быстро и разлагается на составляющие. Именно бореальным лесам угрожает серьезная опасность в связи с глобальным потеплением: по расчетам британских ученых, подготовивших упомянутую в первой части статью в PNAS, при потеплении на 3-5°С они исчезают за полвека.

Проблему уменьшения площади возделанных земель можно решать и за счет регулирования численности населения, и за счет изменения стандартов питания. Видимо, наиболее радикальный вариант развития этой идеи должен привести человечество к продуктам из белков дрожжей и прочим ужасам, описанным в фантастических антиутопиях. Впрочем, Рокстрём с коллегами считают, что без радикальных действий удастся обойтись: они возлагают особые надежды на создание агроприродных ландшафтов, в которых природные и сельскохозяйственные, а также городские экосистемы будут гармонично сочетаться и уживаться друг с другом, увеличивая таким безопасным способом и площадь возделываемых земель, и продуктивность сельского хозяйства, а также на ограничения роста городов и использования земель для производства биотоплива.

Биоразнообразие

По мнению Рокстрёма и его коллег, мы живем в период шестого массового вымирания в истории планеты. Ежегодно исчезает примерно 100—1000 видов из миллиона, а естественная скорость, по данным палеонтологов, — 0,1-1 вид в год из миллиона. Считается, что в недалеком будущем скорость исчезновения видов, вызванного непосредственно деятельностью человека, возрастет еще десятикратно. Сейчас в среднем четверти видов угрожает вымирание: от 12% у птиц до 68% у цикад. Очень быстро вымирают лягушки и прочие амфибии. До недавнего времени основное вымирание шло на тропических островах, однако в последние двадцать лет половина исчезающих видов приходится на континенты. Причины этого — разрушение природных экосистем и замена их искусственными — городскими или сельскохозяйственными, а также проникновение в экосистемы посторонних для них видов и изменение климата. Новые системы неустойчивы и сильно зависят от действий человека.

Падение биоразнообразия опасно тем, что в каждой экосистеме существует множество связей между видами. Изъятие любого из них разрывает связи, и если их оборвется слишком много, то экосистема распадется. Более того, при изменении условий проигрыш одних видов компенсируется выигрышем других, и это делает экосистему устойчивой. Но при ее оскудении такой компенсации может не получиться, и прежнее сообщество живых существ исчезнет, оставляя экологическую нишу на долгие годы незанятй. Обеднение экосистем видами делает ее более уязвимой и к другим факторам, таким, как потепление климата, закисление океана или избыточное поступление азота и фосфора, — все это ускоряет вымирание.

К чему приводит значительное снижение биоразнообразия, известно из геологической истории: одни группы животных сменяются другими, совсем непохожими на предыдущие, а доминировавшие ранее виды вымирают или переходят на маргинальное положение. Нелишне напомнить, что сейчас у нас расцвет млекопитающих, пришедших на смену динозаврам, а доминирует вид Homo sapiens.

Определить граничную скорость исчезновения видов, при которой биосфера скачком переходит в новое состояние, нелегко. Рокстрём с коллегами считают, что приемлем уровень 10—100 видов из миллиона в год.

Вода

Пресная вода нужна человеку для сельскохозяйственных и бытовых нужд. В природе ее функция иная: формировать облака и пополнять реки, озера и моря за счет осадков. Эти функции находятся в сильном противоречии. Так, около 25% рек из-за использования человеком уже не достигают своего устья, а высыхают ранее. К чему это приводит, показывает крупнейшая экологическая катастрофа в Средней Азии — распад Аральского моря на две части. Естественно, все это сопровождается гибелью водных экосистем и снижением биоразнообразия.

Однако человек влияет не только на сток рек. Существует еще влага, содержащаяся в почве. Ее испарение в значительной степени определяет формирование дождевых облаков и выпадение осадков, которые замыкают круговорот воды. Повышенное испарение из-за замены лесов на поля приводит к высыханию земли, изменению режима выпадения осадков и может вызвать опустынивание.

Чтобы сохранить устойчивость, нужно ограничивать как нарушение испарения воды с суши, так и употребление воды рек и озер на уровне, обеспечивающем существование водных экосистем. Поток пресной воды в реках сейчас оценивают в 12-15 тысяч км3 за год. Согласно оценкам, которые приводят Рокстрём и коллеги, при его уменьшении на 5-6 тысяч км3 в год возникнет серьезный недостаток пресной воды. По другим данным, уже снижение на 4 тысячи км3 в год совершенно изменит режим испарения с поверхности суши, количество осадков и, как следствие, перестроит наземные и водные экосистемы. Сейчас использование речных вод для полива — 2,6 тысячи км3 в год. Это меньше обозначенного порога в 4 тысячи км3 в год. Однако к 2030 году предполагается увеличение на 25—50%. Таким образом, предел может быть достигнут в обозримом будущем. К тому же из-за глобального потепления изменятся количество осадков и их распределение по поверхности планеты, а это также скажется на круговороте пресной воды.

Аэрозоли

Под аэрозолями понимают прежде всего оксиды серы и азота, которые образуются при сгорании ископаемого топлива. Оксиды обоих этих элементов при растворении приводят к закислению вод за счет образования серной и азотной кислот, но проблема не только в этом. Собираясь в верхних слоях атмосферы в виде капелек серной и азотной кислоты, они экранируют поверхность планеты от солнечного света и таким образом охлаждают ее. С одной стороны, это неплохо, поскольку снижает парниковый эффект. С другой стороны, локальное охлаждение поверхности Земли из-за аэрозолей может привести к серьезным последствиям. Прежде всего скопление аэрозолей у южных склонов Гималаев изменит режим осадков в Индии, а это, в свою очередь, повлияет на Индийский муссон: вместо регулярного он станет хаотическим. В конце концов это приведет к чередованию чрезмерных дождей с чрезмерной засухой на Индостане. За это будут ответственны не только упомянутые оксиды, но и твердые частицы, также образующиеся при сгорании топлива. «Переключение» Индийского муссона на новый режим может произойти внезапно, буквально за год, если альбедо, то есть степень отражения солнечных лучей, в районе Гималаев повысится до 0,5 (ныне среднее альбедо Земли 0,3). Так, во всяком случае, считают авторы статьи, опубликованной в PNAS. Рокстрём с коллегами сейчас не готовы обсуждать положение того уровня аэрозолей, при преодолении которого планета перейдет в какой-то новый режим, равно как и аналогичный предел для загрязнения окружающей среды множеством продуктов химической и фармацевтической промышленности. Но проблему обозначают.

Картина получается довольно мрачной, даже если не все эти прогнозы сбудутся. Однако сама по себе идея — ограничить человеческую деятельность во имя сохранения голоценовой стабильности — выглядит несколько утопичной, поскольку еще никому и никогда не удалось остановить прогресс человечества на длительное время. Видимо, надо искать другие пути и другие механизмы, которые позволят не консервировать стабильное прошлое, а жить в изменяющемся будущем.

Окончание. Начало статьи см. в номере 11, 2009

Источник: "Химия и жизнь"
http://www.inauka.ru/analysis/article98833.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 01 фев 2010, 21:29 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 май 2009, 00:24
Сообщения: 14637
Траникус Сатр: Квантовая Вселенная

Мир, окружающий нас, непрерывен. Однако человеческий разум всё описывает дискретным образом. Эта статья - компиляция дискретных систем описания Мира. Здесь предложена более упрощённая КВАНТОВАЯ модель описания.

полностью читайте: http://zhurnal.lib.ru/s/sarafanow_a_s/k ... naja.shtml


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 11 фев 2010, 15:32 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 12 июн 2009, 00:05
Сообщения: 12196
09.02.2010

Что происходит с Землей?



Что-то происходит с пространствами Земли.
Нам уже сказали по многим каналам, что началась трансформация,
духовные роды планеты.…
То, что мы так долго ждали и призывали в реализацию.
И вот сейчас, когда наши устремления стали манифестироваться, что мы испытываем?
Это то, чего мы ждали? Или наши намерения были не такими?
Или Земля идет путем своих намерений?
Учитывает ли Земля наши желания и если да, то в какой степени?
Если мы – Боги, кто создавал эту планету, то именно мы сейчас изменяем ее.
Почему же многие из нас чувствуют растерянность и даже страх?
Кто же мы, на самом деле?



Я задаю эти вопросы своим Высшим аспектам, тем самым, истинным, которые являются частью Единого многоразмерного энерго-информационного поля. Как всегда, ответ приходит светопакетно, и я только разворачиваю его в слова.



- У Единого Сознания нет таких вопросов, потому что вопрос предполагает сомнение в том, что ты видишь и чувствуешь. Трехмерный ум мечется в поиске удобной парадигмы, чтобы все разложить по полочкам. Единое сознание квантово по природе. В нем проявляется скрытая структура, тот самый Божественный порядок, который является основой Всего Что Есть.



Видимый вами хаос – всего лишь отражение фрагментов общей картины, которая существует в развернутом вечном бытие. В более плотных размерностях, снизу, хаос видится как нарушение установленного порядка, но это всего лишь результат линейного восприятия единого непрерывного процесса, который потому и видится отдельными фрагментами.



Человек, ты познаешь мир, как всегда, однопланово и во времени, и суть ускользает за этими искусственными построениями ума, а не Разума. Чтобы увидеть более полную картину, нужно встать в единую точку себя, через которую проходит единая динамика движения – в узловую точку волны Сознания, которая порождает квантовые колебания единого квантового поля.



Очень сложно описать это вашими словами. Очень сложно дать адекватный образ. Но если вы сумеете достичь собственной глубинной точки, через которую вы постоянно двигались и продолжаете двигаться в изменение формы, то вы сможете уловить это колебание вечности и войти внутрь его. Тогда вы сможете двигаться внутри этой волны, и все станет для вас обоснованно и непререкаемо. Тогда наступит ясность вашего Разума и Сердца. Вы почувствуете пульс эволюции.



Ваши Сознания многомерны и едины по своей Высшей природе. То, что вы как человечество, сделали выбор следовать Божественной воле, которая наконец-то проявилась в вас и стала вашим свободным выбором, поставило вас в центр трансформационного процесса. Через вас, через ваши умы и сердца, через ваши энергетические поля происходят трансформации, выбранные вашими высшими Сознаниями, для которых это даже не выбор, а единственно правильный путь следования Истине. Вы всего лишь осознаете эти Божественные необходимости как свою свободную волю.



Признайтесь, вам нравится быть свободными от Воли Бога. Быть свободными на планете свободного выбора, как вас уверяют. Но если вы примите Волю Бога как свою собственную, а именно этим она и является, тогда ваша дуальность, которая в том числе проявляется и в вашей мнимой свободе выбора одного из двух и более вариантов, завершится, слившись в единое проявление.



Как вы думаете, можете ли вы, как человеки, руководить трансформацией планеты? Вы, которые мечетесь в поисках положительного для вас варианта проживания каждого дня? Вы, которые не можете договориться между собой по основным понятиям, в том числе нравственным? Я говорю о работниках света, которые неустанно работают, посылая свет туда, куда они считают нужным, не спрашивая тех, кому они этот свет посылают, что именно им нужно.



Как часто вы общаетесь с Духом планеты, стараясь осознать его стремления? На каком языке вы общаетесь с природой и стихиями – на своем вербальном или на их энергетическом языке? Осознаете ли вы свою истинную роль на Земле? Вы знаете, что пришли с далеких звезд или из иных галактик. Вы знаете о своих прошлых жизнях, прожитых в совершенно иных формах, включая нечеловеческие. Но что это дает вам? Вы используете эту бесценную информацию для собственного утверждения. Ваше происхождение ничто, пока вы не станете равными ему по энергии, сознанию и ответственности. Ваша сила ограничена вашими ментальными представлениями и эмоциональными метаниями в разные стороны. Чтобы стать подобными себе, тем, «кто вверху», вы, те, кто «внизу», должны перестать разделять бытие на высокое и низкое, на черное и белое, на плюсы и минусы. Все есть опыт, который вы либо используете для своего развития, либо нет.



Земля – продукт коллективного Сознания галактических сущностей Вселенной, которые для познания всех измерений планеты воплощаются в физические тела своей небольшой частицей. Ваше физическое тело – сконцентрированный и уплотнившийся свет, который стал вибрировать на определенной длине волны. Вместо того, чтобы противопоставлять тело и дух, разум и чувства, выйдите за рамки собственного дуального опыта и встаньте в свой собственный центр. Тогда вы увидите собственный источник Сознания, которое функционирует на разных частотах, создавая разные реальности, которые являются реальностями в целях познания, но иллюзией с точки зрения создающего их Духа.



Если вы примите, что все есть энергия, сознающая и созидающая энергия, созидающая все реальности, миры, планеты, включая вас, ваше тело, разум и эмоции, ваши действия и отношения, то ваш поиск прекращается, потому что вы уже нашли Все Что Есть. И тогда вы устремляетесь не к поиску правильного выбора, не к внешнему действию, а к познанию себя как Всего Что Есть. Познанию не в категориях противопоставления и разделения, и даже ни в каких категориях. Вы становитесь Духом в познании, где познающий и познаваемое сливаются в единое, которое можно иллюзорно разделить, но, в действительности, нельзя разделить (если только на мгновение), потому что тогда разрушается канва бытия.



Только когда вы перестанете быть разделенными и дуальными, вы сможете помочь Земле, потому что Земля перестанет быть для вас неким внешним объектом вашей помощи, а станет вами. Вы начнете дышать, как Земля, ощущать ее реки, как свои артерии, вулканы, как источник жизненной энергии… Вы перестанете испытать страх перед ее мощнейшими трансформациями, потому что примите их как собственные трансформации. Только когда ваше восстановленное сознание сольется с сознанием планеты, а ваша энергия станет продолжением ее единого энергетического поля, вы вернете себе статус Богов, созидающих новую Землю. Это сложно принять многим из вас. Но утешьтесь – Вы на истинном пути и никогда не сходили с него, даже когда колесили по обочинам и залезали в трясину. Ибо Путь этот лежит в глубине вашего истинного Я, которое и есть ваш единственный Спаситель.



Наша любовь к вам беспредельна и безусловна, всевременна и всеобъемлюща, ибо нет ничего, кроме Любви Духа к самому себе и к своим творениям, все остальное – познание, которое приводит Дух в ту же самую точку проявления себя в энергии Любви.



Золотухина Татьяна



Источник: http://www.metasintez.ru/material_grypp ... 2_2010.htm


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 20 мар 2010, 18:08 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
ВОБР - ЧТО БЫ ЭТО ЗНАЧИЛО?

Руслан ГРИГОРЬЕВ

Вложение:
1.jpg
1.jpg [ 64.42 Кб | Просмотров: 9416 ]


Ордовикской в геохронологии называют геологическую эпоху, которая сменила эпоху Кембрийскую и продолжалась (примерно) с 489 до 443 миллионов лет назад. Почти посредине этой эпохи, 465 миллионов лет назад, произошло событие, которое получило название ВОБР (Великое Ордовикское Биологическое Разнообразие). Состояло оно в том, что в течение считанных миллионов лет число видов, населявших тогдашние океаны, увеличилось втрое (!) и появились совершенно новые виды, которые сильно потеснили возникших в Кембрии трилобитов, а затем некоторые из этих новых существ (артроподы и специфические виды мхов) впервые вышли на сушу.

Феномен этот тем более примечателен, что больше никогда в истории эволюции такое быстрое и огромное увеличение биологического разнообразия не повторялось. Детали этой эволюционной вспышки (некоторые даже называют ее «биологической революцией») еще не до конца понятны, и в 1997 году ЮНЕСКО включило ее изучение в список своих международных проектов по геонаукам. Первые итоги этого проекта, закончившегося в 2002 году, были подведены в вышедшем в 2003 году сборнике статей под редакцией Вебби. Сразу же вслед за этим ЮНЕСКО организовала следующий проект, целью которого является, в частности, выяснение причин Ордовикской вспышки биологического разнообразия.

Действительно, загадка — почему нормальное течение эволюции вдруг прерывается и наступает период резких изменений, иногда к худшему, иногда к лучшему, но всегда очень неожиданных и как бы не имеющих биологических причин. Явно произошло что-то внешнее, инициировавшее эту цепь изменений, — но что? В связи с новым проектом ЮНЕСКО ответы на этот вопрос посыпались как из мешка, но большинство из них только удлиняло цепь изменений, приведших к ВОБР, не указывая на самое первое звено. Так, в июне 2008 года появилась работа Веколи и других. Анализируя данные книги Вебби, он приходит к выводу, что первым биологическим событием в цепи, ведущей к ВОБР, было необыкновенное увеличение планктона, составлявшего основную пищу всех тогдашних морских видов. А Джулия Троттер с коллегами в своей статье, появившейся месяцем спустя, считают, что первым было постепенное похолодание (как они отмечают, в конце Кембрийской эпохи температура на земле поднялась до 70 градусов Цельсия, а за время раннего Ордовика она упала до нынешних экваториальных).

Ну, а что вызвало это похолодание? Или это внезапное увеличение планктона?

Тут мы оказываемся на знакомой почве, потому что в поиске этого «первого звена» в цепи, приведшей к ВОБР, ученые в очередной раз возвращаются к уже многократно обсуждавшимся двум вариантам — «земному» и «космическому». По мнению ряда специалистов, «самым первым» звеном были крупные геологические процессы, сопровождавшие ранний и средний Ордовик. В те далекие времена, говорят эти ученые, происходили весьма существенные подвижки континентальных плит, которые приводили к закрытию одних тогдашних морей и открытию других. Плиты, несущие на себе эти моря, входили одна под другую (это явление называется субдукцией и происходит также сейчас, хотя гораздо медленней). В местах субдукции гигантских плит возникали очаги столь же гигантских землетрясений и вулканических извержений (опять же явление, знакомое по нынешним временам, но тогда неизмеримо более сильное).

Все это вместе привело к выбросу в океаны огромного количества новообразованных химических веществ, необходимых планктону для размножения. Бурное появление пищи в огромных количествах должно было вызвать столь же бурное размножение планктона, а дальше — смотри выше. Эта вулканическая (или лучше сказать — тектоническая) гипотеза хороша (в данном случае) еще и тем, что может объяснить обнаруженное группой Троттер Ордовикское похолодание. Оно могло быть вызвано длительным выбросом в атмосферу огромного количества вулканической пыли, которая надолго затмила Солнце.

«Вулканическое» объяснение ВОБР не является чем-то новым — как и в случае динозавров, оно было предложено уже давно, и отмеченные выше статьи только развивают ее, подкрепляя деталями, полученными в ходе «Проекта ВОБР». Столь же давно существует и альтернативное, «космическое» объяснение этого феномена, впервые предложенное около 10 лет назад шведским геологом Биргером Шмицем. Недавно и оно получило дальнейшее развитие и подкрепление в новых работах того же Шмица. Когда-то, еще в 2001 году, он удивил научный мир, сообщив о том, что обнаружил большое число оплавленных, размером с кулак, остатков метеоритной породы в скалах времен среднего Ордовика. Количество этих остатков было так велико, что объяснить его можно было, только предположив, что в те времена метеориты обрушивались на Землю во 100 крат (!) чаще, чем обычно, причем эта бомбардировка длилась несколько миллионов лет!

Заинтересованные открытием Шмица астрономы запрягли в работу свои компьютеры, вооружив их законами небесной динамики и данными о метеоритах, и в скором времени вычислили (вспять), что в поясе астероидов между Марсом и Юпитером есть группа обломков, которые движутся по близким орбитам, позволяющим думать, что все они являются обломками одного большого астероида, расколотого в результате столкновения, произошедшего именно в указанное Шмицем время, — 460 — 465 миллионов лет тому назад. Те же расчеты показали, что основная часть обломков, родившихся в этом соударении, имела такие орбиты, которые должны были привести к их столкновениям с Землей в последующие миллионы лет.

Теперь же Шмиц опубликовал новую статью, подводящую итоги его многолетних исследований Ордовикских скал в Швеции и Китае. На сей раз он анализировал эти древние скалы на предмет наличия в них изотопа осмия-187 (которого в веществе астероидов и метеоритов всегда больше, чем осмия-188). Кроме того, он растворял взятые им в разных слоях скальные пробы с целью поиска в них микроскопических зерен так называемого хромита (метеоритного вещества, которое может сохраняться в течение сотен миллионов лет).

Оба поиска оказались успешными. Последовательные (во времени) слои Ордовикских скал показали постепенное нарастание осмия-187, причем первый подъем его концентрации в скалах почти совпадал с началом Великой Ордовикской биодиверсификации, опережая ее на каких-нибудь несколько десятков тысяч лет. Эта точка соответствовала времени, когда на Землю должна была выпасть первая метеоритная пыль, порожденная в описанном выше соударении. А рост содержания хромитов — как в шведских, так и в китайских скалах — начался на миллион лет позже, когда Земли достигла первая волна метеоритных обломков, и это время оказалось опять-таки очень близким тому, когда Ордовикская биодиверсификация обрела поистине широкие масштабы. Аналогичное совпадение по времени Шмиц обнаружил для третьей стадии метеоритной бомбардировки, когда число метеоритных ударов повысилось в 5 — 10 раз, этот период почти точно совпал со временем максимальной биодиверсификации в Ордовике.

По словам Шмица, эти поразительные совпадения могут указывать на причинную связь между метеоритной бомбардировкой Земли и ходом биологической эволюции на ней. И действительно, найденные им совпадения впечатляют. Одно непонятно — каким может быть механизм такой причинной связи? Каким именно образом падение метеоритов может вызвать биодиверсификацию? «Космическая гипотеза» Шмица этого пока объяснить не может. А с другой стороны, противостоящая ей «вулканическая гипотеза», указывая на возможный механизм связи роста биодиверсификации с тектоническими и вулканическими явлениями, не может подкрепить свои утверждения ни одним конкретным совпадением этих явлений во времени. Вот если бы «губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича…»

Источник: "Знание - Сила" http://www.inauka.ru/space/article99822.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 08 апр 2010, 18:06 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8974
Эвакуация - проблема математическая

Компьютерное моделирование людских потоков - дело сложное. Однако такие модели облегчили бы, например, экстренную эвакуацию людей из горящих зданий. Кельнские ученые завершают разработку прототипа такой системы.

Тема эвакуации посетителей из охваченной пожаром дискотеки или пассажиров с тонущего круизного судна привлекает внимание общественности всякий раз после очередной трагедии с десятками жертв. Правда, вскоре оттесняется на задний план потоком других новостей - до следующей трагедии. Между тем, проблема эта чрезвычайно сложна и не может быть решена банальными рекомендациями не блокировать запасные выходы и не загромождать посторонними предметами коридоры. Она занимает множество серьезных ученых, в том числе и физиков-теоретиков. Однако закономерности, которым подчиняются людские потоки, не говоря уже об особенностях поведения охваченной паникой толпы, очень плохо поддаются компьютерному моделированию.

Пешеходы своенравнее автомобилистов

Для исследователей, пытающихся математическими методами описывать социологические феномены, пешеходы на улице являются гораздо более сложным объектом, нежели то же количество людей за рулем автомобилей, подчеркивает профессор теоретической физики Кельнского университета Андреас Шадшнайдер (Andreas Schadschneider). "Поведение каждого отдельного водителя в значительной мере определяется тем, что делает машина, идущая непосредственно впереди него, - объясняет он. - Динамика же пешеходов зависит от большего числа факторов, а потому сложнее. Людские потоки пересекаются, сливаются, расходятся в разных направлениях, мы вынуждены уворачиваться от идущих нам навстречу. Нам недостаточно ориентироваться лишь на ближайшего к нам пешехода, нам приходится учитывать поведение сразу многих людей".

Если бы эти закономерности удалось описать математически, такая модель позволила бы сделать более надежными и эффективными планы эвакуации публики из дискотек, театров, концертных залов, стадионов и прочих мест массового скопления людей. Однако спрогнозировать поведение людей в экстремальных ситуациях трудно, ведь порой оно носит иррациональный характер, поскольку продиктовано стадным инстинктом.

Сюрпризы японских экспериментов

"Тут есть множество факторов, которые мы пока не понимаем, - признается профессор Шадшнайдер. - Особенно, если иметь в виду количественные оценки". Но ведь именно количественные оценки и нужны, скажем, архитектору, проектирующему здание и решающему, какой ширины должны быть пути эвакуации и двери аварийных выходов. Недавно японские исследователи провели обширную серию экспериментов, в ходе которых нескольким десяткам студентов предлагалось как можно скорее покинуть помещение через одну-единственную дверь. Ширину этой двери можно было варьировать, а кроме того, участников экспериментов разбили на две группы, в одной из которых люди должны были действовать совместно, помогая друг другу, а в другой подопытным велели пробиваться к выходу, не обращая внимания на остальных. "И совершенно неожиданно, - рассказывает профессор Шадшнайдер, - эти эксперименты показали, что в случае узких дверей, то есть шириной менее 80 сантиметров, взаимная вежливость и готовность уступить дорогу ближнему обеспечили более быструю эвакуацию. А в случае широких дверей - шире 80 сантиметров - эффективнее оказалось агрессивное поведение, тактика "каждый за себя".

Эта информация может сыграть важную роль применительно к эвакуации авиапассажиров из самолета. Кроме того, оказалось, что опасность массовой паники сильно преувеличена. Тщательный анализ данных о былых катастрофах показал, что люди в экстремальных ситуациях очень часто ведут себя взвешенно и разумно. Если же они и затаптывают упавших до смерти, то лишь потому, что на них напирает толпа. "Важным фактором в этих ситуациях, когда есть раненые и погибшие, является высокая плотность толпы, - говорит профессор Шадшнайдер. - Если она составляет 5, 6 или даже 7 человек на квадратный метр, то у споткнувшегося и упавшего нет никаких шансов снова подняться".

Проект Hermes

Чтобы снизить риск таких трагедий при проведении массовых мероприятий, ученый совместно с экспертами по вопросам безопасности из полиции и пожарной службы работает над электронным эвакуационным ассистентом для дюссельдорфского спортивно-концертного комплекса Esprit-Arena вместимостью 66,5 тысяч человек. "В рамках проекта Hermes мы хотим создать систему, которая собирала бы и анализировала данные о количестве зрителей, находящихся в данный момент на стадионе, и об их распределении по рядам, секторам, трибунам, коридорам и переходам, - поясняет профессор Шадшнайдер. - Информация о продаже билетов, картинки с видеокамер наблюдения - все это должно поступать в компьютерную модель, содержащую схемы возможных путей эвакуации. И эта модель сразу выявляла бы "узкие места", показывала бы, где могут возникнуть опасные заторы".

В ситуациях, когда счет идет на секунды, такая информация помогла бы спасти немало жизней. Чтобы собрать экспериментальные данные для своих расчетов, кельнские ученые провели в Дюссельдорфе серию опытов, в которых приняли участие сотни солдат и студентов-добровольцев. Теперь полным ходом идет разработка соответствующих алгоритмов. Монтаж и испытания прототипа этого эвакуационного ассистента запланированы на 2011 год.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман
http://www.dw-world.de/dw/article/0,,5441210,00.html


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Статьи
СообщениеДобавлено: 24 апр 2010, 23:47 
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 22 май 2009, 00:24
Сообщения: 14637
Начало биться сердце миниатюрных атомных часов

В Лаборатории стандартов частоты Физического института РАН разработан миниатюрный квантовый дискриминатор – «сердце» высокостабильных малогабаритных атомных часов нового поколения.

Несмотря на малый объём квантового дискриминатора (не более 10 куб.см), атомные часы будут настолько точны, что за сутки накопят отклонение всего лишь в одну миллионную долю секунды.

Относительная нестабильность одних из самых точных в мире атомных стандартов частоты и времени (цезиевые фонтаны) достигает 10-16 . Такие часы задают время в национальных метрологических лабораториях. Часы с более низкой точностью (10-13 ) обеспечивают точное измерение времени на навигационных спутниках систем GPS и ГЛОНАСС. Однако в большинстве случаев массового применения не нужна и такая точность. Например, у выпускаемых сегодня прецизионных кварцевых генераторов относительная нестабильность частоты составляет около 10-9 – 10-10 за сутки. Традиционные рубидиевые стандарты с объёмом порядка 1000 куб.см и весом до нескольких килограммов, обладают нестабильностью выходной частоты 10-12 .

Сотрудники ФИАН вместе с коллегами-теоретиками из Института лазерной физики СО РАН работают над созданием атомных часов нового поколения с относительной нестабильностью 10-11 . «Маятник» разрабатываемых часов – атом цезия, в котором взаимная ориентация моментов ядра и электрона меняется примерно 10 миллиардов раз в секунду. Такие часы рассчитаны на массовое применение. Они заменят прецизионные кварцевые генераторы, по крайней мере, на порядок превосходя их по долговременной стабильности при меньшем объёме и энергопотреблении. Ожидается, что объём часов не будет превышать 50 куб.см, а необходимая для потребления мощность – 0,3 Вт.

На габариты атомных стандартов частоты и времени предыдущего поколения накладывалось ограничение, определяемое длиной волны резонансного СВЧ поля, взаимодействующего с атомной средой. Поэтому создать прибор с характерными размерами меньше нескольких сантиметров до недавнего времени считалось невозможным. Несмотря на то, что ещё в 1970-х годах был открыт так называемый эффект когерентного пленения населённостей (КПН) и разработаны миниатюрные диодные лазеры, только в настоящее время размерные ограничения удалось устранить. «Теперь вместо зондирования метрологического резонанса атомов оптическим и СВЧ полем, используют два оптических поля, и необходимость в громоздком СВЧ резонаторе отпала. Это и открыло путь к миниатюризации», – объясняет научный сотрудник лаборатории Стандартов частоты Виталий Васильев.

Для оптического возбуждения теперь вместо газоразрядных ламп используются миниатюрные лазеры, что позволяет без ухудшения характеристик в десятки раз уменьшить габариты атомных стандартов с относительной нестабильностью около 10-11 , сократить их энергопотребление и стоимость. Это позволит встраивать атомные часы в портативные устройства.

Над созданием малогабаритных атомных часов активно работают учёные США, Франции, Китая, Израиля, Канады и Швейцарии. «Мы пока отстаём от США в технологии изготовления атомных часов, поэтому именно в данном направлении сейчас сосредоточены наши основные усилия. Что касается физики эффекта, то наши работы выполнены на мировом уровне», - говорит ведущий научный сотрудник Лаборатории стандартов частоты Владимир Величанский.

Одновременно с разработкой соответствующей компактной электронной схемы в ФИАНе работают над новыми технологиями создания основных узлов дискриминатора и дальнейшим уменьшением его объёма. Завершение опытно-конструкторской разработки запланировано на 2012 год, после чего одна из российских компаний приступит к организации в России серийного производства точных и малогабаритных атомных часов. Ожидается, что серийно выпускаемый доступный прибор значительно увеличит быстродействие потребительских навигационных устройств, получат развитие помехозащищённая широкополосная связь, новые методы локации и многое другое.

Источник: По материалам АНИ «ФИАН-информ»
http://www.nkj.ru/news/17899/


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 28 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 3


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB


Подписаться на рассылку
"Вознесение"
|
Рассылки Subscribe.Ru
Галактика
Подписаться письмом