что значит время относительно эйнштейн
Почему время относительно – объяснение менее, чем за 3 минуты
Одна из самых революционных концепций, о которых мы узнали в 20-м веке, заключается в том, что время не является универсальной величиной – оно относительно. Скорость его хода полностью зависит от вашей скорости и ускорения в любой конкретный момент.
Но как время может идти одновременно быстрее и медленнее? – Как объясняется в одном из последних эпизодов MinutePhysics, чем больше вы двигаетесь, тем более замедляется темп времени. И речь идет не о нашем восприятии времени, а о скорости реального времени, которое, например, замедляют в экспериментах с помощью ускорения таких частиц, как мюоны и фотоны.
В теории относительности Эйнштейна замедление времени описывается как разница во времени между двумя событиями, измеренная наблюдателями, которые движутся относительно друг друга – в одну сторону или в разные, в зависимости от их приближения к гравитационной массе. В принципе, оно гласит, что чем быстрее мы идем, тем больше влияем на время. Но если время так относительно, как мы предполагаем, это может показаться противоречивым.
Представьте, если двое из нас движутся по пустому пространству в противоположных направлениях, а потом вдруг проходят мимо друг друга.
«С моей точки зрения кажется, что ты движешься, и, соответственно время должно идти медленнее для тебя. Но с твоей точки зрения двигаюсь я, так что время должно замедлиться для меня,» – говорится в ролике.
Но мы же не можем считать, что время идет медленнее для обоих? В действительности оно должно идти медленнее для кого-то одного, верно? Нет, не все так просто.
Посмотри на жирафа. Его высота 3 метра. И высота твоего жирафа для тебя тоже будет 3 метра. Однако поскольку ты повернут по отношению ко мне, для тебя высота моего жирафа будет только 2 метра. Я также повернут по отношению к тебе, и для меня высота твоего жирафа будет 2 метра. Таким образом, каждый думает, что другой определяет свою дистанцию как более длинную, но в этом нет противоречия. Это говорит только о том, что мы поворачиваем высоту и ширину относительно друг к друга.
Со временем происходит похоже: когда вы изменяете скорость, вы поворачиваете направление времени. Выглядит это так: если каждую пройденную секунду я двигаюсь налево, тогда время будет двигаться вправо и наоборот (см.видео, 1:24). Соответственно, когда на моих часах пройдет 3 секунды, я намеряю только 2 секунды на твоих. А когда 3 секунды пройдет на твоих часах, ты насчитаешь только 2 секунды у меня. Получается, каждый думает, что второй измеряет дистанцию времени у другого как более короткую, и здесь снова нет противоречия. Это лишь говорит о том, как ведет себя время, когда его поворачивают, и это влияет не только на отрывок времени, но и на наше понятие «одного и того же времени».
Теория относительности «на пальцах»
Всем привет. Это обзор пятой главы книги Стивена Хокинга «Кратчайшая история времени», в которой мы попытаемся разобраться с такой, казалось бы, сложной вещью как теория относительности, и понять что это такое. Если ткнуть на Альберта вверху, то покажут мультик.
Для начала, поговорим о скорости света. Ещё до трудов Ньютона датский астроном Оли Рёмер, наблюдал за спутниками Юпитера. Он заметил, что периоды их исчезновения и появления за планетой происходят с разными интервалами времени. Такое явление Рёмер объяснил конечностью скорости света и вот почему. Если скорость света бесконечна, то появление спутников происходило бы через строго определённые промежутки времени, ровно в тот момент когда они происходят на юпитере, мы бы видели их и на земле. Но предположим, что свет движется с некой скоростью, тогда мы увидим затмение спутника спустя некоторый промежуток времени, ровно такой, сколько свету потребуется для преодоления расстояние от Юпитера до земли. Становится понятно что это время будет тем меньше чем меньше расстояние от Земли до Юпитера и наоборот. Расстояние между планетами не постоянно, а изменяется во время вращения планет по орбитам. Теперь пазл сложился. Если во время измерений периодов между затенениями спутников Юпитера, расстояние между Юпитером и Землёй уменьшаются, то затмения будут длится меньше времени, а если Земля и Юпитер будут удаляться друг от друга, то затмения будут длится дольше. Рёмер даже смог измерить скорость света на основании изменений длительности затмений и их фаз. У него получилось значение 225 тысяч километров в секунду. Это отличается от современного значения 300 тыс километров в секунду меньше чем на треть. Если учесть что свои работы Рёмер проводил за 11 лет до публикаций Ньютона, то поражаешься насколько он был крут.
Ещё долгих 200 лет не было толком ни какой теории распространения света, до явления гения Максвелла, который смог объединить две обособленных до того теории электрических и магнитных сил (есть байка что сделал он это на экзамене, когда препод осознано добавил нерешаемую задачу на экзамене, чтобы выяснить кто из студентов не ходил на пары. Это не Хокинг сказал, это уже моё собственное дополнение). Уравнения Максвелла предсказывали наличие некого волнообразного возмущения сущности, которое сам он назвал электромагнитным полем. Эти возмущения должны были иметь постоянную скорость и, вычислив её Максвелл обнаружил что она в точности совпадает со скоростью света!
Сегодня мы знаем, что возмущения Максвелла – это обычный свет. А значит, из теории Максвелла следует, что свет распространяется с конечной скоростью. Но это никак не идёт в лад с физикой Ньютона и с тем что нет никакого абсолютного пространства от которого можно мерить скорость. Давайте представим что вы играете в настольный теннис в вагоне движущегося поезда. Вагон двигается со скоростью 90 км в час, а мячик вы подаёте со скоростью 10 км в час. Для вас скорость мячика 10 км, для наблюдателя на земле 100 км. Так как же определить скорость мяча? Относительно земли? Относительно поезда? Нельзя на этот вопрос ответить без абсолютного стандарта покоя. А его вроде нет, как показал Ньютон. То же самое можно и нужно говорить про скорость света. Какой смысл несёт в себе утверждение теории Максвелла о том что свет распространяется с конечной скоростью?
Изначально научный мир хотел всю вселенную наполнить неким неподвижным эфиром. Такой штукой которая расползлась по всему бытию и именно в ней распространяется свет. Нам сейчас это кажется ересью, но эфир долго, хоть и безуспешно искали многие великие умы прошлого и позапрошлого века. Например Альберт Майкельсон (в последствии первый нобелевский лауреат Америки по физики), пытался измерить скорость света вдоль и поперёк вращения Земли вокруг солнца. Если положить что солнце неподвижно относительно эфира, и зная что земля крутиться вокруг него со скорость примерно 30 км в секунду. То получается, что свет должен иметь разные относительные скорости по направлению движения планеты, и по направлению к солнцу. Но сколько ни меряли физики, всё равно получалась одинаковая скорость света. Примерно 300 тыс. км в секунду.
Всё изменилось с появлением в научном мире сотрудника патентного бюро, совершено не известного ранее. И вы конечно догадались что речь об Эйнштейне. Именно он первым предложил отказать от идеи абсолютного времени, и из его выкладок эфир отпадал сам собой.
Фундаментальный постулат Эйнштейна, именуемый принципом относительности, гласит, что все законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости. Это было верно для законов движения Ньютона, но теперь Эйнштейн распространил эту идею также и на теорию Максвелла. Другими словами, раз теория Максвелла объявляет скорость света постоянной, то любой свободно движущийся наблюдатель должен фиксировать одно и то же значение скорости света независимо от скорости, с которой он приближается к источнику света или удаляется от него. Конечно, эта простая идея объяснила — без привлечения эфира или иной привилегированной системы отсчета — смысл появления скорости света в уравнениях Максвелла, однако из нее также вытекал ряд удивительных следствий, которые зачастую противоречили интуиции.
Самое удивительное, это то что два наблюдателя должны по разному оценивать время одного и того же события. На этом поподробней, ибо это и есть относительность.
Представим что вы опять внутри этого абстрактного вагона. Вагон двигается со скоростью 100 км в час. Ровно посередине вагона имеется источник света. Наблюдатель внутри вагона измеряет расстояние которое проходит свет, от источника до стенки вагона А. Тут и мерить нечего, оно будет равно ровно половине вагона. А теперь давайте измерим расстояние пройденное светом для наблюдателя на перроне. Так как вагон двигался, то стенка А передвинулась и свету нужно пройти немного большее расстояние. Величина смещения стенки будет равна скорости вагона умноженной на время, за которое свет доберётся от источника до неё. Положим что длина вагона равна L, а за время пока свет блуждает по вагону, последний успел проехать dX метров. Выходит что для первого наблюдателя свет преодолел расстояние в S1= L/2 метров (половину от длинны вагона), а для наблюдателя на перроне S2 = L/2+dX метров. Всё приехали. Скорость определяется очень простой формулой V=S/t. Где S – расстояние, а t – время. Скорость в этом случае 300 тыс. км в секунду, она всегда постоянна. Получаем что S1/t = S2/t. И если S1≠S2, то t должны быть неравны друг другу.
Последний абзац и есть объяснение теории относительности на пальцах. Каждый из нас живёт в своём мире со своим собственным блэк-джеком и временем. Понять это нелегко, даже сообществу физиков понадобились годы чтобы принять теорию относительности.
По мере приближения любого тела к скорости света, его масса увеличивается и для того чтобы придать ему хоть какое то ускорение, требуется всё большая энергия. Согласно теории относительности объект никогда не сможет достичь скорости света, поскольку в данном случае его масса стала бы бесконечной, а в силу эквивалентности массы и энергии для этого потребовалась бы бесконечная энергия. Вот почему теория относительности навсегда обрекает любое обычное тело двигаться со скоростью, меньшей скорости света. Прощай Андромеда, ведь даже если мы научимся разгонять корабли бороздящие просторы большого театра да скорости света, то лететь туда чуть более 2,5 миллиона лет! 2,5 миллиона лет на предельной во вселенной скорости.
Теория выдвинутая Эйнштейном в 1905 году, называется специальной, или частной. Однако в некоторых местах она шла в разрез с теорией Ньютона. Ну например гравитация должна распространяться с бесконечной скоростью. Начиная с 1908 года, Эйнштейн пытается перепрыгнуть через голову, и придумать ещё более крутую теорию. За семь с лишним лет он делает множество неудачных попыток, пока в 1915 не выдвигает ещё более невероятную и непонятную теорию – венец современной науки – общую теорию относительности.
О ней и многом другом в следующих постах.
Теория относительности Эйнштейна: кратко и понятно
Теория относительности была представлена Альбертом Эйнштейном в начале 20-го века. В чем же состоит её суть? Рассмотрим основные моменты и понятным языком охарактеризуем ТОЭ.
Теория относительности практически ликвидировала несостыковки и противоречия физики 20-го века, заставила в корне поменять представление о структуре пространства-времени и экспериментально подтвердилась в многочисленных опытах и исследованиях.
Таким образом, ТОЭ легла в основу всех современных фундаментальных физических теорий. По сути – это мама современной физики!
Для начала стоит отметить, что существует 2 теории относительности:
Специальная теория относительности (СТО) – рассматривает физические процессы в равномерно движущихся объектов.
Общая теория относительности (ОТО) – описывает ускоряющиеся объекты и объясняет происхождение такого явления как гравитация и существование частиц гравитонов.
Понятное дело, что СТО появилась раньше и по сути является частью ОТО. О ней и поговорим в первую очередь.
СТО простыми словами
Нужно запомнить: относительно любого тела скорость света будет неизменной величиной, как бы быстро оно не двигалось.
Из этого следуют потрясающие воображение выводы вроде замедления времени, продольном сокращении и зависимости массы тела от скорости. Подробнее об интереснейших следствиях Специальной теории относительности читайте в статье по ссылке ниже.
Суть общей теории относительности (ОТО)
Чтобы лучше её понять, нам нужно вновь объединить два факта:
Мы живем в четырехмерном пространстве
Пространство и время – это проявления одной и той же сущности под названием «пространственно-временной континуум». Это и есть 4-мерное пространство-время с осями координат x, y, z и t.
Мы, люди, не в состоянии воспринимать 4 измерения одинаково. По сути, мы видим только проекции настоящего четырехмерного объекта на пространство и время.
Что интересно, теория относительности не утверждает, что тела изменяются при движении. 4-мерные объекты всегда остаются неизменными, но при относительном движении их проекции могут меняться. И мы это воспринимаем как замедление времени, сокращение размеров и т. д.
Все тела падают с постоянной скоростью, а не разгоняются
Давайте проведём страшный мысленный эксперимент. Представьте, что вы едете в закрытой кабине лифта и находитесь в состоянии невесомости.
Такая ситуация могла возникнуть только по двум причинам: либо вы находитесь в космосе, либо свободно падаете вместе с кабиной под действием земной гравитации.
Не выглядывая из кабинки, абсолютно невозможно отличить два этих случая. Просто в одном случае вы летите равномерно, а в другом с ускорением. Вам придется угадывать!
Возможно, сам Альберт Эйнштейн размышлял над воображаемым лифтом, и у него появилась одна потрясающая мысль: если эти два случая невозможно отличить, значит падение за счет гравитации тоже является равномерным движением. Просто равномерным движение является в четырехмерном пространстве-времени, но при наличии массивных тел (например, планет Солнечной системы) оно искривляется и равномерное движение проецируется в обычное нам трёхмерное пространство в виде ускоренного движения
Давайте рассмотрим еще один более простой, хоть и не совсем корректный пример искривления двухмерного пространства.
Можно представлять, что любое массивное тело под собой создает некоторую образную воронку. Тогда другие тела, пролетающие мимо, не смогут продолжить свое движение по прямой и изменят свою траекторию согласно изгибам искривленного пространства.
Кстати, если у тела не так много энергии, то его движение вообще может оказаться замкнутым.
Стоит отметить, что с точки зрения движущихся тел они продолжают перемещаться по прямой, ведь не чувствуют ничего такого, что заставляет их повернуть. Просто они попали в искривленное пространство и сами того не осознавая имеют непрямолинейную траекторию.
Нужно обратить внимание, что искривляется 4 измерения, в том числе и время, поэтому к этой аналогии стоит относиться осторожно.
Таким образом, в общей теории относительности гравитация – это вообще не сила, а лишь следствие искривление пространства-времени. На данный момент эта теория является рабочей версией происхождения гравитации и прекрасно согласуется с экспериментами.
Удивительные следствия ОТО
Световые лучи могут искривляться, пролетая вблизи массивных тел. Действительно, в космосе найдены далёкие объекты, которые «прячутся» за другими, но световые лучи их огибают, благодаря чему свет доходит до нас.
Согласно ОТО чем сильнее гравитация, тем медленнее протекает время. Этот факт обязательно учитывается при работе GPS и ГЛОНАСС, ведь на их спутниках установлены точнейшие атомные часы, которые тикают чуть-чуть быстрее, чем на Земле. Если этот факт не учитывать, то уже через сутки погрешность координат составит 10 км.
Именно благодаря Альберту Эйнштейну вы можете понять, где по близости располагается библиотека или магазин.
И, наконец, ОТО предсказывает существование черных дыр, вокруг которых гравитация настолько сильна, что время вблизи просто напросто останавливается. Поэтому свет, угодивший в черную дыру, не может её покинуть (отразиться).
В центре черной дыры из-за колоссального гравитационного сжатия образуется объект с бесконечно большой плотностью, а такого, вроде как, быть не может.
Таким образом, ОТО может приводить к весьма противоречивым выводам в отличие от Специальной теории относительности, поэтому основная масса физиков не приняла её полностью и продолжила искать альтернативу.
Но многое ей и удаётся предсказывать удачно, примеру недавнее сенсационное открытие гравитационных волн подтвердило теорию относительности и заставило вновь вспомнить великого учёного с высунутым языком. Любите науку, читайте ВикиНауку.
«Все тела падают с постоянной скоростью, а не разгоняются»
Щито?! Ускорение свободного падения Вам ни о чем не говорит?
ИМХО, самое простое объяснение сути теории относительности:
«Длина минуты зависит от того, с какой стороны двери туалета Вы находитесь.»
Иррациональные число «Пи»
Вы знали, что математика, это не просто мир постоянных чисел, непонятных выражений и формул? Что это не однотонное полотно серых, или черных букв, которые сливаются в предложения и тексты?
Наука, это интересно! Как-то раз, я залез в пучины интернета, в поисках чего-нибудь интересного, я не знал куда движусь, и каждый шаг удивлял меня. В результате путешествия стало греческое иррациональное число «Пи» (π).
В следующей визуализации процесс был очень похож на предыдущий, просто цифры, или точки, были изображены на краях изображения у виде кругов. Чем больше точка, тем более большой диаметр у круга.
Фиолетовые большие круги представляют собой девятки, которые в одном десятичном ряду повторяются шесть (6) раз. Это как раз те точки именуемые «точками Фейнмана», которые говорят, что: повторение происходит намного раньше, чем предсказывает вероятность.
Так-же это число, можно сказать «вхоже» в любую формулу, ведь хоть при описании окружности, хоть при повторении биения сердца, или орбиты Земли вокруг солнца, оно работает! Это удивительно!
Последовательность цифр числа Пи (π) кажется случайной, но это и обозначает, что любая цифра начиная от 0, до 9, имеет равные шансы появится в одном десятичном ряду.. но действительно ли это так?
На иллюстрации выше, Вы можете видеть ещё одну из визуализаций этого загадочного числа. И вроде как исходя из работ астронома и аналитика Надие Бремера, где он изобразил, как число Пи (π) преодолевает барьеры 100, 1000, 10 000 и 100 000 тысяч цифр, можна сделать вывод, что оно случайно.
Но что скажет человек, глядя на эту же мозаику но уже с другого расстояния? Допустим метров 100. То же самое, ведь число бесконечно. Куда двигаться как увидеть то, что заполняет собой всё, и субъект, находящийся даже в любой точке этого пространства, всё время в объекте, и ничего не видит?
Если сходу показать эти картинки, для многих людей они будут, и останутся просто картинками, но на самом деле, это визуализация того, как цифры могут «поместится» в графическом пространстве, и мощный инструмент для понимания математических закономерностей, правил.
Наблюдателя убери
Отбор эмбрионов, направленный на обеспечение интеллекта детей. Реальная услуга с сомнительными результатами
В специальном отчете, опубликованном в New England Journal of Medicine, возникают серьезные вопросы о преимуществах, рисках и этичности новой услуги, которую авторы называют «отбор эмбрионов на основе полигенных оценок» или ESPS. Услуга позволяет пациентам с экстракорпоральным оплодотворением отбирать эмбрионы с целью выбора более здоровых и даже более умных детей.
В отчете под названием «Проблемы с использованием полигенных оценок для отбора эмбрионов» многонациональная группа исследователей описывает ограничения услуги. Они также предупреждают, что пациенты и даже клиницисты по экстракорпоральному оплодотворению могут подумать, что эта услуга более эффективна и менее рискованна, чем она есть на самом деле.
Авторы подчеркивают, что, поскольку один и тот же ген часто влияет на множество разных признаков, выбор одного признака может привести к непреднамеренному отбору неблагоприятных признаков. Они также предупреждают, что использование сервиса может изменить демографические характеристики населения, усугубить социально-экономическое неравенство и обесценить определенные черты характера.
Если ESPS по-прежнему будет доступен для пациентов с ЭКО, исследователи призывают Федеральную торговую комиссию США разработать и обеспечить соблюдение стандартов ответственного обмена информацией об услуге. Авторы также призывают к общественному обсуждению этичного использования технологии и необходимости ее регулирования.
Несовершенный способ обеспечить здоровых детей
Полигенные оценки – это прогнозы индивидуального здоровья и других признаков, полученных в результате исследований генома. Было показано, что у взрослых полигенные оценки частично предсказывают эти исходы. Однако их предсказательная сила значительно снижается при сравнении эмбрионов друг с другом, поясняют авторы отчета.
«Полигенные оценки являются лишь слабыми предикторами большинства индивидуальных результатов у взрослых, особенно социальных и поведенческих черт, и есть несколько факторов, которые еще больше снижают их предсказательную силу в контексте отбора эмбрионов», – сказал соавтор отчета Патрик Терли. «Полигенные оценки предназначены для работы в иных условиях, чем клиника ЭКО. Эти слабые предикторы будут работать еще хуже при выборе эмбрионов».
Терли, который является директором Центра поведенческой и медицинской геномики в Центра экономических и социальных исследований Дорнсайф при Университете Южной Калифорнии, и его коллеги по исследованию изучали, является ли ESPS более эффективным для обеспечения здоровья в будущем, чем случайный отбор эмбрионов. Для этого они смоделировали ожидаемую разницу в риске будущего человека для нескольких заболеваний, сравнивая использование ESPS для выбора эмбриона с выбором одного жизнеспособного эмбриона случайным образом из 10. Они обнаружили, что в большинстве случаев снижение риска заболеваемости, который предлагает услуга, очень мал и весьма неопределенен.
В настоящее время несколько компаний работают с клиниками ЭКО, чтобы предложить услуги пациентам, которые хотят выбрать эмбрион с меньшими рисками развития диабета, рака, сердечных заболеваний, болезни Альцгеймера, воспалительного заболевания кишечника и шизофрении. Одна компания также предлагает услугу по отбору эмбрионов в соответствии с их прогнозируемым уровнем образования, семейным доходом и когнитивными способностями.
Недостатки службы подбора
Чтобы ESPS работал, полигенные оценки должны давать, по крайней мере, умеренно точные прогнозы относительно того, разовьются ли у выбранных эмбрионов определенный признак или нет. Исследования, в которых генерируются полигенные оценки, иногда предполагают умеренные или даже большие различия в фактических результатах между людьми с высокими и низкими оценками, но эти различия основаны на выборке людей из разных семей. Как отмечают Терли и его коллеги, ESPS обычно включает в себя сравнение членов одной семьи, что значительно снижает его прогностическую способность.
Кроме того, в исследованиях, которые производят полигенные оценки, участвуют люди со схожим происхождением и в основном европейские предки. В результате большинство построенных сегодня полигенных оценок будут менее предсказуемыми для людей других предков.
Наконец, оценки предсказательной силы полигенных показателей обычно предполагают очень похожие среды для поколения, включенного в исходное исследование, и поколения, которое родится в результате ESPS. Но к тому времени, когда эмбрион, выбранный службой, станет взрослым, человек может оказаться в совершенно ином окружении.
Широкое использование ESPS сопряжено и с другими рисками. Например, исследователи предупреждают, что использование услуги может усугубить существующие проблемы со здоровьем и другие диспропорции, поскольку она в основном доступна только относительно богатым и в настоящее время лучше всего работает среди тех, кто имеет европейское происхождение. Это также может усилить предрассудки и дискриминацию, сигнализируя о том, что существующие люди с чертами, против которых делают отбор родители, менее ценны.
«В некоторых странах есть органы власти, которые решают, на какие признаки эмбрионов можно тестировать», – сказала Мишель Н. Мейер, доцент кафедры биоэтики и юрист Geisinger Health System и соавтор специального доклада. «Но в США существует сильная юридическая и этическая традиция рассматривать репродуктивные решения как вопрос личного индивидуального выбора. В краткосрочной перспективе FTC должна помочь установить, что считается адекватным доказательством в поддержку заявлений об ожидаемых преимуществах ESPS и что считается адекватным раскрытием информации в данном контексте».
Исследователи также призывают профессиональные медицинские сообщества разработать политику и рекомендации, а сами компании – продемонстрировать, что информация, которую они предоставляют различным клиентам, является полной, точной и понятной.
Они также говорят, что в обществе необходимо обсудить, могут ли существующие правовые рамки адекватно обеспечивать точную информацию о ESPS, и следует ли принять ограничения на использование услуги.
«Многие индивидуальные репродуктивные решения, принимаемые на протяжении поколений, могут иметь глубокие социальные последствия», – сказал соавтор отчета Дэниел Дж. Бенджамин,. «В совокупности эти решения могут изменить демографические характеристики населения, усугубить неравенство и обесценить черты, против которых отбираются».
Больше околонаучного на канале t.me/everScience.
Все страны на планете занимают меньше трети поверхности нашей планеты
Поверхность Земли — это более 510 миллионов квадратных километров, но менее 30% из них, скажем так, является поверхностью в привычном нам понимании. Остальное — вода.
Крупнейшими странами по площади являются Россия (3,35%), Канада (1,96%) и Китай (1,88%). Вместе они занимают примерно 7,2% всей поверхности Земли.
С помощью этой инфографики вы сможете наглядно оценить эти и другие данные о поверхности нашей планеты. Больше околонаучного на канале t.me/everScience.
Трехмерная реконструкция синапса
а — Срез через синаптическое окончание. Изображение содержит 60 белков, которые расположены в количестве копий и местоположениях, определенных с помощью микроскопии. б — Белки, указанные на реконструкции синапса. в — Увеличенное изображение активной зоны.
Credits: B. G. Wilhelm, S. Mandad, S. Truckenbrodt, K. Krohnert, C. Schafer, et. al.. (2014). Composition of isolated synaptic boutons reveals the amounts of vesicle trafficking proteins.
Больше околонаучного на канале t.me/everScience.
Умный мозг не только большой, но и жаждущий крови
Мозгу нужно много крови, чтобы быть умным.
Нынешняя парадигма состоит в том, что человеческий интеллект становился все более сложным, когда наш мозг становился больше. Однако австралийские и южноафриканские исследователи утверждают, что это только одна сторона медали. Их исследование показало, что увеличение притока крови к мозгу может быть связано с улучшением когнитивных функций.
Используя размеры двух отверстий в основании черепа, которые позволяют артериям проходить к мозгу, исследователи смогли подсчитать, сколько крови использовалось для прохождения через мозг у 11 видов предков гоминида, от австралопитеков до архаичных Homo sapiens. Это охватывает последние 3,5 миллиона лет.
Они обнаружили, что приток крови к мозгу непропорционально увеличивается с объемом мозга. Они выяснили, что показатель притока крови к объему мозга составляет 1.4, как сообщается в исследовании, опубликованном в Royal Society Open Science.
«Размер мозга увеличился примерно на 350% на протяжении эволюции человека, но мы обнаружили, что приток крови к мозгу увеличился на удивительные 600%», – говорит руководитель исследования, профессор Роджер Сеймур из Университета Аделаиды. «Мы полагаем, что это, возможно, связано с потребностью мозга удовлетворять все более энергичные связи между нервными клетками, которые способствовали эволюции сложного мышления и обучения. Чтобы наш мозг был таким умным, он должен постоянно получать кислород и питательные вещества из крови».
Конечно, чем более метаболически активен мозг, тем больше крови требуется, но новое исследование показывает, что кровоток и объем мозга не увеличиваются согласованно. Опять же, человеческий мозг несколько особенный в том смысле, что он также очень хорошо упакован. А именно, мозг складывается в привычной морщинистой форме ореха, что позволяет формировать больше нервных связей в меньшем объеме. Это может объяснить, почему артерии, направляющие кровь в мозг, увеличиваются в размерах непропорционально размеру мозга.
Используя отверстия в черепе, исследователи определили интенсивность мозговой активности у предков, которые жили миллионы лет назад.
«На протяжении всей эволюции развитие функции нашего мозга, по-видимому, связано с тем, что нам требуется больше времени, чтобы вырасти из детства. Это также связано с семейным сотрудничеством в охоте, защите территории и уходе за молодыми», – сказал соавтор Ваня Бозиочич. «Появление этих признаков, похоже, хорошо следует за увеличением потребности мозга в крови и энергии».
Больше околонаучного у нас на канале t.me/everScience.
О современной физике в одном абзаце
Больше околонаучного на канале https://t.me/everScience
Отец и сын
В 1906 году Джозеф Джон Томсон получил Нобелевскую премию по физике за демонстрацию того, что электрон является элементарной частицей, а в 1937 году его сын Джордж Паджет Томсон получил Нобелевскую премию за то, что показал, что электрон может быть волной.
Больше околонаучного на канале https://t.me/everScience.
ПОЧЕМУ ИНОПЛАНЕТЯНЕ — ЭТО БОЛЬШЕГОЛОВЫЕ ГУМАНОИДЫ С БОЛЬШИМИ ГЛАЗАМИ?
Автор: создатель сообщества Фанерозой, научный популяризатор, Александр Яскин.
При упоминании слова «инопланетянин» многие из нас вспомнят образ серого высокого гуманоида с огромными чёрными глазами. Даже если сделать поисковой запрос в Яндексе или в Google, то там тоже в первую очередь вы увидите изображение таких инопланетян. Почему именно этот образ так нравится нашему мозгу?
Уфологи сразу ответят, что это самый популярный образ, потому что именно такие инопланетяне посещали нашу планету. Я надеюсь, что для вас разоблачать этот миф не надо. Да и пусть лучше его разоблачают мои коллеги, популяризирующие астрономию, космонавтику и иные смежные специальности.
Тем более, что ответ, гораздо менее будоражащий фантазию, на этот вопрос есть в журнале Skeptic [1]. И сейчас я расскажу вам об этом ответе.
Начать стоит с того, что многие животные имеют т.н. врождённый шаблон распознавания образов. Так, птенцы с самого рождения опасаются тени, которую оставляют хищные птицы. А вот тень птиц, не представляющих опасность, чувства тревоги не вызывает.
Новорождённый человеческий детёныш в возрасте до двух месяцев не умеет различать лица. Единственное, что распознаёт младенец, так это глаза. После рождения зрительные возможности новорождённого достаточно ограничены. Он видит объекты в пределах одного метра, не различает цвета и видит вокруг лишь оттенки серого. Также самой важной в этой истории особенностью зрения младенца является младенческий астигматизм. В следствие этих характеристик младенец воспринимает лицо матери, которое является первым визуальным впечатлением у ребёнка, в сильно искажённом виде.
А теперь давайте посмотрим на самих инопланетян. На картинке ниже мы видим компьютерную модель чубика.
А вот посмотрите на рисунки, сделанные людьми, утверждающими, что их похищали инопланетяне.
Далее учёные взяли фотографию женщины и попробовали исказить её до такой степени, в которой её могут увидеть младенцы. Они учли и астигматизм и иные параметры зрения новорождённых.
После обработки получилось изображение, которое вы можете увидеть на пятой картинке. На этом изображении мы можем различить только глаза. Специалисты предполагают, что именно этот образ сохраняется в нашем мозгу, и в некоторых случаях может всплывать во снах или в галлюцинациях с большими глазами и трактоваться, как лицо инопланетянина.
Вероятнее всего, образ инопланетянина тесно связан с нашими младенческими впечатлениями. А если наложить сверху образ и то, что многие вещи нам навязала культура, то природа таких видений становится простой и понятной.
P.S. Прежде чем писать нецензурные комментарии, ознакомьтесь с правилами нашего сообщества.
Квантовая теория поля: визуализация от ScienceClic
Как согласовать теорию относительности с квантовой механикой? Что такое спин? Откуда берётся электрический заряд?
25 часов в сутки
Вес человека на разных планетах
Ну что, очередное закрытие ресторанов, театров и границ вступило в силу. Пока все мы сидим дома без возможности путешествовать, давайте хоть по планетам полетам. Кстати, а сколько мы там будем весить?😉
О ЯДОВИТОЙ ЛАПШЕ НА УШИ
Пришла пора опубликовать здесь свою заметку, писанную в 2010 году или раньше. Потому что актуальности она не утратила.
Илья Ильф при полной поддержке Евгения Петрова не церемонился со скудоумными соотечественниками. Достаточно вспомнить Эллочку Щукину, которую он сравнивал по уровню развития с людоедами племени мумбо-юмбо, или её подругу Фиму Собак, знавшую богатое слово гомосексуализм. Была в записных книжках Ильфа и шутка про человека такого некультурного, что бактерия ему снилась в виде большой собаки.
Это я к тому, что на днях многочисленные интернет-леди сделали перепост одного и того же текста с проникновенным заголовком «Для всех, кто дорожит здоровьем близких. ».
Привожу его полностью, с авторской орфографией и пунктуацией.
1. Никакой пластиковой посуды в микроволновых печках.
2. Никаких пластиковых бутылок с водой в морозильных камерах.
3. Никаких пластиковых упаковок в микроволновых печах.
Эта информация была опубликована в газете, выпускаемой больницей им. Джона Хопкинса (Johns Hopkins Hospital), а также распространена Медицинским центром Walter Reed Army.
Диоксин вызывает раковые заболевания, особенно рак груди.
Диоксин является высоко ядовитым веществом для клеток человеческого организма.
Не замораживайте пластиковые бутылки с водой, так как это приводит к освобождению дииоксина, входящего в состав пластика.
Особое внимание следует уделить недопустимости использования пластиковой посуды для нагревания пищи в микроволновках. Особо это касается жирной пищи. Сочетание жира, высокой температуры и пластика вызывает освобождение диоксина и его проникновения в пищу, а, соответственно, в конечном счете, в клетки человеческого организма.
Вместо пластика, медики рекомендуют для подогрева пищи использовать стеклянную или керамическую посуду. Результат будет тот же, но без диоксина в пище!
Поэтому продукты быстрого приготовления, такие как растворимые супы, каши и т.д. вначале необходимо переложить из пластиковой упаковки в стеклянную посуду, а затем лишь ставить в микроволновку или любую другую печь.
Также недопустимо использование пластиковых крышек, покрытий во время приготовления пищи в микроволновой печи. Это также опасно, как и использовать пластиковую посуду. Высокая температура приводит к тому, что диоксин практически «растаивает и стекает» с такой крышки в пищу. Намного безопаснее использовать бумажные салфетки.
Конец пространной цитаты…
…которая представляет собой классический образец белиберды, рассчитанной на впечатлительного идиота – или идиотку, да простят меня дамы. Потому что образ диоксина, «освободившегося» из пищевой посуды благодаря «сочетанию жира, высокой температуры и пластика», или диоксина, который «растаивает и стекает» в пищу – это штука посильнее «Фауста» Гёте, как сказал бы один Отец Народов. И очень напоминает ту самую бактерию в виде большой собаки.
Фрэнк Заппа язвил: современная журналистика – это когда тот, кто не умеет писать, берёт интервью у того, кто не умеет говорить, для того, кто не умеет читать. Я бы добавил, что зачастую разговор идёт на тему, в которой ни бельмеса не смыслят все трое.
Пожалуй, в процитированной статейке верно лишь одно: диоксины (их много разных) действительно представляют смертельную опасность. Кроме рака, они вызывают многие болезни, а ядовиты примерно в тысячу раз сильнее, чем боевые отравляющие вещества.
Но вот незадача: в состав любого диоксина входит хлор. Которого нет и быть не может в полиэтилене, состоящем только из углерода с водородом – это проходят в средней школе.
Хлор есть в ПВХ – поливинилхлориде, из которого не посуду делают, а лепят, например, дешёвую напольную плитку. Если такую плитку сжигать (не нагревать в микроволновке, а именно сжигать!), в самом деле можно получить диоксин. И если отбеливать хлором целлюлозную пульпу – тоже. И если производить гербициды хлорфенольного ряда… Но какое, интересно, отношение это имеет к кулинарии?
Есть соблазн поглумиться над каждой строчкой безграмотных авторов, у которых одинаково плохо и с русским языком, и с физикой-химией. Им для начала не худо бы усвоить, что термическая деформация – это физический процесс, а горение – химический. При окислении появляются новые вещества, а при плавлении – нет.
Есть соблазн, и всё же я не стану тратить время. Ограничусь предложением «для всех, кто дорожит здоровьем близких»: если выуживаете в сети заметки на жизненно важную тему – не почтите за труд освежить в памяти школьную программу, наведите пару справок, ведь интернет как раз под рукой!
И не спешите верить всему, что публикуют доброхоты-двоечники. Особенно если они пугают вас подслушанным где-то непонятным словечком диоксин и ссылаются на американскую клинику имени Хопкинса. Очень может быть, что это как раз пациенты клиники резвятся в отсутствие санитаров.