Ritkaságok, amelyeket a tudósok nem tudnak megmagyarázni. Földrengésre figyelmeztető lámpák

A tudomány az emberek kérdéseinek megválaszolásának igényéből alakult ki. És úgy tűnik legtöbb összetett jelenségek messze földön tanulmányozták, de „csak egy kicsit” maradt - a természet megértéséhez sötét anyag, kezelje a problémát kvantumgravitáció, oldja meg a téridő dimenziójának problémáját, értse meg, mit sötét energia(és még több száz hasonló kérdéseket). Vannak azonban még mindig látszólag egyszerűbb jelenségek, amelyeket a tudósok nem tudnak teljesen megmagyarázni.

Mi az üveg?

A Nobel-díjas Warren Anderson egyszer ezt mondta:"A legmélyebb és legérdekesebb az elméleti megoldatlan problémák közül szilárd halmazállapotú az üveg természetében rejlik." És bár az üveget több mint egy évezrede ismeri az emberiség, mi az oka annak, hogy egyedülálló mechanikai tulajdonságai, a tudósok még mindig nem értik. Tól iskolai órákat Emlékszünk, hogy az üveg folyadék, de vajon így van? A tudósok nem tudják pontosan, mi a folyékony vagy szilárd és üveges fázis közötti átmenet természete és mi fizikai folyamatok az üveg alapvető tulajdonságaihoz vezetnek.

Az üvegképződés folyamata nem magyarázható a szilárdtest-fizika, a soktest-elmélet vagy a folyadékelmélet egyik jelenlegi eszközével sem. Röviden leírva, a folyékony olvadt üveg, ahogy lehűl, fokozatosan egyre viszkózusabbá válik, mígnem merev lesz. Míg a kristályos képződés során szilárd anyagok Például a grafit, az atomok azonnal kialakítják a szokásos periodikus szerkezeteket. Tarun Chitra, kutató molekuláris dinamika, magyarázza a molekulák szerveződését különböző anyagok példaként a táncot használva:

Az ideális merev test olyan, mint egy lassú tánc, ahol két partner más párokkal együtt mozog a kiinduló helyzetük körül a táncparketten.

A tökéletes folyadék olyan, mint egy randevú, ahol mindenki próbál táncolni mindenkivel a szobában (ezt a tulajdonságot ergodikitásnak nevezik), ugyanakkor az átlagos tempó, amellyel mindenki táncol, megközelítőleg azonos.

→ Kisfilm az üvegfúvás művészetéről

Ebben a hasonlatban az üveg a tánchoz hasonlít, amikor egy csoportot kisebb alcsoportokra osztanak, és mindegyik a saját körtáncában pörög. Cserélhetsz partnert a körödből, és ez a tánc örökké tart.

Az üveg úgy viselkedik, hogy az egyensúlyi statisztikai mechanikával még nem írható le. Különösen szubexponenciális autokorrelációk és üvegkereszt-korrelációs függvények érhetők el a végtelen szám véletlenszerű folyamatok. Egy bizonyos pontig a rendszer többé-kevésbé tisztán és kiszámíthatóan „működik”, de ha elég sokáig figyeljük, kezdjük látni, hogyan ír le jobban egyes jellemzőket a valószínűségelmélet és a véletlenszerű folyamatok.

Miért nem esik az oldalára a bicikli?

A kerékpár kialakítása meglehetősen egyszerű,és úgy tűnik, már régóta világos, hogyan és miért tartja meg a kétkerekű jármű kiváló stabilitását. Mindig is azt hitték, hogy két mechanizmus játszik kritikus szerepet a kerékpár egyensúlyának megőrzésében. Az első az automatikus kormányzás, vagyis a görgős effektus: ha a bicikli egy irányba dől, akkor maga az első kerék is ugyanabba az irányba fordul, majd a centrifugális erő visszaállítja a kereket az eredeti helyzetébe. A második mechanizmus a forgó kerekek giroszkópos nyomatékához kapcsolódik.

Andy Ruina amerikai mérnök és kollégái mindkét állítás cáfolatára vállalkoztak. Egy robogóra hasonlító kerékpárt terveztek, amelyben az első kerék az első villa tengelyének metszéspontja előtt érinti a támaszt, ami „megszünteti” a görgő hatását. Ráadásul az első és a hátsó kerék két másikkal van összekötve, befelé forogva hátoldal, és ezáltal semmissé teszi giroszkópos hatás.

Ez a kerékpár azonban nem esik olyan gyorsan az oldalára. Valójában nem rosszabbul tartja meg az egyensúlyt, mint egy hagyományos kerékpár, és még ugyanazt az automatikus kormányzást is mutatja. A kísérlet eredményei alapján a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy mindkét hatás - a görgő és a giroszkóp - játszik fontos szerepet a kerékpározás egyensúlyának megőrzésében, de mindkettő nem kritikus ahhoz.

Hogy miért nem esik le a bicikli, még mindig nem tudni. A mérnökök legújabb feltételezései szerint kulcsszerepet Ebben szerepet játszik a speciális terheléselosztás.

Hogyan működik a placebo?

A placebókról, vagy olyan anyagokról, amelyeknek nincs nyilvánvaló gyógyászati tulajdonságait, de pozitív hatással vannak a szervezetre, régóta ismert. A placebo hatás pszicho-érzelmi hatáson alapul. A kutatók azonban többször kimutatták, hogy a hatóanyagokat nem tartalmazó placebók valódi fiziológiai reakciókat válthatnak ki, beleértve a pulzusszám változását és vérnyomás, és azt is kémiai tevékenység az agyban. A placebók segíthetnek a fájdalom, a depresszió, a szorongás, a fáradtság és még a Parkinson-kór egyes tüneteinek enyhítésében is.

Még mindig nem teljesen világos, hogy pszichénk hogyan hathat az egészségre, és a tudósok nem tudják feltárni a mögöttes mechanizmusokat élettani reakciók a placebón. Nyilvánvaló, hogy sok minden összefonódik a hatásban különféle szempontok, míg a hamis gyógyszerek nem befolyásolják a betegség forrását vagy okát. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a szervezet válaszreakciója a placebo-beadás módjától függően változik. (tabletták vagy injekciók szedése esetén). A placebók is csak a várt, azaz előre ismert terápiás hatást biztosítják. És minél magasabbak az elvárások, annál erősebb a placebo-hatás. Ezenkívül ismert, hogy a páciensre gyakorolt aktív verbális befolyásolással erősíthető. Nem mindenkit érint a placebó. A placebók gyakrabban hatnak az extrovertáltakra, azokra az emberekre, akiknek megnövekedett szint szorongás, gyanakvás, önbizalomhiány.

2013 októberében egy tanulmányt tettek közzé, amely kimutatta, hogy a placebo-hatás összefüggésben áll az agy alfa-aktivitásának növekedésével. Az alfa-hullámok ellazult állapotban fordulnak elő, ami hasonló a könnyű transzhoz vagy meditációhoz - vagyis a leginkább sejthető állapotban. A placebo hatás jelentős hatással van a idegrendszer ember a gerincvelőben. De eddig senki sem tudta részletesen leírni a hatásmechanizmusát.

Mit jelentett a világűrből érkező wow jel?

1977. augusztus 15-én az egyik leg titokzatos események az űrkutatás történetében. Dr. Jerry Eyman, miközben a SETI projekt részeként a Big Ear rádióteleszkópon dolgozott, erős keskeny sávú űrrádiójelet észlelt. Jellemzői (átviteli sávszélesség, jel-zaj arány) megfelelt a földönkívüli eredetű jeltől elvártaknak. Eyman ezen csodálkozva bekarikázta a megfelelő szimbólumokat a nyomtatványon, és a margóra beírta: „Hűha!”. Ez az aláírás adta a jelnek a nevét.

A jel a Nyilas csillagképben lévő égbolt egy területéről érkezett, körülbelül 2,5 fokkal délre a Chi csillagcsoporttól. Azonban miután sok év Elvárások, hogy ilyesmi megismétlődjön, nem történt semmi.

→ Ugyanaz a wow jel hangja

A tudósok azt mondják, hogy ha a jel volt földönkívüli eredetű,
akkor az azt küldő lényeknek egy nagyon-nagyon fejlett civilizációhoz kell tartozniuk. Egy ilyen erős jel küldéséhez legalább 2,2 gigawattos jeladóra van szükség, amely sokkal erősebb, mint bármelyik a földön. (Például, HAARP rendszer Alaszkában, az egyik legerősebb a világon, amely állítólag 3600 kW-ig képes jelet továbbítani).

Az egyik hipotézis a jel erősségének magyarázatára az, hogy a kezdetben gyenge jel jelentősen felerősödött a gravitációs lencse hatására; ez azonban még mindig nem zárja ki annak lehetőségét mesterséges eredetű. Más kutatók azt javasolják, hogy a sugárforrást világítótoronyként forgatják, időszakos változás a jel frekvenciája vagy annak egyszeri frekvenciája. Van olyan verzió is, hogy a jelet egy mozgó idegen csillaghajó küldte.

2012-ben, a jel 35. évfordulójára az Arecibo Obszervatórium 10 000 kódolt tweetet küldött a feltételezett forrás irányába. Azt azonban nem tudni, hogy valaki megkapta-e őket. Mostanáig a wow jel továbbra is az egyik fő rejtély maradt az asztrofizikusok számára.

Hogyan válik élővé az élettelen anyag?

IN tudományos világ ma az uralkodó koncepció biológiai evolúció, amely szerint az első élet magától keletkezett abból szervetlen komponensek eredményeként a fizikai és kémiai folyamatok. Az abiogenezis elmélete leírja, hogyan keletkezik az élő anyag az élettelen anyagból. Azonban sok probléma van vele.

Ismeretes, hogy az élő anyag fő összetevői az aminosavak. De egy bizonyos aminosav-nukleotid szekvencia véletlenszerű előfordulásának valószínűsége megfelel annak a valószínűségnek, hogy egy betűtípusból több ezer betűt ledobnak egy felhőkarcoló tetejéről, és behajtják egy Dosztojevszkij-regény bizonyos oldalára. Az Abiogenesis klasszikus formájában azt sugallja, hogy az ilyen „betűtípus-dömping” ezerszer fordult elő - vagyis annyiszor, ahányszor a kívánt sorrendbe formálódott. A modern számítások szerint azonban ez sokkal tovább tartana, mint a teljes Univerzum létezése.

Ugyanakkor be laboratóriumi körülmények Minden kísérlet egy mesterséges élő sejt létrehozására soha nem járt sikerrel. Komplett készlet aminosavak és nukleotidok és protozoonok bakteriális sejt mégis elválasztja a szakadékot. Talán az első élő sejtek nagyon különböztek a most megfigyelhető sejtektől. Is nagy számban A tudósok alátámasztják azt a hipotézist, hogy az első élő sejtek meteoritoknak, üstökösöknek és más földönkívüli objektumoknak köszönhetően érkezhettek bolygónkra.

Miért osztják az embereket balkezesekre és jobbkezesekre?

Az elmúlt 100 évben a tudósok alaposan tanulmányozták a problémát, miért használják az emberek túlnyomórészt az egyik kezét, és miért van ez gyakrabban így? jobb kéz. Nincs azonban szabványos empirikus vizsgálat a jobb- vagy balkezességre, mivel a tudósok nem tudják teljesen megérteni, milyen mechanizmusok vesznek részt ebben a folyamatban.

A tudósok nem értenek egyet abban, hogy az emberiség hány százaléka jobbkezes és hány százaléka balkezes. Általában úgy gondolják, hogy a többség (70%-ról 95%-ra)- jobbkezes, kisebbségi (5%-ról 30%-ra)- balkezes, szintén létezik határozatlan számú megfigyelhető teljességgel rendelkező emberek szimmetria. Bebizonyosodott, hogy a gének befolyásolják a balkezességet és a jobbkezességet, de a pontos „balkezes gént” még nem sikerült azonosítani. Bizonyíték van arra, hogy a jobb vagy bal kéz használatára való hajlamot befolyásolhatják a társadalmi és kulturális mechanizmusok. Legtöbb tipikus példa A tanárok így nevelték át a gyerekeket, és arra kényszerítették őket, hogy írás közben balról jobbra váltsanak. Ugyanakkor be pillanatnyilag több totalitárius társadalomban kevesebb a balkezes, mint a liberálisabb társadalmakban.

→ Paul Broca portréja

Egyes kutatók a "kóros" balkezességről beszélnek agyi sérülések szülés közben. Az 1860-as években Paul Broca francia sebész felfigyelt a kéztevékenység és az agyféltekék közötti kapcsolatra. Elmélete szerint az agy felei keresztben kapcsolódnak a test feléhez. De most már tudjuk, hogy ezek az összefüggések nem olyan egyszerűek, mint ahogy Brock leírta őket. Az 1970-es években végzett kutatások kimutatták, hogy a legtöbb balkezesnek ugyanaz a bal agyfélteke aktivitása, mint ami minden emberre jellemző. Sőt, a balkezesek csak egy részénél van eltérés a normától.

A főemlősök bal- és jobbkezességének problémáit tanulmányozva a tudósok azt találták, hogy egy adott populációban az állatok többsége vagy balkezes vagy jobbkezes. Ebben az esetben az egyes majmok gyakran kialakítják saját egyéni preferenciáikat.

Ennek eredményeként jelenleg csak általános bemutatása a jobbkezesség okairól, és a kutatóknak még részletesen meg kell érteniük kialakulásuk összes mechanizmusát.

Miért alszunk?

Életünk 36%-át alszunk, de a tudósok nem tudják teljes mértékben megmagyarázni ennek természetét. Az emberek hajlamosak aludni, mert ez benne van a génjeinkben, de hogy az evolúció során miért jelent meg ez az állapot, az rejtély. A melegvérű állatokon kívül (emlősök és madarak), az élőlények egyike sem rendelkezik ilyen alvási formákkal, és még mindig nem világos, hogy az alvás milyen előnyökkel jár.

A tudósok már megállapították, hogy alvás közben az izmok gyorsabban nőnek, a sebek jobban gyógyulnak,és a fehérjeszintézist is felgyorsítja. Más szóval, az alvás segít a szervezetnek pótolni azt, amit ébren elvesztett. A legújabb tanulmányok bebizonyították, hogy alvás közben agyunk megtisztítja magát a méreganyagoktól, és ha valaki beavatkozik ebbe a folyamatba (más szóval - nem alszik), elkezdheti mentális zavarok. Ráadásul az agyi pihenés során a sejtek közötti kapcsolatok meggyengülnek vagy megszakadnak, így „teret szabadítunk fel” a bevitelhez. új információk. Az agyban új szinapszisok keletkeznek, így az alváshiány azzal fenyeget, hogy csökken az információszerzés, -feldolgozás és -emlékezés képessége.

Alvás közben az agy gyakran "visszajátssza" a napközben velünk megtörtént epizódok egy részét, és a kutatók szerint ez a folyamat erősíti a memóriánkat. Bár az álmok tartalmát a valós benyomások határozzák meg, az alvás közbeni tudatunk különbözik az ébrenléti időszak tudatától. Egy álomban a világról alkotott felfogásunk sokkal fantáziadúsabb és érzelmesebb. Különféle képeket látunk, aggódunk miattuk, de nem tudjuk megfelelően felfogni. A tudósok úgy vélik, hogy az álmos agyban uralkodó szinkronizáló mechanizmusok inkább az elsőhöz kapcsolódnak riasztórendszerÉs érzelmi szféra. De azt, hogy az álmok mit jelentenek, még nem lehet egyértelműen megválaszolni.

Miért dorombolnak a macskák?

Senki sem tudja biztosan, miért dorombolnak a macskák. A dorombolás abban különbözik sok más, állatok által kiadott hangtól, hogy a hangzás a teljes légzési cikluson keresztül történik (belégzéskor és kilégzéskor is). Valamikor úgy gondolták, hogy a hangot a vena cava alsó részén átáramló vér adja, de a legtöbb tudós ma már egyetért abban, hogy a gége, a gégeizmok és az idegi oszcillátor részt vesz a hangképzés folyamatában.

A cicák néhány napos koruk után megtanulnak dorombolni. Az állatorvosok azt feltételezik, hogy a dorombolásuk valami ilyesmit jelent emberi szavak„Anya”, „Jól vagyok” vagy „Itt vagyok”. Ezek a hangok segítenek megerősíteni a kapcsolatot a cica és az anyja között.

→ Macska dorombol

De ahogy a cica felnő, továbbra is dorombol, és sok kutató meg van győződve arról, hogy felnőttkorban ez a hang az élvezettel és az örömmel társul. Néha a macskák dorombolnak, ha sérültek vagy betegek. Dr. Elisabeth von Muggenthaler azt sugallja, hogy a dorombolás és az általa keltett alacsony frekvenciájú rezgések természetes mechanizmussalöngyógyítás” és erősíti, gyógyítja a sebeket és enyhíti a fájdalmat.

A házimacskák hangereje nem egyedi. Más macskafélék, például a bobcats, a gepárdok és a pumák szintén dorombolnak. Bár néhány nagymacska (oroszlánok, leopárdok, jaguárok, tigrisek, hópárducok és felhős leopárdok) nem tudják, hogyan kell ezt csinálni.

1 Mpemba hatás (fizika) Paradox módon, de melegvíz gyorsabban fagy, mint a hideg, ezért a korcsolyapályákat elöntik a víz melegvíz. A fizikában ezt a jelenséget „Mpemba-effektusnak” nevezik. Miért? Mert 1963-ban egy tanganyikai iskolás fejtörést okozott tanárának, hogy a melegített folyadék miért fagy meg gyorsabban, mint a hideg. A tanár lesöpörte a tolakodó diákot, mondván, hogy ez „nem világfizika, hanem Mpemba fizika”. Erasto nem feledkezett meg kérdéséről, és később ugyanerről kérdezte Denis Osborne angol fizikust, aki a Dar es Salaam Egyetemre jött előadásokat tartani. Ellentétben iskolai tanár, Osborne nemcsak hogy nem nevetett a kíváncsi diákon, de számos kísérletet is végzett vele, és 1969-ben Erastóval közösen publikált egy cikket a Physics Education folyóiratban, ahol ezt a jelenséget „Mpemba-effektusnak” nevezték el. egykor Arisztotelészről és Francis Baconról is gondoltak. A jelenségre tudományosan alátámasztott magyarázatot még nem találtak. 2012-ben a British Chemical Society még versenyt is hirdetett az „Mpemba-effektus” legjobb magyarázatára.

2 Wow jel (asztrofizika) 1977. augusztus 15-én Dr. Jerry Eyman, miközben a Big Ear rádióteleszkópon dolgozott a SETI projekt részeként, erős keskeny sávú kozmikus rádiójelet észlelt. Jellemzői, mint például az átviteli sávszélesség és a jel-zaj arány, összhangban voltak egy földönkívüli eredetű jellel. Ezután Eyman bekarikázta a megfelelő szimbólumokat a nyomtatványon, és a margón „Wow!” A rádiójel a Nyilas csillagképben lévő égbolt egy területéről származott, körülbelül 2,5 fokkal délre a Chi csillagcsoporttól. Eyman második jelre számított, de nem jött meg. Az első probléma a WOW jellel, hogy küldéséhez (ha még mindig elfogadjuk a földönkívüli eredetét hipotézisként) egy nagyon erős - legalább 2,2 gigawatt - adóra van szükség. Eddig a Föld legerősebb adója 3600 kW teljesítményű. Számos hipotézis létezik e titokzatos üzenet eredetével kapcsolatban, de egyiket sem fogadják el. 2012-ben, a WOW jel 35. évfordulóján az Arecibo Obszervatórium 10 000 kódolt üzenetből álló választ küldött a tervezett forrás irányába. A földiek soha nem kaptak választ.

3 A balkezes emberek jelensége (fiziológia) A tudósok több mint egy évszázada küzdenek a bal- és jobbkezesek földi létezésének magyarázatával, de a tudomány fejlődése folyamatosan cáfolja a korábban elismert elméleteket is. Így még az 1860-as években Paul Broca francia sebész kapcsolatot teremtett az agyféltekék munkája és a kezek tevékenysége között, mondván, hogy az agyféltekék és a testfelek keresztben kapcsolódnak egymáshoz. A modern tudósok azonban cáfolják ezt az egyszerű kapcsolatot. Az 1970-es években bebizonyosodott, hogy egyes balkezesek ugyanolyan bal agyféltekés tájolásúak, mint a jobbkezesek. Igyekeztünk hozzájárulni a balkezesség és a genetika jelenségének magyarázatához. Az oxfordi, a St. Andrews-i, a bristoli egyetem és a holland Nijmegen városában található Max Planck Intézet tudósai megállapították, hogy az egyik kéz dominanciája egy géncsoporthoz kapcsolódik, és már a szakaszban kialakult. embrionális fejlődés. A genom vizsgálata felfedezéshez vezetett: a PCSK6 gén jobban befolyásolja a kívánt jelenséget, mint mások. Az orientáció meghatározása az allélokban előforduló mutációk számától függ, de ha a jobbkezesség a domináns tulajdonság, miért nem tűnt el a balkezesség a genetikai tárhelyből? Ma a tudósok úgy vélik, hogy az egyik kéz „dominanciája” nem csak „domináns” vagy „recesszív”, hanem egy finomabb, megfoghatatlan tulajdonság. A tudósok még mindig nem tudnak egyértelmű magyarázatot adni a balkezesek jelenségére.

4 Homeopátia (gyógyszer)
A homeopátia megalkotójának Samuel Hahnemannt tartják, aki 1791-ben kísérletet végzett magán különböző dózisú kininnel, és belátta, hogy ugyanaz az anyag különböző arányban képes gyógyítani és megbénítani. A homeopátia alapelvét, az ultraalacsony dózisok elvét a mai orvoslás nagy szkepticizmussal fogadja. A homeopátiában használt anyagot olyan arányban hígítják, hogy a végső összetételben, Avogadro száma szerint, egyetlen molekula sem marad az eredeti anyagból. Maguk a homeopaták nem keresnek bonyolult válaszokat, és készítményeik hatását a „víz memóriájával” magyarázzák, bár nem világos, hogy a víznek miért kell „emlékeznie” az eredeti anyagra, nem pedig több ezer egyéb szennyeződésre, ill. kémiai elemek, amelyet a levegőben vagy egyszer a vízellátásban hordnak (képzeljük el egy pillanatra a „legtisztább” vízellátást eleje XIX század). Dr. Cowan 2005-ben végzett kísérletei kimutatták, hogy a vízmolekulák valóban képesek molekuláris metastruktúrát alkotni, de ez sokkal kevesebb, mint egy másodpercig tart. A homeopátiát azonban nem írják le, hiszen még ma is sok olyan eset van, amikor a homeopátiás gyógyszeres kezelés után meggyógyulnak. Az orvosok ezt a placebo-hatásnak tulajdonítják. 2013 októberében publikáltak egy tanulmányt, amely bizonyítja a placebo-hatás és az agy alfa-aktivitásnövekedése közötti összefüggést, ám a placebó és a homeopátia működésének kérdésére nincs pontosabb válasz.

5 Kerékpár mérleg (mechanika) Miért nem esik le a kerékpár? Nem tűnik bonyolultnak. Először is a görgős hatás (az első kerék kormányzása abba az irányba, amerre a kerékpár eltér a tengelytől), másodszor pedig a kerék forgásának giroszkópos hatása. Andy Ruina amerikai mérnöknek azonban sikerült olyan kerékpárt alkotnia, amelyben az első kerék a tengely metszéspontja előtt a talajon nyugszik, ami semlegesíti a görgős hatást. A „Ruin bicycle” első és hátsó kerekei még kettőhöz vannak csatlakoztatva, amelyek ellenkező irányba forognak, ez eltávolítja a giroszkópos hatást. Mindezzel egy kerékpár nem veszíti el az egyensúlyát gyorsabban, mint egy egyszerű kerékpár. Innen a következtetés: mindkét effekt, a görgő és a giroszkóp fontos szerepet játszik a lövedék egyensúlyának kiegyensúlyozásában, de nem döntő. Miért nem esik le a bicikli?

A tudomány az emberek kérdéseinek megválaszolásának igényéből alakult ki. És úgy tűnik, hogy a legtöbb összetett jelenséget messze földön tanulmányozták, de „nagyon kevés” maradt - a sötét anyag természetének megértéséhez, a kvantumgravitáció problémájának megértéséhez, a téridő dimenziójának problémájának megoldásához. , hogy megértsük, mi a sötét energia (és több száz hasonló kérdés). Vannak azonban még mindig egyszerűbbnek tűnő jelenségek, amelyeket a tudósok nem tudnak teljesen megmagyarázni.

A Nobel-díjas Warren Anderson egyszer azt mondta: "A szilárdtestelmélet megoldatlan problémái közül a legmélyebb és legérdekesebb az üveg természetében rejlik." És bár az üveget több mint egy évezrede ismeri az emberiség, a tudósok még mindig nem értik egyedi mechanikai tulajdonságainak okát. Az iskolai órákról emlékszünk rá, hogy az üveg folyadék, de vajon így van? A tudósok nem tudják pontosan, mi a folyékony vagy szilárd és üveges fázis közötti átmenet természete, és milyen fizikai folyamatok vezetnek az üveg alapvető tulajdonságaihoz.

Az üvegképződés folyamata nem magyarázható a szilárdtest-fizika, a soktest-elmélet vagy a folyadékelmélet egyik jelenlegi eszközével sem. Röviden leírva, a folyékony olvadt üveg, ahogy lehűl, fokozatosan egyre viszkózusabbá válik, mígnem merev lesz. Míg a kristályos szilárd anyagok, például a grafit képződése során az atomok egy pillanatban a szokásos periodikus szerkezeteket alkotják. Tarun Chitra, a molekuláris dinamika kutatója a tánc példáján keresztül magyarázza a molekulák különböző anyagokban való szerveződését:

Az ideális merev test olyan, mint egy lassú tánc, ahol két partner más párokkal együtt mozog a kiinduló helyzetük körül a táncparketten.

Az ideális fluidum olyan, mint egy randevú, ahol mindenki megpróbál mindenkivel táncolni a teremben (ezt a tulajdonságot nevezik ergodicitásnak), de az átlagos tempó, amellyel mindenki táncol, megközelítőleg azonos.

(vimeo)105570864(/vimeo)

Az üveg úgy viselkedik, hogy az egyensúlyi statisztikai mechanikával még nem írható le. Különösen a szubexponenciális autokorrelációk és az üvegkereszt-korrelációs függvény végtelen számú véletlenszerű folyamaton keresztül érhető el. Egy bizonyos pontig a rendszer többé-kevésbé tisztán és kiszámíthatóan „működik”, de ha elég sokáig figyeljük, kezdjük látni, hogyan ír le jobban egyes jellemzőket a valószínűségelmélet és a véletlenszerű folyamatok.

Miért nem esik az oldalára a bicikli?

A kerékpár kialakítása meglehetősen egyszerű, és úgy tűnik, régóta világos, hogyan és miért tartja meg a kétkerekű jármű kiváló stabilitását. Mindig is azt hitték, hogy két mechanizmus játszik kritikus szerepet a kerékpár egyensúlyának megőrzésében. Az első az automata kormányzás, vagyis a görgős effektus: ha a kerékpár egy irányba dől, akkor maga az első kerék is ugyanabba az irányba fordul, majd a centrifugális erő visszaállítja a kereket az eredeti helyzetébe. A második mechanizmus a forgó kerekek giroszkópos nyomatékához kapcsolódik.

Andy Ruina amerikai mérnök és kollégái mindkét állítás cáfolatára vállalkoztak. Egy robogóra hasonlító kerékpárt terveztek, amelyben az első kerék az első villa tengelyének metszéspontja előtt érinti a támaszt, ami „megszünteti” a görgő hatását. Ezenkívül az első és a hátsó kerék két másikkal van összekötve, amelyek ellenkező irányba forognak, és ezáltal semmissé teszik a giroszkópos hatást.

Ez a kerékpár azonban nem esik olyan gyorsan az oldalára. Valójában nem rosszabbul tartja meg az egyensúlyt, mint egy hagyományos kerékpár, és még ugyanazt az automatikus kormányzást is mutatja. A kísérlet eredményei alapján a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy mindkét hatás - a görgő és a giroszkóp - fontos szerepet játszik a kerékpáros egyensúly megőrzésében, de mindkettő nem kritikus a számára.

Hogy miért nem esik le a bicikli, még mindig nem tudni. A mérnökök legújabb feltételezései szerint ebben kiemelt szerepe van a speciális terheléselosztásnak.

Hogyan működik a placebo?

A placebók, vagyis olyan anyagok, amelyek nem rendelkeznek nyilvánvaló gyógyászati tulajdonságokkal, de pozitív hatással vannak a szervezetre, régóta ismertek. A placebo hatás pszicho-érzelmi hatáson alapul. Ám a kutatók többször is kimutatták, hogy a hatóanyagokat nem tartalmazó placebók valódi fiziológiai reakciókat válthatnak ki, beleértve a pulzusszám és a vérnyomás változásait, valamint az agy kémiai aktivitását. A placebók segíthetnek a fájdalom, a depresszió, a szorongás, a fáradtság és még a Parkinson-kór egyes tüneteinek enyhítésében is.

Még mindig nem teljesen világos, hogy pszichénk hogyan hathat egészségünkre, és a tudósok nem tudják feltárni a placebóra adott fiziológiai válaszok mögött meghúzódó mechanizmusokat. Nyilvánvaló, hogy a hatásban sokféle szempont összefonódik, míg a hamis gyógyszerek nem befolyásolják a betegség forrását vagy okát. Kísérletileg bebizonyosodott, hogy a szervezet reakciója a placebo beadási módjától (tabletták vagy injekciók) függően eltérő. A placebók is csak a várt, azaz előre ismert terápiás hatást biztosítják. És minél magasabbak az elvárások, annál erősebb a placebo-hatás. Ezenkívül ismert, hogy a páciensre gyakorolt aktív verbális befolyásolással erősíthető. Nem mindenkit érint a placebó. A placebók gyakrabban hatnak az extrovertált emberekre, akiknek magas a szorongása, gyanakvása és önbizalomhiánya.

2013 októberében egy tanulmányt tettek közzé, amely kimutatta, hogy a placebo-hatás összefüggésben áll az agy alfa-aktivitásának növekedésével. Az alfa-hullámok ellazult állapotban fordulnak elő, ami hasonló a könnyű transzhoz vagy meditációhoz - vagyis a leginkább sejthető állapotban. A placebo hatás jelentős hatással van az emberi idegrendszerre a gerincvelő területén. De eddig senki sem tudta részletesen leírni a hatásmechanizmusát.

Mit jelentett a világűrből érkező wow jel?

1977. augusztus 15-én az űrkutatás történetének egyik legrejtélyesebb eseménye történt. Dr. Jerry Eyman, miközben a SETI projekt részeként a Big Ear rádióteleszkópon dolgozott, erős keskeny sávú űrrádiójelet észlelt. Jellemzői (átviteli sávszélesség, jel-zaj viszony) megfeleltek a földönkívüli eredetű jeltől elvártaknak. Eyman ezen csodálkozva bekarikázta a megfelelő szimbólumokat a nyomtatványon, és a margóra beírta: „Hűha!”. Ez az aláírás adta a jelnek a nevét.

A jel a Nyilas csillagképben lévő égbolt egy területéről érkezett, körülbelül 2,5 fokkal délre a Chi csillagcsoporttól. Azonban évekig tartó várakozás után, hogy valami hasonló megismétlődjön, nem történt semmi.

A tudósok szerint ha a jel földönkívüli eredetű,
akkor az azt küldő lényeknek egy nagyon-nagyon fejlett civilizációhoz kell tartozniuk. Egy ilyen erős jel küldéséhez legalább 2,2 gigawattos jeladóra van szükség, amely sokkal erősebb, mint bármelyik Földön (például az alaszkai HAARP rendszer, az egyik legerősebb a világon, állítólag képes jelet továbbítani 3600 kW-ig).

A jelerősség magyarázatának egyik hipotézise az, hogy a kezdetben gyenge jel jelentősen felerősödött a gravitációs lencse hatására; ez azonban még mindig nem zárja ki mesterséges eredetének lehetőségét. Más kutatók azt javasolják, hogy a sugárforrást jeladóként forgatják el, időszakonként módosítsák a jel frekvenciáját, vagy csak egyszer állítsák elő. Van olyan verzió is, hogy a jelet egy mozgó idegen csillaghajó küldte.

Hogyan válik élővé az élettelen anyag?

A tudományos világban ma az uralkodó felfogás a biológiai evolúció, amely szerint az első élet spontán módon keletkezett szervetlen komponensekből, fizikai és kémiai folyamatok eredményeként. Az abiogenezis elmélete leírja, hogyan keletkezik az élő anyag az élettelen anyagból. Azonban sok probléma van vele.

Ugyanakkor laboratóriumi körülmények között soha nem járt sikerrel minden kísérlet egy mesterséges élő sejt létrehozására. Az aminosavak és nukleotidok teljes készletét és a legegyszerűbb baktériumsejtet még mindig szakadék választja el egymástól. Talán az első élő sejtek nagyon különböztek a most megfigyelhető sejtektől. Emellett számos tudós támogatja azt a hipotézist, hogy az első élő sejtek meteoritoknak, üstökösöknek és más földönkívüli objektumoknak köszönhetően érkezhettek bolygónkra.

Miért osztják az embereket balkezesekre és jobbkezesekre?

Az elmúlt 100 év során a tudósok elég alaposan tanulmányozták azt a problémát, hogy az emberek miért használják túlnyomórészt az egyik kezét, és miért használják gyakrabban a jobb kezet. Nincs azonban szabványos empirikus vizsgálat a jobb- vagy balkezességre, mivel a tudósok nem tudják teljesen megérteni, milyen mechanizmusok vesznek részt ebben a folyamatban.

A tudósok nem értenek egyet abban, hogy az emberiség hány százaléka jobbkezes és hány százaléka balkezes. Általában úgy gondolják, hogy a többség (70-95%) jobbkezes, a kisebbség (5-30%) balkezes, és ismeretlen számú ember van teljes szimmetriával. Bebizonyosodott, hogy a gének befolyásolják a balkezességet és a jobbkezességet, de a pontos „balkezes gént” még nem sikerült azonosítani. Bizonyítékok vannak arra, hogy a jobb vagy bal kéz használatára való hajlamot társadalmi és kulturális mechanizmusok befolyásolhatják. Ennek legjellemzőbb példája az, ahogyan a tanárok átképezték a gyerekeket, és arra kényszerítették őket, hogy írás közben balról jobbra váltsanak. Ráadásul jelenleg több totalitárius társadalomban kevesebb a balkezes, mint a liberálisabb társadalmakban.

→ Paul Broca portréja

Egyes kutatók a szülés közbeni agysérülésekkel összefüggő "kóros" balkezességről beszélnek. Az 1860-as években Paul Broca francia sebész felfigyelt a kéztevékenység és az agyféltekék közötti kapcsolatra. Elmélete szerint az agy felei keresztben kapcsolódnak a test feléhez. De most már tudjuk, hogy ezek az összefüggések nem olyan egyszerűek, mint ahogy Brock leírta őket. Az 1970-es években végzett kutatások kimutatták, hogy a legtöbb balkezesnek ugyanaz a bal agyfélteke aktivitása, mint ami minden emberre jellemző. Sőt, a balkezesek csak egy részénél van eltérés a normától.

Ennek eredményeként még mindig csak általános elképzelésünk van a jobbkezesség okairól, és a kutatóknak még részletesen meg kell érteniük kialakulásuk összes mechanizmusát.

Miért alszunk?

Életünk 36%-át alszunk, de a tudósok nem tudják teljes mértékben megmagyarázni ennek természetét. Az emberek hajlamosak aludni, mert ez benne van a génjeinkben, de hogy az evolúció során miért jelent meg ez az állapot, az rejtély. A melegvérű állatokon (emlősökön és madarakon) kívül egyetlen élőlény sem rendelkezik ilyen alvási formákkal, és még mindig nem világos, hogy az alvás milyen előnyökkel jár.

A tudósok már megállapították, hogy alvás közben gyorsabban nőnek az izmok, jobban gyógyulnak a sebek, és felgyorsul a fehérjeszintézis. Más szóval, az alvás segít a szervezetnek pótolni azt, amit ébren elvesztett. A legújabb kutatások bebizonyították, hogy alvás közben agyunk megtisztítja magát a méreganyagoktól, és ha az ember beleavatkozik ebbe a folyamatba (vagyis nem alszik), mentális zavarok alakulhatnak ki. Ráadásul pihenés közben az agy sejtjei közötti kapcsolatok meggyengülnek vagy megszakadnak, így „teret szabadítanak fel” az új információk bejutásához. Az agyban új szinapszisok keletkeznek, így az alváshiány azzal fenyeget, hogy csökken az információszerzés, -feldolgozás és -emlékezés képessége.

Alvás közben az agy gyakran "visszajátssza" a napközben velünk megtörtént epizódok egy részét, és a kutatók szerint ez a folyamat erősíti a memóriánkat. Bár az álmok tartalmát a valós benyomások határozzák meg, az alvás közbeni tudatunk különbözik az ébrenléti időszak tudatától. Egy álomban a világról alkotott felfogásunk sokkal fantáziadúsabb és érzelmesebb. Különféle képeket látunk, aggódunk miattuk, de nem tudjuk megfelelően felfogni. A tudósok úgy vélik, hogy az álmos agyban uralkodó szinkronizáló mechanizmusok inkább az első jelzőrendszerhez és az érzelmi szférához kapcsolódnak. De azt, hogy az álmok mit jelentenek, még nem lehet egyértelműen megválaszolni.

Miért dorombolnak a macskák?

Senki sem tudja biztosan, miért dorombolnak a macskák. A dorombolás abban különbözik sok más állatok által kiadott hangtól, hogy a hangzás a teljes légzési ciklusban (belégzésben és kilégzésben egyaránt) történik. Valamikor úgy gondolták, hogy a hangot a vena cava alsó részén átáramló vér adja, de a legtöbb tudós ma már egyetért abban, hogy a gége, a gégeizmok és az idegi oszcillátor részt vesz a hangképzés folyamatában.

A cicák néhány napos koruk után megtanulnak dorombolni. Az állatorvosok azt sugallják, hogy a dorombolásuk olyasmit jelent, mint a „mama”, „jól vagyok” vagy „itt vagyok” emberi szavak. Ezek a hangok segítenek megerősíteni a kapcsolatot a cica és az anyja között.

De ahogy a cica felnő, továbbra is dorombol, és sok kutató meg van győződve arról, hogy felnőttkorban ez a hang az élvezettel és az örömmel társul. Néha a macskák dorombolnak, ha sérültek vagy betegek. Dr. Elisabeth von Muggenthaler azt sugallja, hogy a dorombolás és az általa keltett alacsony frekvenciájú rezgések „természetes öngyógyító mechanizmus”, amely erősíti, gyógyítja a sebeket és enyhíti a fájdalmat.

A házimacskák hangereje nem egyedi. Más macskafélék, például a bobcats, a gepárdok és a pumák szintén dorombolnak. Bár egyes nagymacskák (oroszlánok, leopárdok, jaguárok, tigrisek, hópárducok és felhős leopárdok) erre nem képesek.

A minket körülvevő világról modern tudomány Szinte minden ismert, de néhány jelenségnek és dolognak még mindig nincs racionális magyarázata. Szándékosan vettünk ilyen megmagyarázhatatlan jelenségeket különböző területeken tudás.

Mpemba hatás (fizika)

Paradox módon a meleg víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg, ezért a korcsolyapályák megtelnek forró vízzel. A fizikában ezt a jelenséget „Mpemba-effektusnak” nevezik. Miért? Mert 1963-ban egy tanganyikai iskolás fejtörést okozott tanárának, hogy a melegített folyadék miért fagy meg gyorsabban, mint a hideg. A tanár lesöpörte a tolakodó diákot, mondván, hogy ez „nem világfizika, hanem Mpemba fizika”.

Erasto nem feledkezett meg kérdéséről, és később ugyanerről kérdezte Denis Osborne angol fizikust, aki a Dar es Salaam Egyetemre jött előadásokat tartani. Ellentétben az iskolai tanárral, Osborne nemcsak nem nevetett a kíváncsi diákon, hanem számos kísérletet is végzett vele, és 1969-ben Erastóval közösen publikált egy cikket a Physics Education folyóiratban, ahol ezt a jelenséget „Mpemba”-nak nevezték. hatása” – bár Arisztotelész és Francis Bacon is elgondolkozott egykoron.

A jelenségre tudományosan alátámasztott magyarázatot még nem találtak. 2012-ben a British Chemical Society még versenyt is hirdetett az „Mpemba-effektus” legjobb magyarázatára.

Wow jel (asztrofizika)

1977. augusztus 15-én Dr. Jerry Eyman, miközben a Big Ear rádióteleszkópon dolgozott a SETI projekt részeként, erős keskeny sávú űrrádiójelet észlelt. Jellemzői, mint például az átviteli sávszélesség és a jel-zaj arány, összhangban voltak egy földönkívüli eredetű jellel. Ezután Eyman bekarikázta a megfelelő szimbólumokat a nyomtatványon, és a margón „Wow!”

A rádiójel a Nyilas csillagképben lévő égbolt egy területéről származott, körülbelül 2,5 fokkal délre a Chi csillagcsoporttól. Eyman második jelre számított, de nem jött meg.

Az első probléma a WOW jellel, hogy küldéséhez (ha még mindig elfogadjuk a földönkívüli eredetét hipotézisként) egy nagyon erős - legalább 2,2 gigawatt - adóra van szükség. Eddig a Föld legerősebb adója 3600 kW teljesítményű.

Számos hipotézis létezik e titokzatos üzenet eredetével kapcsolatban, de egyiket sem fogadják el.

2012-ben, a WOW jel 35. évfordulóján az Arecibo Obszervatórium 10 000 kódolt üzenetből álló választ küldött a tervezett forrás irányába. A földiek soha nem kaptak választ.

A balkezesek jelensége (fiziológia)

A tudósok évszázadok óta küzdenek a bal- és jobbkezes emberek földi létezésének magyarázatával, de a tudomány fejlődése folyamatosan cáfolja még a korábban elismert elméleteket is. Így még az 1860-as években Paul Broca francia sebész kapcsolatot teremtett az agyféltekék munkája és a kezek tevékenysége között, mondván, hogy az agyféltekék és a testfelek keresztben kapcsolódnak egymáshoz. A modern tudósok azonban cáfolják ezt az egyszerű kapcsolatot. Az 1970-es években bebizonyosodott, hogy egyes balkezesek ugyanolyan bal agyféltekés tájolásúak, mint a jobbkezesek.

Igyekeztünk hozzájárulni a balkezesség és a genetika jelenségének magyarázatához. Az oxfordi, a St. Andrews-i, a bristoli egyetem és a holland Nijmegen városában található Max Planck Intézet tudósai megállapították, hogy az egyik kéz dominanciája egy géncsoporthoz kapcsolódik, és már az embrionális fejlődés szakaszában kialakult. . A genom vizsgálata felfedezéshez vezetett: a PCSK6 gén jobban befolyásolja a kívánt jelenséget, mint mások.

Az orientáció meghatározása az allélokban előforduló mutációk számától függ, de ha a jobbkezesség a domináns tulajdonság, miért nem tűnt el a balkezesség a genetikai tárhelyből?

Ma a tudósok úgy vélik, hogy az egyik kéz „dominanciája” nem csak „domináns” vagy „recesszív”, hanem egy finomabb, megfoghatatlan tulajdonság. A tudósok még mindig nem tudnak egyértelmű magyarázatot adni a balkezesek jelenségére.

Homeopátia (gyógyszer)

A homeopátia megalkotójának Samuel Hahnemannt tartják, aki 1791-ben kísérletet végzett magán különböző dózisú kininnel, és belátta, hogy ugyanaz az anyag különböző arányban képes gyógyítani és megbénítani.

A homeopátia alapelvét, az ultraalacsony dózisok elvét a mai orvoslás nagy szkepticizmussal fogadja. A homeopátiában használt anyagot olyan arányban hígítják, hogy a végső összetételben az Avagadro száma szerint egyetlen molekula sem maradjon meg az eredeti anyagból.

Maguk a homeopaták nem keresnek bonyolult válaszokat, és készítményeik hatását nem a „víz memóriájával” magyarázzák, bár nem világos, hogy a víznek miért kell „emlékeznie” az eredeti anyagra, nem pedig a benne lévő sok ezer egyéb szennyeződésre és kémiai elemre. levegő, vagy amelyek egykor a vízellátásban voltak ( Képzeljük el egy pillanatra a 19. század eleji „legtisztább” vízellátó rendszert).

Dr. Cowan 2005-ben végzett kísérletei kimutatták, hogy a vízmolekulák valóban képesek molekuláris metastruktúrát alkotni, de ez sokkal kevesebb, mint egy másodpercig tart. A homeopátiát azonban nem írják le, hiszen még ma is sok olyan eset van, amikor a homeopátiás gyógyszeres kezelés után meggyógyulnak. Az orvosok ezt a placebo-hatásnak tulajdonítják.

2013 októberében publikáltak egy tanulmányt, amely bizonyítja a placebo-hatás és az agy alfa-aktivitásnövekedése közötti összefüggést, ám a placebó és a homeopátia működésének kérdésére nincs pontosabb válasz.

Kerékpár mérleg (mechanika)

Miért nem esik le a bicikli? Nem tűnik bonyolultnak. Először is a görgős hatás (az első kerék kormányzása abba az irányba, amerre a kerékpár eltér a tengelytől), másodszor pedig a kerék forgásának giroszkópos hatása.

Andy Ruina amerikai mérnöknek azonban sikerült olyan kerékpárt alkotnia, amelyben az első kerék a tengely metszéspontja előtt a talajon nyugszik, ami semlegesíti a görgős hatást. A „Ruin bicycle” első és hátsó kerekei még kettőhöz vannak csatlakoztatva, amelyek ellenkező irányba forognak, ez eltávolítja a giroszkópos hatást.

Mindezzel egy kerékpár nem veszíti el az egyensúlyát gyorsabban, mint egy egyszerű kerékpár. Innen a következtetés: mindkét effekt, a görgő és a giroszkóp fontos szerepet játszik a lövedék egyensúlyának kiegyensúlyozásában, de nem döntő.

Miért nem esik le a bicikli?

Szöveg: Artyom Luchko

A tudomány az emberek kérdéseinek megválaszolásának igényéből alakult ki.És úgy tűnik, hogy a legtöbb összetett jelenséget messze földön tanulmányozták, de „nagyon kevés” maradt - a sötét anyag természetének megértéséhez, a kvantumgravitáció problémájának megértéséhez, a tér/idő dimenziójának problémájának megoldásához. , hogy megértsük, mi a sötét energia (és több száz hasonló kérdés). Vannak azonban még mindig egyszerűbbnek tűnő jelenségek, amelyeket a tudósok nem tudnak teljes mértékben megmagyarázni.

Mi az üveg?

Az üvegképződés folyamata nem magyarázható a szilárdtest-fizika, a soktest-elmélet vagy a folyadékelmélet egyik jelenlegi eszközével sem. Röviden leírva, a folyékony olvadt üveg, ahogy lehűl, fokozatosan egyre viszkózusabbá válik, mígnem merev lesz. Míg a kristályos szilárd anyagok, például a grafit képződése során az atomok azonnal kialakítják a szokásos periodikus szerkezeteket.

Az üveg úgy viselkedik, hogy az egyensúlyi statisztikai mechanikával még nem írható le

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete