Разные разности

Любовь Стрельникова
18.07.2022 12:00:00

Неаполитанские ученые-материаловеды из Университета Федерико II изобрели способ поднимать тесто для пиццы без помощи дрожжей, на которые у руководителя группы Эрнесто Ди Майо аллергия.

pic_2022_05_14.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Изобретения не появляются на пустом месте. Чаще всего идея приходит в голову под давлением обстоятельств или случайных событий. Возьмем, к примеру, кулинарию.

Микроволновая печь, в которой мы разогреваем продукты, появилась на свет благодаря случаю. Ее изобретатель, американский инженер Перси Спенсер, в 1940-х годах работал над новыми радарами для военных целей и проводил опыты с магнетронами, которые генерируют СВЧ-излучение.

После очередного опыта Перси решил подкрепиться шоколадным батончиком. Полез за ним в карман халата и вместо батончика нашел там горячую шоколадную лужицу. Тогда Спенсер провел эксперименты с пищевыми продуктами и убедился, что магнетрон разогревает их.

Военно-промышленная компания «Raytheon», в которой работал Спенсер, получила патент на микроволновую печь в 1946 году, а первые печи высотой два метра и весом в 300 кг появились в ресторанах уже через год. Дальнейшая эволюция привела к тому, что теперь почти на каждой кухне стоят маленькие и компактные СВЧ-печи. С точки зрения молодежи, плиты может не быть, но без СВЧ — никак.

Другая кулинарная история, в общем-то — похожая, случилась в том же 1946 году в итальянском городе Альба. Ко дню города администрация Альбы заказала известному кондитеру Пьетро Ферреро сделать какие-нибудь необычные сладости. Специально к празднику Пьетро придумал рецепт нового пирожного из меда, масла и толченых орехов.

В День города на главной улице накрыли праздничные столы и разложили на них пирожные. Но в тот день было невероятно жарко, и, когда подтянулись горожане вкусить необычных сладостей, пирожные уже растаяли и расползлись.

Но как нередко бывает, ситуацию спасла находчивая супруга кондитера. Она не растерялась и стала намазывать жидкие пирожные на хлеб. Горожане распробовали, пришли в восторг и стали требовать добавки.  Так родилась шоколадная паста Ферреро, которая со временем эволюционировала и превратилась в широко известную в мире шоколадную пасту «Нутелла».

Консервы появились благодаря Наполеону, который в 1795 году объявил вознаграждение тому, кто придумает, как сохранить пищу для солдат в полевых условиях.

Упаковка для яиц родилась в Канаде в 1911 году благодаря жалобам владельца гостиницы. Он сетовал, что купленные у местных фермеров яйца всегда доставляют разбитыми. Жалобу услышал канадский журналист Джозеф Коиль и придумал бумажную коробку с углублениями для каждого яйца. Она отлично работала на ухабистых дорогах Британской Колумбии.

Таких историй много. А вот совсем свежая. Она связана с ученым-материаловедом Эрнесто Ди Майо, уроженцем Неаполя. В 25 лет у него развилась аллергия на дрожжи. И с тех пор, как только он съедает пиццу, у него вспыхивает крапивница.

Наверное, это можно было бы пережить, хотя неаполитанец от пиццы неотделим. Но ситуация усугубляется тем, что супруга Эрнесто очень любит это традиционное неаполитанское блюдо. А аллергия ставила крест на романтических ужинах наедине с пиццей. Эти обстоятельства и заставили Эрнесто искать способ изготовить пиццу без дрожжей.

В классически приготовленной пицце, как и в большинстве хлебных изделий, используют дрожжи. Они бродят и выделяют углекислый газ. Пузырьки с газом насыщают тесто. Оно поднимается, становится воздушным. А в печи при высокой температуре из теста уходит вода и воздушная структура фиксируется.

Команда Ди Майо из Университета Федерико II в Неаполе решила добиться такого же эффекта, но другими средствами. Вот как они это делают. Берут тесто, под давлением загоняют в него газ, а во время выпечки внешнее давление сбрасывают, и тесто мгновенно поднимается и печется. Похожую технологию они разработали для производства полиуретана. Но ведь тесто тоже содержит полимеры, только природные и съедобные. Тот же крахмал, например, — полисахарид.

В традиционной пиццерии тесто замешивают утром, чтобы оно поднималось до обеда, а потом его выпекают. Для новой технологии этого не требуется — не надо ждать, когда подойдет тесто. Разрыхление и выпечка теста происходят одновременно — в духовке.

Сначала ученые приготовили тесто по стандартному неаполитанскому рецепту, только без  дрожжей. Потом слепили из него образец в виде мячика для гольфа и поместили в автоклав — небольшую духовку размером с тостер. На самом деле это был небольшой реактор, который мог держать давление.

Затем через газозаборник они накачали в духовку-реактор углекислый газ, гелий или воздух — что-то одно из перечисленного — и в течение 10 минут довели давление до 10 атмосфер (это примерно в пять раз больше, чем в стандартной кухонной скороварке), а температуру — до 150°C. Тесто распухало на глазах и одновременно выпекалось.

Что касается вкуса, то исследователи высказались приблизительно так — мягко и хрустит. Это, прямо скажем, оценка материаловедов, а не кулинаров. Хотелось бы спросить — а это вкусно или как? Ответа я в статье не нашла.

Исследователи продолжают эксперименты с высокотехнологичной пиццей. Теперь от маленького мячика из теста они перейдут к пицце нормальных размеров. Но будет ли эта технология востребована в пиццериях? Полагаю — нет, все упрется в экономическую целесообразность, которая предпочтет дешевые и простые пекарские дрожжи.

Дело еще в том, что главная характеристика еды, пиццы в данном случае, — это ее вкус и аромат. И здесь немалую роль играют дрожжи, которые вносят значительный вклад в формирование этого традиционного вкуса.

Похоже, высокотехнологичная пицца — это очередная инновация ради инновации. Но кто запретит неаполитанцам экспериментировать с пиццей? В конце концов, пиццу изобрели именно они.

 >>
Любовь Стрельникова
14.07.2022 12:00:00

Низкокалорийная диета помогает предотвратить сокращение тимуса, чтобы человек вырабатывал больше Т-клеток. Так что ограничение калорий изменяет многие метаболические и иммунные реакции, которые увеличивают продолжительность жизни и здоровья.

pic_2022_05_13.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Помню, как на заре своей журналистской карьеры я решила взять интервью у главного геронтолога Москвы или федерального Минздрава, уже не помню. Помню только, что это был умный человек, умудренный годами и опытом.

Тогда исследования в области старения начинали входить в моду. А слово «бессмертие» стало звучать вполне буднично. Но главный геронтолог мне мягко отказал приблизительно так: «Деточка, вы, наверное, хотите услышать о волшебной таблетке — выпил и помолодел? Нет таких таблеток, и вряд ли они будут. Единственный способ не стареть — это меньше есть, больше двигаться, ложиться спать пораньше, соблюдать режим дня, заниматься любимым делом и не делать гадости людям. Но это же так скучно — и вам, и вашим читателям. Так что не вижу смысла в интервью».

С тех пор прошел не один десяток лет. И все эти годы я вижу, как наука подтверждает слова этого умного человека — одно за другим. Вот и сейчас появилась очередная научная статья, которая описывает результаты совместного исследования двух коллективов ученых — из НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского при МГУ имени М.В. Ломоносова и Воронежского государственного университета. Они изучают механизмы старения и ищут методы, как его замедлить.

Вообще, существует много теорий, которые объясняют — почему мы стареем. Более трехсот гипотез было сформулировано за время существования науки. Например, Илья Ильич Мечников считал, что причина старения — это самоотравление в результате накопления продуктов гниения в толстом кишечнике. А Иван Петрович Павлов, наш лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, считал, что человек стареет от нервных потрясений и перенапряжения центральной нервной системы.

В любом случае очевидно, что старение — это многофакторный процесс. И сегодня ученые рассматривают его уже на молекулярном уровне, универсальном для всего живого. Единой теории старения нет. Однако геронтологи сходятся на том, что это совокупность взаимосвязанных изменений в организме, ведущая роль в которых принадлежит генетическим механизмам.

Но очень хочется понять, какой механизм тут главный, чтобы воздействовать на него и замедлять старение. На роль такого основного фактора претендуют митохондрии. Эти крошечные электростанции в наших клетках ежесекундно наполняют нас энергией, перерабатывая питательные вещества.

Однако со временем в митохондриях случаются поломки. С возрастом поломки накапливаются. И наконец их становится так много, что клетки просто не успевают их устранять. Все это сказывается на здоровье, на самочувствии и вызывает старение.

А что, если митохондрии немного разгрузить, давать им меньше работы, чтобы у них оставалось время на ремонт поломок? А что значит разгрузить? Значит — давать меньше пищи.

Московские и воронежские ученые решили проверить, как ограничение рациона влияет на работу внутренних органов. Особенно интересно было экспериментировать со старыми животными, поскольку именно в пожилом возрасте поломки в клетках накапливаются быстрее.

Поэтому исследователи брали старых крыс. Одна группа животных питалась без ограничений, а другую группу содержали на скудном рационе. Через два месяца диеты исследователи измерили в разных органах крыс количество поломок в митохондриях.

Удивительно, но даже такая недолгая по срокам диета — всего два месяца! — серьезно замедлила негативные процессы старения в мозге, в почках и других органах.

И вот что очень важно. Даже если начать соблюдать диету в пожилом возрасте, можно добиться зримых результатов в замедлении старения. Так что снижение калорийности пищи действительно помогает клеткам избавиться от накопившихся повреждений и помогает улучшить состояние нашего организма.

Это исследование выполнено на грант Российского научного фонда, то есть на государственные деньги. И это приятно вдвойне.

Впрочем, оно выполнено на крысах. И правомерен вопрос — а можно ли переносить на человека результаты, полученные на животных? Исследование российских ученых, о котором я рассказала, — фундаментальное. С его помощью ученые выясняют, что и как влияет на тонкие клеточные механизмы животных, к которым, несомненно, относится и человек.

Но выводы российских ученых подтверждают и сотрудники Центра медицинских исследований Пеннингтона при Университете Луизианы. Здесь занимаются прикладными медицинскими исследованиями. Одно из них ставило целью выяснить, как ограничение калорийности пищи влияет на здоровье, старение и продолжительность жизни людей.

Ученые наблюдали за подопечными, которые в течение двух лет потребляли с пищей на 14% меньше калорий. Оказалось, что при такой диете в их организмах вырабатывалось больше Т-клеток, которые играют ключевую роль в иммунной системе, поддерживают иммунитет и замедляют процесс старения.

Действительно, по мере того как люди стареют, их тимусы сокращаются и производят меньше Т-клеток (Т-лимфоцитов). В результате пожилым людям труднее бороться с инфекциями и некоторыми видами рака.

Ограничение калорий помогает предотвратить сокращение тимуса, чтобы человек вырабатывал больше Т-клеток. Так что ограничение калорий изменяет многие метаболические и иммунные реакции, которые увеличивают продолжительность жизни и здоровья.

Вы можете спросить — ну и сколько я проживу, если буду ограничивать себя? В базе AnAge я нашла, что максимальная зарегистрированная продолжительность жизни человека на Земле составляет 122,5 года. Симпатичная цифра.

Вообще, любые разумные самоограничения продлевают человеку жизнь. Это касается не только калорий. Однажды французскую даму, которой перевалило за сто лет, журналист спросил: «В чем секрет вашего долголетия? Вы, наверное, сидите на особой диете?» — «Да нет, ем все подряд». — «Вы, наверное, никогда не курили?» — «Баловалась, конечно, в молодости, как все». — «Вы, наверное, занимались активной физкультурой?» —  «Да нет, я ленивая и не спортивная». — «Вы не пили алкоголь?» — «Да Бог с вами, я и сейчас люблю рюмочку красного вина или хорошего коньяка». — «Так в чем же секрет?» — «Секрет, наверное, в том, что я никогда не спорила». — «Да ладно, не может быть! Вы меня обманываете. Невозможно прожить большую жизнь и не спорить, это чушь какая-то». — «Хорошо, спорила».

Так что меньше калорий, меньше споров — и будете жить дольше. Согласитесь — это простые рецепты, доступные каждому. И они ничего не стоят.

 >>
13.07.2022 16:00:00

…столкновение нейтронных звезд порождает большинство тяжелых элементов, включая серебро и золото…

…симптомы болезни, включая лихорадку, потерю аппетита и повышение температуры, формирует небольшая группа нейронов у основания мозга…

…дети, которые двигаются, когда изучают звучание букв, в дальнейшем лучше распознают буквы на слух…


…симптомы болезни, включая лихорадку, потерю аппетита и повышение температуры, формирует небольшая группа нейронов у основания мозга (Nature)…


…на долю пограничных зон литосферных плит Земли приходится 16% земной коры и 27% континентов (Earth-Science Reviews - полный текст)…


…восприятие электронных сигарет как «более вредных», чем традиционные сигареты, удваивалось каждый год, начиная с 2018-го (American Journal of Preventive Medicine - полный текст)…


…электронный нос с пористыми металлоорганическими каркасными пленками может различать изомеры ксилола — орто-, мета- и пара- (ACS Sensors - полный текст)…


…столкновение нейтронных звезд порождает большинство тяжелых элементов, включая серебро и золото (Nature)…


…увеличение потребления бобовых с одновременным уменьшением потребления мяса, рыбы и птицы приводит к снижению веса (Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics)…


…когда отцы в экономически неблагополучных семьях, испытывающих проблемы с оплатой счетов, проявляют симптомы депрессии, последствия могут быть особенно разрушительными для отношений пары (Family Relations - полный текст)…


…использование квантовых каскадных лазеров позволит точно определять пространственное распределение частиц микропластика в образцах природных вод (Environmental Pollution)…


…беременность изменяет структуру определенных сахаров на поверхности иммуноглобулина G и тем самым усиливает их защитные свойства, оберегающие детей от заражения гораздо более широким спектром патогенов (Nature)…


…дети, которые двигаются, когда изучают звучание букв, в дальнейшем лучше распознают буквы на слух (Educational Psychology Review)…


…более высокий уровень оптимизма увеличивает продолжительность жизни и вероятность дожить до 90 лет (Journal of the American Geriatrics Society - полный текст)…


…женщинам в Австралии с ожирением в возрасте 55–64 лет в 17,3 раза чаще заменяют коленный сустав, чем с нормальным весом, а мужчинам с ожирением той же возрастной группы — в 5,8 раз чаще (ANZ Journal of Surgery)…


…несколько традиционных лекарств из арсенала Аюрведы, обычно используемых в Южной Азии, эффективны в поддержании уровня сахара в крови у пациентов с диабетом второго типа (Frontiers in Pharmacology)…

 >>
Любовь Стрельникова
08.07.2022 18:00:00

Химические сигналы, выделяемые рыбами, могут улавливать представители других видов. Улавливать, расшифровывать и соответственно действовать.

pic_2022_05_12.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Мы уже писали, что рыбы могут разговаривать. А чувствуют ли они запахи? Еще как! На глубине под водой, где темно и мутно, не так много возможностей для общения. Только и остается, что разговаривать и нюхать.

Рыбы умеют выделять через кожу, слизь и через специальные железы самые разные вещества — привлекающие партнеров, отпугивающие хищников, дающие знать сородичам об опасности.

Запахи помогают им определять, готовы ли партнеры к нересту, отличать свою икру от чужой, находить пищу, определять состав воды. И конечно, именно запахи служат навигатором лососям, идущим на нерест, — они приводят их к тому месту, где они родились.

А чем рыбы нюхают? На их голове вы наверняка замечали две пары отверстий, напоминающих ноздри. Это они и есть. Через них специальные реснички прокачивают воду, которая достигает обонятельных клеток с соответствующими рецепторами. Эти рецепторы безошибочно распознают пахучие вещества, растворенные в воде. На воздухе они не работают.

Однако химический язык речных и морских глубин универсален для всех обитателей. Химические сигналы, выделяемые рыбами, могут улавливать представители совсем других видов. Улавливать, расшифровывать и соответственно действовать.

Исследователи с кафедры ихтиологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова собрали и систематизировала все данные о том, как реагируют водные обитатели на сигнальные молекулы рыб. Эти вещества называют кайромоны.

Например, мелкие водные рачки Daphnia magna, как только почувствуют запах рыбы верховки, которая питается этими рачками, сразу залегают на дно и поднимаются в верхние слои воды лишь вечером.

Если же эти рачки чувствуют запах других хищников, например личинок комаров рода Chaoborus, которые преследуют рачков поштучно, то мигрировать они начинают по горизонтали. То есть убегают от преследования.

Самки комаров тоже чувствуют запах рыб. Они предпочитают откладывать яйца в те водоемы, в которых рыбы нет. И если в искусственные водоемы добавить запах рыбы, то в них комары не будут размножаться. Водные жуки (плавунцы, водолюбы и другие) тоже избегают те водоемы, которые населены рыбами и пахнут ими.

У головастиков лягушек и жаб, растущих в воде с запахом хищных рыб, меняются пропорции тела — их хвостовой плавник становится более высоким, поэтому они могут быстрее плавать и лучше маневрировать, спасаясь от опасности.

Так что сегодня ихтиологам известно очень много о взаимодействии рыб с другими водными обитателями с помощью сигнальных веществ кайромонов. Однако использовать это знание на практике мы не можем, поскольку ученые не знают, какова химическая природа этих веществ и где и каким образом эти запахи образуются в организме рыб. Ну что ж — химики, ваш выход!

 >>
Любовь Стрельникова
08.07.2022 12:00:00

Можно ли дикой игуане давать сладкую еду? Мы знаем, что если человек злоупотребляет сладким, то с высокой долей вероятности ему грозит ожирение и диабет второго типа. А игуана?

pic_2022_05_11-2.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Неистребима наша одержимость накормить белок в парке и уток в пруду чем-нибудь вкусненьким. Вкусненьким, с нашей точки зрения. Ну разве белку не порадуют миндальные орешки, арахис, фисташки, сухарики, чипсы, кусочки шоколада? Не порадуют, потому что эти продукты — яд для белок. Правда, белки этого не понимают.

Хотите подкормить их? Принесите с собой неочищенные кедровые орешки, фундук и давайте понемногу. Можно сушеные яблоки и груши, подсушенную морковку и огурцы, грибы, необжаренные семечки… Главное, чтобы в продуктах не было соли, сахара, ароматизаторов и много жира.

С утками тоже проблема. Буквально тонны хлеба летят в городские пруды. Потому что утки активно реагируют, хватают кусочки на лету. На самом деле они делают это рефлекторно, включаясь в соревнование с сородичами. Хотя хлеб им совсем не полезен, а точнее — вреден, как вредны сухарики и сырые овощи. Так что кормление животных на воле — большая наука.

Биологи не устают это разъяснять. Но вообще, проблема эта — глобальная. Благодаря туризму человек все активнее проникает в дикую природу и вместе с собой приносит неестественные для диких обитателей продукты.

Северные багамские скальные игуаны на островах Эксума хорошо знакомы с туристами, которые так и норовят предложить дикой зверушке сладкий виноград, без которого на прогулку не отправляются.

А можно ли дикой игуане давать сладкую еду? Мы знаем, что если человек злоупотребляет сладким, то с высокой долей вероятности рано или поздно ему грозит ожирение и диабет второго типа. А игуана? Чем грозит дикой скальной игуане сладкая еда, которую ей подсовывают туристы? И грозит ли вообще?

Этими вопросами задались американские биологи Аризонского университета и Аквариума Джона Г. Шедда. Они работали в лаборатории с более распространенной зеленой игуаной, потому что скальные игуаны находятся под угрозой исчезновения. Игуан кормили обычной для них едой, но добавляли к ней сладкий напиток, в котором было либо много, либо мало глюкозы.

Затем, через 17 дней, каждой игуане дали напиток глюкозы средней крепости и стали смотреть, как быстро организм животного приведет уровень сахара в крови к норме. Игуаны, которые сидели на диете с высоким содержанием глюкозы, плохо регулировали уровень сахара в крови.

Но как насчет диких игуан на островах Эксума? Исследователи все же провели полевой эксперимент. Приехали на острова, собрали 48 диких игуан — половину с острова, где много туристов, и другую половину с острова, где туристов почти нет. Каждой игуане дали глюкозного напитка и в течение дня наблюдали за концентрацией сахара в крови.

Результаты оказались тревожными. У игуан, которых туристы закармливали виноградом, уровень сахара в крови поднялся очень высоко и оставался высоким и через восемь часов. А у игуан, которые редко видят туристов, напротив, уровень сахара в крови был намного ниже, рос медленнее и быстрее возвращался к норме.

Если бы это были люди — мы бы говорили о диабете. Но это игуаны, и чем для них оборачивается высокий уровень сахара в крови — мы пока не знаем. Но узнаем. Исследования продолжаются.

А людям надо усвоить, наконец, что нельзя лезть в природу со своими порядками и привычками. И малейшие желания угостить шоколадкой зверюшку (даже из самых лучших побуждений) надо пресекать в зародыше. Впрочем, и себе в рот не стоит лишний раз засовывать шоколадку. Ведь мы уже точно знаем, что бывает с человеком от такой вкуснятины в избытке — кариес, диабет и лишний вес.

 >>
Любовь Стрельникова
06.07.2022 12:00:00

Австралийские ученые из университета Квинсленда рекомендуют: «Если вам придется встретиться со скорпионами, то опасайтесь маленьких, а не больших».

pic_2022_05_11-1.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Как-то летом я оказалась на Вологодской земле, вдали от городов. То лето было урожайным на ягоды. И я пошла в лес, где заприметила заросли дикой малины. Она ведь особенно вкусная и душистая. И вот стою, срываю ягоды, горстями кладу в рот и потихоньку продвигаюсь через колючки вперед.

Слышу — навстречу кто-то тоже пробирается. Наверное, еще один любитель лесной малины. Раздвигаю ветки и нос к носу сталкиваюсь с медведем. Не медведем, а медвежонком, конечно. Он стоял на задних лапах, объедал ягоды с веток, и его нос был на уровне моего. Мы оба замерли, оба вытаращили глаза, а потом одновременно развернулись и помчались наутек в разные стороны с рекордной скоростью.

Мне повезло. Если бы это был большой медведь-папа или медведь-мама, не спаслась бы. Так что размер, несомненно, имеет значение, и не всегда больше значит хуже. Австралийские ученые из университета Квинсленда вот что рекомендуют: «Если вам придется встретиться со скорпионами, то опасайтесь маленьких, а не больших».

Скорпионы жалят более миллиона человек в год и убивают более трех тысяч. Обычно жертвы не знают, какой скорпион их укусил, поэтому врачам приходится гадать, как лучше всего лечить эти укусы. Так что скорпионы — большая медицинская проблема.

Исследователи в Национальном университете Ирландии Голуэй прочитали гору научной литературы в поисках данных о размере тела и клешней, форме когтей и хвоста, а также токсичности как можно большего количества из 2500 видов скорпионов. Они проанализировали 36 видов, которые охватывали всю гамму, от мексиканского скорпиона размером с грецкий орех до скального скорпиона, который в пять раз больше.

Исследователи обнаружили, что яд скального скорпиона, а это крупный вид, действует на жертву как мягкий раздражитель, не более того. А вот яд скорпионов более мелких видов вызывает у жертв шок. Яд скорпионов с более тонкими и мелкими клешнями тоже был смертоноснее, чем с более крупными клешнями.

Ученые считают, что это эволюционный компромисс. Лучше одно сильное оружие, чем два слабеньких. Поэтому если у тебя крупные клешни — орудуй ими, дави и души жертву. А если у тебя клешни хилые, то вот тебе яд, пользуйся им. Понятно, что природа о человеке не подумала, и сегодня он становится случайной жертвой скорпионов.

Пауки, похоже, тоже следуют этой тенденции: у гигантских тарантулов — большие клыки, но маленькие ядовитые железы. А вот у стройных черных вдов клыки крошечные, а ядовитые железы большие.

Но в той истории с медведем в лесу я все-таки пострадала. Не от медведя, а от сущей мелочи — мошки. Пока лакомилась малиной, мошка покусала меня, и одно мое ухо раздулось до размеров страусиного яйца. Верно говорят: «Мелкая блоха злей кусает. Ну что ж, эта формула применима и к скорпионам.

 >>
Любовь Стрельникова
01.07.2022 18:00:00

На ежегодном собрании Американского сейсмологического общества заявили, что исследователи наконец-то обнаружили намеки на воздушный звуковой туннель.

pic_2022_05_10.jpg

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Возможно, многие из вас бывали в комнате с акустическим секретом: стоишь в одном углу и четко слышишь разговор людей в другом, дальнем углу, даже если они говорят тихо. Такие необычные комнаты есть во многих старинных дворцах и постройках, например — в Невьянской башне, фамильной башне знаменитых Демидовых, которую построили на Урале 300 лет назад.

В физике даже есть термин — «эффект шепчущей галереи». Это когда в помещении шепот распространяется только вдоль стен и не слышен в остальной части помещения. Обычно у таких помещений круглая или эллиптическая форма.

В круглом помещении шепот стоящего у стены человека будет слышен вдоль стен, но не в центре комнаты. Часто, чтобы усилить этот акустический эффект, в стены встраивали амфоры. Тогда звук еще и резонировал, усиливался.

А в помещениях эллиптической формы звук распространяется несколько иначе. Если встать в один из фокусов эллипса, а их, напомню, два, и что-то сказать шепотом, то вас услышит только тот, кто стоит во втором фокусе, даже если это большое помещение.

Эффект шепчущей галереи можно наблюдать во многих исторических зданиях — в храме Гроба Господня в Иерусалиме, в Тадж-Махале в Индии, в храме Неба в Китае, в соборе Святого Петра в Ватикане, в Санта-Мария-дель-Фьоре во Флоренции, в Арке влюбленных в Казани, в Минском главпочтамте, на станции метро «Маяковская», в лекционном зале в полукруглом корпусе Одесской национальной академии связи имени Попова и др.

Впервые эффект шепчущей галереи исследовал британский физик Уильям Рэлей, лауреат нобелевской премии по физике 1904 года. Объектом его исследования была Галерея вздохов под куполом собора Святого Павла в Лондоне. Выяснилось, что эффект шепчущей галереи в круглых помещениях связан с распространением вдоль стены акустической волны, испытывающей многократное полное внутреннее отражение.

Оказывается, такие звуковые туннели существуют и в природе. Примерно в одном километре под водой находится туннель, который переносит звуки на огромные расстояния. Он расположен между слоями воды разной плотности, более теплой и более холодной. Звук, попав в этот слой, оказывается как бы в ловушке. Он отражается от границ слоев и несется вперед. Его используют киты для своих разговоров.

Киты умеют общаться с помощью инфразвука, у которого низкая частота и большая длина волны. Мы этот звук не слышим, а киты его воспринимают. И правильно — нечего подслушивать чужие разговоры.

Общение китов с помощью инфразвука вполне объяснимо: именно инфразвук прекрасно распространяется в плотной морской воде, не рассеивается и уходит на большие расстояния. С помощью инфразвуков стада китов могут общаться за сотни километров. А биологи с помощью инфразвуковых датчиков могут определить, где находятся киты, даже если это очень далеко.

Вообще, инфразвук в природе — не редкость. Он возникает при землетрясениях, ударах молний, при сильном ветре во время бурь и ураганов. И кстати, нарастание инфразвукового фона дает сигнал морским и прибрежным животным, что приближается шторм и надо бы залечь на дно.

Звуковые туннели в океане открыл геофизик Морис Юинг в разгар Второй мировой войны, в 1944 году. Тогда ходила гипотеза, что низкочастотный звук может путешествовать на большие расстояния в толще воды. Американские физики решили проверить. С одного исследовательского судна спустили гидрофон, с другого — два килограмма взрывчатки на расчетную глубину. Подорвали, и звук прекрасно долетел до гидрофона на расстоянии 900 миль, от одного корабля к другому.

И тут возник логичный вопрос — если есть звуковой туннель в океане, то почему бы ему не быть в атмосфере? Например — в тропопаузе на высоте 10–20 километров. Она как раз находится между двумя слоями — тропосферой, низкой атмосферой, где формируется погода, и высокой, очень холодной стратосферой.

Здесь интерес был не столько фундаментальный, сколько практический. Юинг считал, что акустический волновод в атмосфере позволил бы ВВС США прослушивать испытания ядерного оружия Советским Союзом.

По его инициативе воздушные шары, оснащенные инфразвуковыми микрофонами, отправились в небо. Это был сверхсекретный эксперимент середины XX века. Но приборы часто выходили из строя, конструкция ломалась при сильном ветре, и вскоре военные закрыли проект. Хотя миссия не была рассекречена в течение почти 50 лет.

Сейчас физики вернулись к этой идее. Вернулись, потому что появились воздушные шары нового поколения на солнечных батареях, которые могут пассивно плавать на стабильных высотах и непрерывно передавать данные на большие расстояния с помощью беспроводных технологий.

И вот 14 апреля прошлого года состоялся первый эксперимент. Момент выбрали удачный — тестовый суборбитальный запуск ракеты New Shepard с испытательной пусковой площадки Blue Origin в Ван-Хорне (штат Техас). В тот же день на расстоянии 400 километров физики запустили воздушный шар с соответствующей аппаратурой. Воздушный шар плавал в пределах предполагаемого звукового канала и фиксировал звуковые события. Он уловил три четких сигнала от ракеты — один при запуске и еще два при подъеме и спуске через тропопаузу.

Так, год назад впервые удалось зафиксировать инфразвук удаленного источника в воздухе с помощью бортового приемника. Похоже — открытие состоялось. Об этих результатах исследователи сообщили совсем недавно, год спустя, на ежегодном собрании Американского сейсмологического общества.

Исследователи продолжили запускать шары с аппаратурой и слушать звуки от далеких запусков ракет и природных катаклизмов. Они говорят, что наконец-то обнаружили намеки на воздушный звуковой туннель. Хотя он, похоже, не так прост и надежен, как океанский. Он более подвижный и изменчивый, среда уж больно легкая.

Но любой эксперимент в науке не только отвечает на вопрос, но и порождает новые. Так и здесь. Геофизики с удивлением обнаружили, что есть инфразвуковые события неизвестной природы, которые происходят несколько раз в час. И пока никто не может объяснить, что бы это могло быть.  Еще одна тайна.

 >>
27.06.2022 16:00:00

…самцы паука-ткача после спаривания катапультируют со скоростью 65 см/сек., чтобы самка не успела его съесть…

…чемпионы по фиксации углерода — не растения, а почвенные бактерии, которые делают это в 20 раз быстрее…

…под полом собора Парижской Богоматери ученые обнаружили десять саркофагов, которые были похоронены между XIV и XVIII веками…


…самцы паука-ткача после спаривания катапультируют со скоростью 65 см/сек., чтобы самка не успела его съесть (Science)…


…демонстрация признаков стресса может сделать нас более привлекательными и побудить других действовать более позитивно по отношению к ним (Evolution and Human Behavior - полный текст)…


…чемпионы по фиксации углерода — не растения, а почвенные бактерии, которые делают это в 20 раз быстрее (ACS Central Science - полный текст)…


…носимый датчик может контролировать здоровье организма, обнаруживая газы, которые выделяются из кожи человека (PLOS ONE - полный текст)…


…кинжалы бронзового века, изготовленные из медного сплава, использовали для обработки туш животных, а не как нефункциональные символы идентичности и статуса, как считали ранее (Scientific Reports - полный текст)…


…под полом собора Парижской Богоматери ученые обнаружили десять саркофагов, которые были похоронены между XIV и XVIII веками (Science)…


…новый катализатор α-FeOOH (природный минерал гётит) на подложке из Al2O3 (глинозем) с добавкой фотосенсибилизатора на основе рутения обеспечивает 80-90%-ную конверсию CO2 в уксусную кислоту (Angewandte Chemie - полный текст)…


…до сих пор не существует эффективных методов лечения атеросклероза (Science Advances)…


…черная дыра Стрелец A в нашей галактике Млечный Путь находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли и имеет в небе примерно такой же размер, как пончик на Луне (The Astrophysical Journal Letters - полный текст)…


…недорогое биоразлагаемое покрытие Choetsu, созданное в Японии, состоит в основном из метилтриметоксисилана и при нанесении на бумагу делает ее водостойкой и прочной (Industrial & Engineering Chemistry Research - полный текст)…


…травму глаз, ожоги рук и лица, перелом челюсти вызывают электронные сигареты, в которых взорвалась литий-ионная батарея (Angewandte Chemie)…


…гибкий и плоский датчик, который легко крепится к зонту, автомобилю или на дом, будет в реальном времени измерять объем капель дождя, скорость ветра и давать текущий прогноз погоды (Advanced Materials)…

 >>
Любовь Стрельникова
21.06.2022 14:00:00

Команда французских ученых выяснила, что обычные муравьи, живущие в лесу, могут различать по запаху здоровые и раковые клетки человека.

pic_2022_04_31.jpg

Иллюстрация Александра Кука

У каждой болезни есть свой запах, и это объяснимо. Ведь запахи тела складываются из сотен и тысяч летучих органических соединений, которые образуются в результате метаболизма и выделяются с выдыхаемым воздухом, потом, слюной, мочой, фекалиями. Эти соединения часто становятся пищей для бактерий, населяющих кожу, слизистые оболочки и другие системы человеческого организма. Но и бактерии, откушав этот компот, тоже выделяют пахучие вещества. И это еще один источник запаха, исходящего от тела человека.

Запахи болезни могут чувствовать люди с хорошим обонянием, собаки, мыши и даже нематоды. Мы писали об этом в статье Н.Василевич «Узнать болезнь по запаху» (2019, 5).

И вот последние новости из мира науки. Команда французских ученых выяснила, что обычные муравьи, живущие в лесу, могут различать по запаху здоровые и раковые клетки человека. На самом деле у муравьев очень хорошее обоняние, ничуть не хуже, чем у собак, даже лучше. Видят они плохо, зато нюхают отлично. Собственно, это главный инструмент их общения между собой. Вот почему они непрерывно шевелят усиками.

Удивительно, но оказалось, что муравьи очень легко поддаются дрессировке и очень быстро учатся.  А тренировка выглядела так. Муравьям предлагали образцы тканей здоровых пациентов и больных раком. Причем образцы с раковыми клетками подслащивали сахарным сиропом, который очень любят муравьи. Поэтому муравьи всегда выбирали сладкий образец.

Достаточно было получасовой тренировки, чтобы муравьи безошибочно игнорировали здоровые ткани и выбирали больные, хотя в них уже не было сиропа. Более того, исследователи полагают, что муравьи могут по запаху различать разные типы рака, если, конечно, их натренировать. Так что теоретически муравьи могут работать диагностами, выявляющими рак на самой ранней стадии. А это шанс на полное излечение.


 >>
Любовь Стрельникова
17.06.2022 14:00:00

Исследователи из Университета Бристоля придумали сенсорное устройство, с помощью которого можно снимать тревогу. Попросту, это — подушка, которая дышит. Ты ее обнимаешь и успокаиваешься.

pic_2022_04_30-2.jpg

Иллюстрация Александра Кука

Хочу рассказать об одной идее британских ученых, которую они недавно предложили на рассмотрение научному сообществу. Вообще, британские ученые нередко ставят меня в тупик. И это именно тот самый случай.

Исследователи из Университета Бристоля придумали сенсорное устройство, с помощью которого можно снимать тревогу. Попросту, это — подушка, которая дышит. Ты ее обнимаешь и успокаиваешься. Поначалу ученые колебались, какую подушку сделать — которая мурлычет, дышит или в которой бьется сердце. В результате сделали три прототипа и предложили фокус-группе — понятно, что это были студенты университета — выбрать самый привлекательный вариант. Студенты выбрали дышащую подушку.

Затем новое устройство испытали в действии. В эксперименте участвовали 129 студентов. Перед тестом по математике части студентов дали пообнимать подушку. А также до теста и после него опросили всех по специальному опроснику. В результате выяснилось, что те студенты, кто обнимал подушку, испытывали меньше тревоги перед тестом. Правда, как это сказалось на результатах теста, что, на мой взгляд, важно, ученые умалчивают.

Меня эта подушка изумила. Не спорю, проблема нарастающих тревожных состояний в обществе очевидна. И глушить тревогу лекарствами тоже так себе выход. Безусловно, нужна экономная и действенная альтернатива. Но вряд ли ею может стать дышащая подушка. Хотя бы потому, что она никак не коррелирует со столь модным экологическим мышлением.

Подушку надо произвести, потратив на это кучу энергии и сырья. А потом эта подушка, которая дышит благодаря работе пневматического насоса, будет потреблять  электричество или требовать все новых батареек. Похоже, британские ученые становятся частью рынка и бизнеса, задача которых не удовлетворять потребности, а создавать их. Заставили же весь мир носить драные джинсы! Вот и подушку заставят обнимать. Ритуально. Мода такая.

Что касается здравомыслия — не знаю, но вот в честности британским ученым не откажешь. В статье написано, что дышащая подушка так же ослабляет беспокойство, как и обычная медитация! Без всяких пневматических насосов и электричества, без выбрасывания денег. Правда, ученые также пишут, что дышащая подушка — это новое слово в терапии тревожных состояний, поскольку здесь задействованы тактильные ощущения, чего в медитации нет.

В таком случае предлагаю терапию получше, то есть убойную русскую терапию. Если вы чувствуете тревогу и беспокойство, обнимите близкого человека, родителя, ребенка, друга. Замрите на время. Почувствуйте его дыхание и тепло, и с каждой секундой вам будет становиться легче. Проверено многократно.

Сегодня, когда тревожность в обществе зашкаливает, эта бесплатная терапия поможет любому, кто ею воспользуется. Пора возвращаться к человеку и всему человеческому. И это единственно верное экологическое мышление.

 >>

< 2 3 4 5 6 >
123

Разные разности

20.11.2022 17:30:00

Исследователи из Университета Тренто в Италии проанализировали, как хранение в прозрачных бутылках влияет на концентрацию летучих веществ, из которых складывается аромат белого вина.

>>
14.11.2022 15:30:00

…порошок безопасного трехкомпонентного сплава Nd2Fe14B при внесении в горелку дает фонтан длинных искр, каждая из которых со временем становится ярче и порождает пучки новых искр…

…приматологи получили первые свидетельства длительных социальных отношений между шимпанзе и гориллами в дикой природе

…низкие концентрации хлорида цетилпиридиния, входящего в состав некоторых ополаскивателей для рта, уничтожают вирус SARS-CoV-2, разрушая его липидную мембрану


>>
10.11.2022 14:00:00

Можно ли что-то противопоставить засухе и защитить посевы? Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт.

>>
08.11.2022 15:30:00

Менделеев считал, что углеводороды образуются в мантии Земли из неорганического углерода и водорода на сверхбольших глубинах. С начала ХХI века в разных лабораториях мира физики проводят эксперименты, подтверждающие эту идею.

>>
02.11.2022 12:00:00

Однажды на мероприятии в Белом доме директор компании Goya Foods хвалебно отозвался о президенте Дональде Трампе, после чего в соцсетях сразу появились призывы объявить этой фирме бойкот. Эту историю, которая описывается научным понятием «политический консьюмеризм», исследовали ученые из Школы прикладной экономики и менеджмента Корнеллского университета.

>>