Когда играют Швеция - Дания

Чего еще мы не знаем о путешествиях во времени? («Познавательная статья из мира науки»)

Что такое время? Августин Блаженный говорил: «Я знаю, что такое время, пока не задумываюсь о нем». Согласно стандартной модели физики, время — четвертое измерение, дополнение к трем пространственным измерениям. Значит, сквозь него можно проходить. Долгие годы научные фантасты смаковали возможности перемещений во времени в самых разных подробностях. С каждым столетием мы осваиваем все больше новых технологий, открываем новые аспекты науки. Что нам осталось узнать о путешествиях во времени, прежде чем мы начнем воплощать их в реальность?
Вы наверняка заметили, что мы постоянно перемещаемся во времени. Движемся сквозь него. На базовом уровне понятия время — это скорость изменения Вселенной, и вне зависимости от того, нравится нам это или нет, мы подвержены постоянным изменениям. Стареем, планеты движутся вокруг Солнца, вещи разрушаются.
Мы измеряем ход времени секундами, минутами, часами и годами, но это совсем не означает, что время течет с постоянной скоростью. Как вода в реке, время идет по-разному в разных местах. Короче говоря, время относительно.
Но что вызывает временные флуктуации на пути от колыбели до могилы? Все сводится к отношению между временем и пространством. Человек способен воспринимать в трех измерениях — длина, ширина и глубина. Время же дополняет эту партию как самое важное четвертое измерение. Время не существует без пространства, пространство не существует вне времени. И эта парочка соединяется в пространственно-временной континуум. Любое событие, происходящее во Вселенной, должно вовлекать пространство и время.
В этой статье мы рассмотрим наиболее реальные и повседневные возможности путешествия сквозь время в нашей Вселенной, а также менее доступные, но от этого не менее возможные пути сквозь четвертое измерение.

Временные путешествия в будущее

Если вы хотите прожить пару лет немного быстрее, чем кто-то другой, вам нужно управляться с пространством-временем. Спутники глобального позиционирования совершают это каждый день, обгоняя естественный ход времени на три миллиардных доли секунды. На орбите время течет быстрее, поскольку спутники находятся далеко от массы Земли. А на поверхности масса планеты увлекает за собой время и замедляет его в относительно небольших масштабах.
Этот эффект называется гравитационным замедлением времени. Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация искривляет пространство-время, и астрономы используют это следствие, когда изучают свет, проходящий вблизи массивных объектов.
Но какое отношение это имеет ко времени? Помните — любое событие, происходящее во Вселенной, вовлекает как пространство, так и время. Гравитация не только стягивает пространство, но и время.
Будучи в потоке времени, вы едва ли заметите изменение его хода. Но достаточно массивные объекты — вроде сверхмассивной черной дыры альфы Стрельца, расположенной в центре нашей галактики — будут серьезно искривлять ткань времени. Масса ее точки сингулярности — 4 миллиона солнц. Такая масса замедляет время в два раза. Пять лет на орбите черной дыры (без падения в нее) — это десять лет на Земле.
Скорость движения тоже играет важную роль в скорости течения нашего времени. Чем ближе вы подходите к максимальной скорости движения — скорости света — тем медленнее течет время. Часы в быстро идущем поезде к концу путешествия начнут «опаздывать» на одну миллиардную секунды. Если поезд достигнет скорости в 99,999% световой, за один год в вагоне поезда можно перенестись на двести двадцать три года в будущее.
По сути, на этой идее строятся гипотетические путешествия в будущее в будущем, простите за тавтологию. Но как насчет прошлого? Можно ли повернуть время вспять?

Временные путешествия в прошлое

Мы выяснили, что путешествие в будущее происходит все время. Ученые доказали это экспериментально, и эта идея лежит в основе теории относительности Эйнштейна, которой в этом году исполняется 100 лет. В будущее вполне можно переместиться, вопросом остается только «насколько быстро»? Что касается путешествий в прошлое, то для ответа на этот вопрос нужно взглянуть в ночное небо.
Галактика Млечный Путь шириной примерно в 100 000 световых лет, а значит, свету от далеких звезд нужно преодолеть тысячи и тысячи лет, прежде чем он достигнет Земли. Уловите этот свет, и, по сути, вы просто заглянете прошлое. Когда астрономы измеряют космическое микроволновое излучение, они заглядывают в тот космос, каким он был 10 миллиардов лет назад. Но это не все.
В теории относительности Эйнштейна нет ничего, что исключало бы возможность путешествия в прошлое, но само возможное существование кнопки, которая могла бы вернуть вас во вчерашний день, нарушает закон причинности, или причины и следствия. Когда во Вселенной что-то происходит, событие порождает новую бесконечную цепочку событий. Причина всегда рождается раньше следствия. Просто представьте себе мир, где жертва бы умирала до того, как пуля попадет ей в голову. Это нарушение действительности, но, несмотря на это, многие ученые не исключают возможности путешествий в прошлое.
Например, полагают, что движение быстрее скорости света может отправить назад в прошлое. Если время замедляется по мере того, как объект приближается к скорости света, то может преодоление этого барьера повернет время вспять? Конечно, при приближении к скорости света растет и релятивистская масса объекта, то есть приближается к бесконечности. Ускорить бесконечную массу представляется невозможным. Теоретически, варп-скорость, то есть деформация скорости как таковой, может обмануть универсальный закон, но даже это потребует колоссальных затрат энергии.
А что, если путешествия во времени в будущее и прошлое зависят не столько от наших базовых знаний космоса, а больше от существующих космических феноменов? Давайте взглянем на черную дыру.

Черные дыры и кольца Керра

Покружитесь около черной дыры достаточно долго, и гравитационное замедление времени забросит вас в будущее. Но что, если вы угодите прямо в пасть этого космического монстра? О том, что будет при погружении в черную дыру, мы уже писали, но не упоминали такую экзотическую разновидность черных дыр, как кольцо Керра. Или черная дыра Керра.
В 1963 году новозеландский математик Рой Керр предложил первую реалистическую теорию вращающейся черной дыры. Концепция включает нейтронные звезды — массивные коллапсирующие звезды размером с Санкт-Петербург, например, но с массой земного Солнца. Нейтронные дыры мы включили в список самых загадочных объектов во Вселенной, обозвав их магнетарами. Керр предположил, что если умирающая звезда сколлапсирует во вращающееся кольцо нейтронных звезд, их центробежная сила не даст им превратиться в сингулярность. И поскольку у черной дыры не будет точки сингулярности, Керр посчитал, что вполне можно будет попасть внутрь, без страха быть разорванным гравитацией в центре.
Если черные дыры Керра существуют, мы могли бы пройти сквозь них и выйти в белую дыру. Это как выхлопная труба черной дыры. Вместо того чтобы засасывать все, что только можно, белая дыра будет, напротив, выбрасывать все, что можно. Возможно, даже в другом времени или другой Вселенной.
Черные дыры Керра остаются теорией, но если они действительно существуют, они являются своего рода порталами, предлагающими одностороннее путешествие в будущее или прошлое. И хотя чрезвычайно развитая цивилизация могла бы развиваться таким образом и перемещаться во времени, никто не знает, когда «дикая» черная дыра Керра исчезнет.

Кротовые норы (червоточины)

Теоретические кольца Керра являются не единственным способом возможных «сокращенных» путей в прошлое или будущее. В научно-фантастических фильмах — от «Звездного пути» до «Донни Дарко» — часто рассматривается теоретический мост Эйнштейна — Розена. Вам эти мосты более известны под названием червоточин.
Общая теория относительности Эйнштейна допускает существование червоточин, поскольку в основе теории великого физика лежит искривление пространства-времени под воздействием массы. Чтобы понять эту кривизну, представьте себе ткань пространства-времени в виде белого листа и согните его пополам. Площадь листа останется прежней, сам он не деформируется, но вот расстояние между двумя точками соприкосновения явно будет меньшим, чем когда лист лежал на плоской поверхности.
В этом упрощенном примере пространство изображается в виде двухмерной плоскости, а не четырехмерной, каким на самом деле и является (вспомним четвертое измерение — время). Аналогично работают и гипотетические кротовые норы.
Перенесемся в космос. Концентрация массы в двух разных частях Вселенной могла бы создать своеобразный туннель в пространстве-времени. В теории этот туннель соединил бы два разных отрезка пространственно-временного континуума между собой. Разумеется, вполне возможно, что какие-нибудь физические или квантовые свойства не дают таким червоточинам зарождаться самостоятельно. Ну, или они рождаются и тут же гибнут, будучи нестабильными.
По словам Стивена Хокинга, червоточины могут существовать в квантовой пене — самой мелкой среде во Вселенной. Крошечные туннели постоянно рождаются и разрываются, связывая отдельные места и время на короткие мгновения.
Кротовые норы могут оказаться слишком малыми и кратковременными для перемещения человека, но вдруг однажды мы сможем их найти, удержать, стабилизировать и увеличить? При условии, как отмечает Хокинг, что вы будете готовы к обратной связи. Если мы захотим искусственным образом стабилизировать туннель пространства-времени, радиация от наших действий может его уничтожить, как обратный ход звука может повредить динамик.

Космические струны

Мы пытаемся протиснуться сквозь черные дыры и червоточины, но, может, есть другой способ путешествий во времени с использованием теоретического космического феномена? С этими мыслями мы обращаемся к физику Дж. Ричарду Готту, который изложил идею космической струны в 1991 году. Как следует из названия, это гипотетические объекты, которые могли сформироваться на ранних этапах развития Вселенной.
Эти струны пронизывают всю Вселенную, будучи тоньше атома и находясь под сильным давлением. Естественно, из этого следует, что они дают гравитационную тягу всему, что проходит рядом с ними, а значит объекты, прикрепленные к космической струне, могут путешествовать во времени с невероятной скоростью. Если подтянуть две космические струны поближе друг к другу или расположить одну из них рядом с черной дырой, можно создать то, что называется замкнутой времениподобной кривой.
Используя гравитацию, производимую двумя космическими струнами (или струной и черной дырой), космический корабль теоретически мог бы отправить себя в прошлое. Для этого нужно было бы сделать петлю вокруг космических струн.
Между прочим, квантовые струны сейчас очень горячо обсуждаемые. Готт заявил, что для путешествия назад во времени нужно сделать петлю вокруг струны, содержащей половину массы-энергии целой галактики. Другими словами, половину атомов в галактике пришлось бы задействовать как топливо для вашей машины времени. Ну и, как всем хорошо известно, нельзя вернуться во времени раньше, чем была создана сама машина.
Кроме того, существуют и временные парадоксы.

Парадоксы путешествий во времени

Как мы уже сказали, идея путешествия в прошлое слегка омрачается второй частью закона причинности. Причина следует перед следствием, как минимум в нашей Вселенной, а значит, может испортить даже самые продуманные планы путешествий во времени.
Для начала представьте: если вы отправитесь в прошлое на 200 лет, вы появитесь задолго до своего рождения. Подумайте об этом секунду. В течение какого-то времени следствие (вы) будет существовать прежде причины (ваше рождение).
Чтобы лучше понять, с чем мы имеем дело, рассмотрим известный парадокс деда. Вы — убийца, который путешествует во времени, ваша цель — ваш собственный дедушка. Вы проникаете сквозь ближайшую кротовую нору и подходите к живой 18-летней версии отца вашего отца. Вы поднимаете пистолет, но что происходит, когда вы нажимаете на спусковой крючок?
Подумайте. Вы еще не родились. Даже ваш отец еще не родился. Если вы убьете деда, у него не будет сына. Этот сын никогда не родит вас, и вы не сможете отправиться в прошлое, выполняя кровавую задачу. И ваше отсутствие никак не нажмет на курок, тем самым отрицая всю цепочку событий. Мы называем это петлей несовместимых причин.
С другой стороны, можно рассмотреть идею последовательной причинной петли. Она, хоть и заставляет задуматься, теоретически избавляет от временных парадоксов. По мнению физика Пола Дэвиса, подобная петля выглядит следующим образом: профессор математики отправляется в будущее и похищает сложнейшую математическую теорему. После этого выдает ее самому блестящему студенту. После этого перспективный студент растет и учится с тем, чтобы однажды стать человеком, у которого профессор однажды спер теорему.
Кроме того, есть еще одна модель путешествий во времени, которая включает в себя искажение вероятности при приближении к возможности парадоксального события. Что это означает? Давайте вернемся в шкуру убийцы вашего дедушки. Эта модель путешествия во времени может убить вашего дедушку виртуально. Вы можете нажать на курок, но пистолет не сработает. Птичка чирикнет в нужный момент или произойдет еще что-нибудь: квантовая флуктуация не даст парадоксальной ситуации состояться.
И, наконец, самое интересное. Будущее или прошлое, в которое вы отправитесь, попросту может существовать в параллельной Вселенной. Представим это как парадокс разделения. Вы можете уничтожить все, что угодно, но на ваш домашний мирок это никак не повлияет. Вы убьете деда, но не исчезнете — исчезнет, возможно, другой «вы» в параллельном мире, ну или сценарий пойдет по уже рассмотренным нами схемам парадокса. Однако, вполне возможно, что такое путешествие во времени будет одноразовым, и вы никогда не сможете вернуться домой.

Совсем запутались? Добро пожаловать в мир путешествий во времени.

Самые сильные яды.

1. Цианид

Цианидами называется довольно большая группа солей синильной кислоты. Они все, как и сама кислота, чрезвычайно ядовиты. В прошлом веке и синильная кислота, и хлорциан использовались в качестве боевых отравляющих веществ, и на их счету десятки тысяч жизней.

Цианистый калий тоже знаменит своей чрезвычайной токсичностью. Всего 200-300 мг этого белого порошка, напоминающего по виду сахарный песок, достаточно, чтобы убить взрослого человека буквально в течение нескольких секунд. Благодаря такой малой дозировке и невероятно быстрой смерти этот яд выбрали, чтобы уйти из жизни, Адольф Гитлер, Йозеф Геббельс, Герман Геринг и другие нацисты.

Этим ядом пытались отравить Григория Распутина. Правда, отравители подмешали цианид в сладкое вино и пирожные, не зная о том, что сахар является одним из мощнейших антидотов для этого яда. Поэтому, в конце концов, им пришлось воспользоваться пистолетом.

2. Бацилла сибирской язвы

Сибирская язва — это очень тяжелое, стремительно развивающееся заболевание, которое вызывают бактерии Bacillus anthracis. Существует несколько форм сибирской язвы. Самая «безобидная» — это кожная. Даже при отсутствии лечения смертность от этой формы не превышает 20%. Кишечная форма убивает около половины заболевших, а вот легочная форма — это почти верная смерть. Даже с помощью новейших методик лечения современным врачам удается спасти не более 5% больных.

3. Зарин

Зарин был создан немецкими учеными, пытавшимися синтезировать мощный пестицид. Но свою мрачную славу эта смертельная отрава, вызывающая быструю, но очень мучительную смерть, приобрела не на сельскохозяйственных полях, а как химическое оружие. Зарин на протяжении десятилетий тоннами производили в военных целях, и только в 1993 году его производство было запрещено. Но, несмотря на призывы к полному уничтожению всех запасов этого вещества, и в наше время его применяют как террористы, так и военные.

4. Аматоксины

Аматоксины — это целая группа ядов белковой природы, содержащихся в ядовитых грибах семейства аманитовые, в том числе и в смертельной бледной поганке. Особая опасность этих ядов заключается в их «медлительности». Попадая в организм человека, они сразу же начинают свою разрушительную деятельность, но первое недомогание пострадавший начинает чувствовать не раньше чем через 10 часов, а иногда и спустя несколько суток, когда врачам уже очень трудно что-либо сделать. Даже если такого пациента удается спасти, все равно он будет всю оставшуюся жизнь страдать от мучительных нарушений функций печени, почек и легких.

5. Стрихнин

Стрихнин в больших количествах содержится в орешках тропического дерева чилибуха. Именно из них он был получен в 1818 году французскими химиками Пеллетье и Каванту. В малых дозах стрихнин может использоваться как лекарство, повышающее обменные процессы, улучшающее деятельность сердца и лечения параличей. Его даже активно использовали в качестве противоядия при отравлениях барбитуратами.

Тем не менее это один из самых сильных ядов. Его смертельная доза даже меньше, чем у знаменитого цианистого калия, но действует он намного медленнее. Смерть от отравления стрихнином наступает примерно через полчаса ужасных мучений и сильнейших судорог.

6. Ртуть

Ртуть чрезвычайно опасна во всех своих проявлениях, но особенно сильный вред причиняют ее пары и растворимые соединения. Даже небольшие количества ртути, попавшие в организм, вызывают тяжелейшие поражения нервной системы, печени, почек и всего желудочно-кишечного тракта.

При поступлении в организм небольших количеств ртути процесс отравления идет постепенно, но неотвратимо, так как этот яд не выводится, а, наоборот, накапливается. В древние времена ртуть очень широко применяли для производства зеркал, а также фетра для шляп. Хроническое отравление парами ртути, выражавшееся в расстройстве поведения вплоть до полного безумия, в то время носило название «болезни старого шляпника».

7. Тетродотоксин

Этот чрезвычайно сильный яд содержится в печени, молоках и икре знаменитой рыбы фугу, а также в коже и икре некоторых видов тропических лягушек, осьминогов, крабов и в икре калифорнийского тритона. С воздействием этого яда европейцы впервые познакомились в 1774 году, когда на корабле Джеймса Кука команда съела неизвестную тропическую рыбу, а помои от обеда были отданы корабельным свиньям. К утру все люди тяжело заболели, а свиньи передохли.

Отравление тетродотоксином очень тяжелое, и даже сегодня врачам удается спасти менее половины всех отравившихся.

Интересно отметить, что знаменитый японский деликатес рыба фугу готовится из рыбы, в которой содержание опаснейшего токсина превышает смертельные для человека дозы. Любители этого угощения в буквальном смысле слова вверяют свои жизни искусству повара. Но, как ни стараются повара, несчастных случаев избежать не удается, и ежегодно несколько гурманов погибает, полакомившись изысканным блюдом.

8. Рицин

Рицин — это чрезвычайно сильный яд растительного происхождения. Большую опасность представляет собой вдыхание его мельчайших крупинок. Рицин примерно в 6 раз более сильный яд, чем цианистый калий, но в качестве оружия массового поражения он не использовался из-за чисто технических трудностей. Зато различные спецслужбы и террористы очень «любят» это вещество. Политики и общественные деятели с завидной регулярностью получают письма, начиненные рицином. Правда, дело довольно редко доходит до смертельного исхода, так как проникновение рицина через легкие обладает довольно низкой эффективностью. Для стопроцентного результата необходимо вводить рицин непосредственно в кровь.

9. Ви-Экс (VX)

VX, или, как его еще называют, ВИ-газ, относится к разряду боевых отравляющих газов, оказывающих нервно-паралитическое действие. Он тоже появился на свет в качестве нового пестицида, но вскоре военные стали использовать его в своих целях. Симптомы отравления этим газом проявляются уже через одну минуту после его вдыхания или попадания на кожу, а смерть наступает через 10-15 минут.

10. Токсин ботулизма

Ботулотоксин вырабатывается бактериями Clostridium botulinum, которые являются возбудителями опаснейшей болезни — ботулизма. Это самый сильный яд органической природы и один из сильнейших ядов в мире. В прошлом веке ботулотоксин входил в арсеналы химического оружия, но в то же время велись активные исследования, касающиеся его применения в медицине. И сегодня огромное количество людей, желающих хотя бы на время вернуть гладкость кожи, испытывают на себе влияние этого страшнейшего яда, который входит в состав популярнейшего лекарственного препарата «Ботокс», что еще раз подтверждает справедливость знаменитого высказывания великого Парацельса: «Все — яд, все — лекарство; то и другое определяет доза».

Ученые предложили использовать мертвецов для донорства спермы

Посмертное получение спермы решит проблему с нехваткой доноров, считают британские исследователи. В странах, где донорство не анонимно, это позволит увеличить количество мужчин, согласных пожертвовать свою сперму.

Так, в Великобритании, где действуют строгие ограничения на донорство спермы, в 2011—2013 годах ежегодно регистрировались лишь около 580 новых доноров, включая тех, кто сдавал сперму для конкретной женщины или пары. Хотя их число возросло по сравнению с 2004 годом, когда были зарегистрированы 237 доноров, спермы на всех, кто хочет завести ребенка от донора, не хватает, и регулирующие органы вынуждены прибегать к импорту донорских образцов из других стран.

Законы, ограничивающие донорство спермы, есть во многих странах. Так, в Китае эякулят одного донора может использоваться для оплодотворения не более чем пяти женщин. В США количество детей от одного донора государством не регулируется, но рекомендуется отказаться от использования материала после рождения 25 детей на 800 тыс. населения. В России основанием для отказа становятся 20 детей на 800 тыс. населения.

«Нет оснований полагать, что спрос на донорскую сперму снизится, — отмечают исследователи. — Несоответствие между спросом и предложением, скорее всего, сохранится».

В связи с этим они предлагают использовать в качестве доноров умерших мужчин.

Для этого используется электрическая стимуляция или хирургическая операция. После этого материал замораживается и используется. Ситуация мало чем отличается от донорства органов, считают они.

«Если с моральной точки зрения приемлемо, что люди могут жертвовать ткани и органы для облегчения страданий других людей при различных болезнях, мы не видим причин, по которым нельзя так делать при страданиях от бесплодия», — пишут исследователи.

Сегодня уже существуют прецеденты по рождению детей от мертвых доноров — так, в 2018 году богатая британская семья добилась взятия сперматозоидов у своего сына спустя трое суток после его гибели в автокатастрофе. С помощью суррогатной матери врачам удалось добиться рождения мальчика.

«Мы не знаем, как использование спермы от мертвого донора психологически повлияет на детей, — признается Паркер. — Но для некоторых людей, которых беспокоит возможное общение ребенка с донором в будущем, это может стать положительным моментом».

Профессор Алан Пэйси из Шеффилдского университета категорически не согласен с таким предложением — по его словам, общество достаточно далеко продвинулось в налаживании контактов между донорами спермы и их детьми, и использование спермы мертвецов — это шаг в прошлое.

«Я бы предпочел, чтобы мы направили силы на привлечение более молодых, здоровых мужчин, желающих стать донорами, которые будут еще живы, когда зачатый с помощью их спермы ребенок начнет ими интересоваться, — говорит Пэйси. — У них должна быть возможность контактировать».

В Великобритании и ряде других стран донорство спермы не анонимно, и после 18 лет дети могут связаться со своими биологическими отцами. Отсутствие анонимности, а также объем консультаций, которые придется пройти перед процедурой, отталкивают многих доноров. Однако если мужчина согласится пожертвовать сперму посмертно, это никак не скажется на его жизни, подчеркивают исследователи. Необходимые данные о его здоровье и качестве материала можно будет получить и после смерти.

Британский кетчуп

Кетчуп

Мы можем наблюдать интересное явление, как русский переводчик насилует британского журналиста.

Какие тайны скрывает секретный бункер Горбачева в белорусских лесах

via

Смутное время (смута)

Торжественные линейки по поводу первого сентября и последнего звонка

Обязательные гладиолусы или астры в руках младшекласников

Ношение школьной формы в те года было обязательным

Даже на уроках физкультуры нас старались одеть в одинаковые футболки и шорты

Стандартные однотипные классы с не очень удобными стульями

Немного отличались кабинеты химии и физики

Прописи... Сначала крючочки и загогулины...

Потом уже буквы в тетради "в косую линейку"

Вкуснейшие кексы в столовой

Уроки труда в мятом халате грязно-серого цвета с учителем-"инопланетянином"))

Многое вспоминается. И весёлое и грустное, и радостное и печальное.

Как фотографируют еду для рекламы

Часто реклама определенных продуктов привлекает наше внимание красивыми фотографиями. Именно этого добиваются маркетологи. Каждая деталь доводится до совершенства: свет, ракурс, цвета… Все эти вещи, на которые обыкновенный покупатель редко обращает внимание, и обеспечивают продажи. Но что на самом деле изображено в рекламе?

Супероружие нацистов, которое могло изменить историю

После окончания Второй мировой войны, когда было обнаружено множество секретных лабораторий и испытательных полигонов Третьего Рейха, мир был потрясен тем, в каких только направлениях не велась разработка смертельных орудий у нацисткой Германии.
Было раскрыто множество проектов супероружия, как безумных и фантастичных, как будто они вышли из фильмов, посвященных Индиане Джонсу, так и вполне реальных и почти реализованных. Некоторые из них были настолько невероятны, что возникал вопрос, почему правительство Германии вообще тратило на них деньги и время. Но, несмотря ни на что, эти безумные проекты и сейчас достойны внимания, благодаря размаху, с которым в националистической Германии делалось абсолютно все. 

V-1 Reichenberg

Зенитный гранатомет (Fliegerfaust)

Ракеты А9/А10 – Фау-3

Heinkel He 162

Schwerer Gustav (Толстый Густав)

Panzer VIII Maus

Кривоствольное оружие

Солнечная пушка

Как оно было: Жизнь

Невозможно представить себе, как сложнейшие клеточные элементы (преимущественно ферменты, т.е. катализаторы, в основе которых лежат молекулы белков) могли 3,7 млрд лет назад, когда жизнь впервые возникла на нашей планете, самопроизвольно сформироваться из неживой материи. В пионерских экспериментах 1950-х гг. Стэнли Миллер (Stanley L. Miller) и Харольд Юри (Harold C. Urey) из Чикагского университета обнаружили, что при определенных условиях из довольно простых химических соединений легко образуется основной строительный материал для синтеза белков — аминокислоты. Но переход от аминокислот к сложным молекулам белков и ферментов — это совершенно другое дело. 

➡ С чего начинается жизнь?

 Одна из наиболее сложных и интересных загадок происхождения жизни — это проблема образования из более простых веществ, присутствовавших на ранней Земле, таких молекул, которые были бы носителями генетической информации.

 Оценивая роль РНК в современных клетках, можно предположить, что рибонуклеиновые кислоты появились раньше дезоксирибонуклеиновых, потому что когда в клетке начинается синтез белка, в первую очередь происходит копирование гена этого белка из ДНК в РНК. Затем в процессе биосинтеза участвует только РНК, использующаяся в качестве шаблона для построения белковой молекулы. В самом начале развития жизни эти последующие стадии могли существовать сами по себе, независимо от ДНК. Позже, в результате мутации, могли появиться дезоксирибонуклеиновые кислоты, которые закрепились в клетке как более устойчивая форма хранения генетического материала благодаря своей более высокой химической стабильности.

 У исследователей есть еще один повод думать, что РНК появилась до ДНК. В современной клетке биосинтез белка осуществляется органоидами, которые называются рибосомами; так вот, рибосомы можно считать РНК-версией ферментов. Данные органоиды, отвечающие за процесс трансляции РНК, — это РНК-белковые комплексы, в которых именно рибонуклеиновая часть выполняет каталитическую функцию. Таким образом, каждая из наших клеток в своих рибосомах содержит свидетельство того, что существовавший в древности мир был миром РНК. 

➡ Требуется сборка

 Допустим, что теперь у нас есть отдаленное представление о том, как могли образоваться азотистые основания, углеводная и фосфатная группы. Следующий логический шаг — определить, каким образом данные компоненты могли бы соединиться в нужный нам полимер. Однако в последние несколько десятилетий именно этот этап вызывает у исследователей, занимающихся пребиотической химией, наиболее сильную фрустрацию. Проблема в том, что простое смешивание трех компонентов в воде не приводит к спонтанному формированию нуклеотидов — в основном потому, что в результате каждой реакции конденсации выделяется молекула воды, из-за чего в водных растворах подобные реакции самопроизвольно практически не протекают. Образование подобных химических связей возможно, но процесс будет идти с поглощением энергии, поэтому реакцию способно ускорить, например, присутствие высокоэнергетических соединений. Такие соединения вполне могли существовать на ранней Земле, однако лабораторные эксперименты с участием этих веществ оказались в лучшем случае малопроизводительными, а в большинстве случаев — совершенно безуспешными.

 Весной 2009 г. большой переполох устроили Джон Сазерленд (John Sutherland) и его соавторы из Манчестерского университета в Англии, сообщив, что они нашли гораздо более вероятный способ формирования нуклеотидов, позволяющий избежать неясностей, связанных с нестабильностью рибозы. Их метод основан на использовании тех же простых исходных веществ, что и в предыдущем случае — цианидов, ацетилена и формальдегида. Однако на этом сходство заканчивается. Нестандартно мыслящие химики нарушили традицию, даже не пытаясь воссоздать нуклеотиды путем соединения азотистого основания, углевода и фосфатной группы. Вместо того чтобы синтезировать азотистые основания и рибозу независимо друг от друга, а затем тратить силы на попытки соединить их, исследователи смешали необходимые исходные вещества вместе с фосфатом. В итоге цепь последовательных реакций (в которой фосфат на нескольких ступенях выступает в качестве основного катализатора) привела к образованию маленькой молекулы под названием 2-аминооксазол, которую можно рассматривать как фрагмент углевода, соединенного с частью азотистого основания. Важная особенность данного вещества — то, что оно очень летучее, и молекулы его стабильны.

   Предположим, что небольшие количества 2-аминооксазола образовались в океанах древней Земли и оказались в смеси с прочими химическими веществами. По мере того как вода с поверхности морей испарялась, 2-аминооксазол улетучивался, а затем конденсировался где-нибудь еще, но уже в очищенной форме. Там он мог накапливаться, образовывая естественный резервуар вещества, готового для последующих химических превращений, в итоге способных привести к образованию полного углевода и азотистого основания, соединенных друг с другом. Другое существенное и внушающее оптимизм преимущество этой цепочки реакций — автокатализ: образующиеся на ранних стадиях промежуточные продукты реакций становятся катализаторами для превращений, происходящих на более поздних стадиях процесса. Смесь нуклеотидов, которая образуется в результате реакций, содержит не только «правильные» нуклеотиды; в некоторых случаях углевод и азотистое основание, соединяясь, дают иную пространственную конфигурацию. Однако облучение ультрафиолетом (а на молодой Земле мелководье, где зарождалась жизнь, подвергалось интенсивному облучению) разрушает «неправильные» нуклеотиды и оставляет неповрежденными «правильные» экземпляры. Конечный результат — удивительно чистая смесь цитозина и урацила, нуклеотидов, составляющих современные рибонуклеиновые кислоты. Конечно, остается проблема синтеза G и А, так что исследователям пока хватает работы, но открытие команды Сазерленда — большой шаг на пути развития наших представлений о том, как сложная полимерная молекула РНК могла сформироваться миллионы лет назад на Земле.

➡ Опыты в пробирке

 Выяснив, каким образом на молодой планете могли появиться готовые нуклеотиды, ученые оказались перед последним препятствием: как соединить их в полимерную молекулу РНК. Образование связи между углеводной группой одного нуклеотида и фосфатной группой другого (так, чтобы мономеры один за другим выстроились в цепь) относится к реакциям поликонденсации, при которых происходит отщепление молекулы воды. Из-за этого, как уже говорилось выше, подобные превращения в водных растворах самопроизвольно не протекают и всегда сопровождаются поглощением энергии. Добавляя различные реагенты в раствор химически активных «версий» нуклеотидов, исследователи смогли получить короткоцепочечные молекулы РНК (от двух до 40 мономеров длиной). Затем в конце 1990-х гг. Джим Феррис (Jim Ferris) со своими коллегами из Политехнического института Ренсселера показали, что глинистые минералы облегчают процесс, позволяя синтезировать цепи в 50 или около того нуклеотидов (длина обычного гена сегодня составляет от тысяч до миллионов мономеров). Свойство глинистого субстрата осаждать на своей поверхности нуклеотиды приводит к сближению активных молекул, что стимулирует их соединение. Это открытие привело некоторых исследователей к мысли, что жизнь могла появиться на глинистой поверхности, возможно, на дне грязевых луж, появляющихся в результате весенней оттепели.

 К сожалению, появление полимера — носителя генетической информации не решает проблему происхождения жизни. Для того чтобы подходить под определение живых, организмы должны не только содержать в себе генетическую информацию, но и обладать способностью к размножению, т.е. самовоспроизводству — процессу, который включает в себя ее копирование. В современных клетках за это отвечают ферменты, основу которых составляют белки. Однако недавно специалисты обнаружили, что нуклеиновые полимеры, содержащие в себе «правильные» последовательности нуклеотидов, могут изгибаться в структуры определенной формы, обладающие каталитической активностью, и инициировать те химические реакции, которые сегодня ускоряются ферментами. Следовательно, существует вероятность, что в самых первых организмах РНК могла катализировать свою собственную репликацию. Такая точка зрения привела к серии экспериментов, проведенных в двух лабораториях: нашей и Дэвида Бартела (David Bartel) из Массачусетсского технологического института. Нам удалось создать «новые рибосомы». Мы начали с синтеза триллионов случайных последовательностей РНК. Затем выбрали из них те, которые обладали каталитическими свойствами, и скопировали их. В процессе копирования иногда происходили ошибки (иначе говоря, мутации), в результате чего некоторые из дочерних цепочек РНК оказались более эффективными катализаторами. Мы отделили их для следующего раунда копирования. Затем проделали это снова и снова. В результате такого целенаправленного отбора мы смогли получить молекулы нуклеиновых кислот, которые катализируют копирование других РНК с относительно малой длиной цепи.

 К сожалению, они были все еще очень далеки от саморепликации, т.е. от способности копировать полимеры с собственной последовательностью нуклеотидов. Недавно принцип саморепликации РНК получил подтверждение благодаря исследованиям Трэйси Линкольн (Tracey Lincoln) и Джеральда Джойса (Gerald Joyce) из Исследовательского института Скриппса, создавших два вида рибосомальных РНК, каждая из которых могла делать копии другой, соединяя вместе два более коротких отрезка РНК. К сожалению, в экспериментах было необходимо присутствие уже существующих фрагментов РНК нужной длины и структуры, которые в данном опыте не образовывались самопроизвольно. Тем не менее исследования показывают, что РНК обладают примитивной каталитической активностью, позволяющей (хотя бы отчасти) обеспечивать собственную репликацию.

 Исследования, проведенные в начале 1970-х гг., показали, что мембраны действительно могут самопроизвольно формироваться из простых жирных кислот, однако они представляют собой внушительный барьер, препятствующий проникновению нуклеотидов и других высокомолекулярных компонентов в клетку. Следовательно, если первые мембраны состояли из жирных кислот, то протоклетки в первую очередь должны были освоить клеточный метаболизм, позволяющий самостоятельно синтезировать макромолекулы (в том числе нуклеотиды). Однако проведенная в нашей лаборатории работа показала, что молекулы такого размера, как нуклеотиды, на самом деле могут легко проникать сквозь мембраны при условии, что они представляют собой более «примитивную» версию, нежели их современные аналоги. Данное открытие привело нас к разработке и проведению простого эксперимента, моделирующего способность протоклеток к копированию своего генетического материала с использованием в качестве строительного материала компонентов окружающей среды. Мы создали пузырек, окруженный мембраной на основе жирных кислот, который содержал короткий участок одноцепочечного фрагмента ДНК. Как и ранее, ДНК должна была служить шаблоном для синтеза новой цепи. Затем мы выдержали пузырек в химически активных версиях нуклеотидов. Нуклеотиды самопроизвольно прошли сквозь мембрану и, попав в протоклетку, присоединились к цепи ДНК, соединившись между собой и образовав комплементарную цепочку. Данный эксперимент стал одним из подтверждений гипотезы, что первые протоклетки содержали РНК (или что-то сходное с ними) в смеси с какими-то другими незначительными компонентами и реплицировали свой генетический материал без помощи ферментов. 

➡ Да будет деление!

 Для того чтобы протоклетки стали способными к самовоспроизводству, они должны были «освоить» рост, удвоение своего генетического материала и деление на две эквивалентные «дочерние» клетки. Что касается роста, эксперименты показали, что примитивные пузырьки могут увеличиваться в размерах двумя различными способами. В 1990-х гг. Пьер Луиджи Луизи (Pier Luigi Luisi) с коллегами из Федерального технологического института в Цюрихе, Швейцария, добавил жирные кислоты в раствор, окружающий протоклетку. Сразу после этого мембраны включили в себя дополнительные молекулы, увеличив площадь своей поверхности. По мере того как вода и растворенные вещества начали медленно проникать внутрь мембраны, протоклетка стала увеличиваться в размерах. Второй способ, который был обнаружен нашей лабораторией, точнее аспиранткой Ирен Чен (Irene Chen), включает в себя «соревнование» между протоклетками. Модельные протоклетки помещались в раствор, после чего под действием осмоса (т.е. стремления воды проникнуть в клетку и выровнять концентрации растворов внутри и вне ее) они поглощали воду и раздувались. Мембраны таких раздувшихся пузырьков растягивались и, чтобы снизить натяжение, включали в себя новые молекулы жирных кислот, что приводило к уменьшению общей энергии системы и одновременно к росту размеров такой протоклетки. При этом протоклетка поглощала жирные кислоты, необходимые для увеличения поверхности мембраны, из мембран своих «соседей», чьи оболочки не были растянуты; соседние пузырьки, соответственно, уменьшались в размерах.

 При наличии нужных строительных блоков формирование протоклеток не кажется слишком уж сложным: мембраны образуются в результате самосборки, нуклеиновые полимеры формируются в результате самосборки; оба компонента могут соединиться любым способом: например, мембрана может сформироваться вокруг уже образовавшегося нуклеинового полимера. Подобные пузырьки, заполненные водой и РНК, способны, как было сказано выше, расти, поглощать новые молекулы, конкурировать с «соседями» за питательные вещества и делиться. Но чтобы стать живыми, они также должны воспроизводить свой генетический материал и эволюционировать. В частности, им необходимо «уметь» разделять свои двойные нити РНК на отдельные цепочки, чтобы каждая могла перейти в дочерние клетки и функционировать там как матрица для синтеза новой двойной нити. Этот процесс не мог стартовать сам по себе, но мог запуститься в результате небольшого толчка извне.

 Представим вулканический район на противоположной, холодной поверхности ранней Земли (в то время, когда Солнце светило лишь на 70% от своей современной мощности). В таком месте должны были быть лужи холодной воды, возможно, частично покрытые льдом, но остающиеся жидкими за счет тепла горячих горных пород на дне. Разница температур приведет к появлению восходящих и нисходящих токов (горячего и холодного течения), так что время от времени все протоклетки в воде будут подвергаться разрушительному воздействию тепла в тот момент, когда течение будет проносить их мимо раскаленных пород, и постоянно охлаждаться, когда горячая вода будет подниматься и смешиваться с основной массой холодной воды. Резкое нагревание может вызвать разделение двойной спирали на отдельные цепочки, охлаждение — то, что из одиночных цепочек, используемых в качестве шаблона, образуются две новые спирали, точные копии изначальной.

Пришло время загадок.Сразу прошу проплюсовать пост, что-бы он вышел в хорошее для того, что-бы все подписанные его увидели.

И так для начала загадки лёгкие для тех кто не получил первой медали.В самом низу загадка для тех у кого есть 1ая медаль.

Так-же если вас уж очень не устраивает время выпуска поста.Вы можете создать опрос на тему когда мне выпускать пост на следующей неделе.Однако день я выбираю сам.

<<Загадочник одобряет>> - Решил сложную загадку в разделе "Всё самое интересное"

Перед этим обьясню вам правило нашей игры:

1.Ответ на загадку(и) посылаете мне в личку

2.Не советую вам гуглить и искать ответы в интернете.Почему я так сказал поймёте сами(я сам немного загадочный ;) )

3.Ответ на загадку с вашего профиля только один! Запомните это и прочитайте несколько раз.Прежде чем посылать мне ответ на загадку обязательно вникните во все правила мною написанные и обязательно вникните в загадку.

4.Если не получили медаль, значит ответ неправильный или я посчитал нужным вам её не давать.Не нужно писать под постом или мне в личку с вопросами "что за хуйня?" "Почему?".Помните, не получили сегодня, получили через неделю.

5.Я пометил загадки словом "Лёгкие".Вам нужно обязательно ответить на все 3 загадки.1 или 2 загадки не принимаются.

6.Пост действителен ровно 2 часа не больше ни меньше.

7.Не обязательно гнаться за медальками, можно просто провести время приятно.

8.Отвечать на загадки строго по образцу.Ваши образцы не принимаются!!!:

Образец:

(Лёгкая)Загадка1- "Ваш ответ"

(Лёгкая)Загадка2- "Ваш ответ"

(Лёгкая)Загадка3- "Ваш ответ"

(Сложная)Загадка-"Ваш ответ"

(Лёгкие)Загадка 1-

— Она назвала меня «Дура»!
— А она меня «Выдра»!
— Нет уж, пожалуйста, избавьте меня от ваших любезностей, — прервал эту перебранку инспектор Лирикроу, — и расскажите мне толком, что, собственно, здесь произошло.
— Никогда не могла подумать, что бывают на свете такие люди! — начала Мисс Розетте. — Сегодня я развесила во дворе белье...
— Это тряпье она называет бельем! — язвительно заметила Мисс Кроули.

— Подождите, — оборвал ее инспектор Лирикроу. — Итак, что же произошло с вашим бельем?
— Видите ли, утром я повесила сушить белье во дворе. Примерно через час я выглянула в окно и вдруг вижу, как Мисс Кроули...
— Это ложь!
— Тут я увидела, как Мисс Кроули снимает мое лучшее белье, свертывает его и пытается спрятать в свою сумку!
— Господин инспектор, я не стала бы дотрагиваться до ее белья даже щипцами. Можете произвести обыск в моей квартире!
— Не волнуйтесь, Мисс Кроули. Я уверен, что вы не брали белья. А вам, Мисс Розетте, придется извиниться за свои слова, да и вообще помиритесь вы наконец и избавьте меня от ваших постоянных ссор. А теперь давайте пройдем в комнату и спокойно выясним все обстоятельства. Надо же найти настоящего вора.

Что побудило инспектора Лирикроу усомниться в справедливости обвинения Мисс Розетте?

Какое число нужно поставить вместо знака вопроса?

(Лёгкие)Загадка 3-

 На каждом значке написано число  с одной стороны и буква с другой.
Вам сказали, что на каждой карточке, где с одной стороны гласная буква, с противоположной стороны написано четное число.
Какие значки нужно перевернуть, что-бы удостовериться в истинности или ложности этого утверждения?

Загадка сложная.Могут отгадывать те кто уже получил первую медаль.Те у кого нет первой медали ответы принимать не буду.

Дима и Стас только что познакомились с Катей. Они хотят знать, когда у неё день рождения. Катя предложила им десять возможных дат: 15 мая, 16 мая, 19 мая, 17 июня, 18 июня, 14 июля, 16 июля, 14 августа, 15 августа и 17 августа. Затем Катя сказала Диме месяц своего рождения, а Стасу- день. После этого состоялся диалог:

Дима: Я не знаю, когда у Кати день рождения, но я знаю, что Стас тоже не знает.
Стас: Поначалу я не знал, когда у Кати день рождения, но знаю теперь.
Дима: Теперь я тоже знаю, когда у Кати день рождения.

Когда у Кати день рождения?

<<Знайка>> - Знает всё и вся! Отгадал загадку II степени сложности в разделе "Всё самое интересное"