​"Извини, Дэйв, боюсь, я не смогу этого сделать"

Через пятьдесят лет после того, как режиссер Стэнли Кубрик выпустил свой визионерский шедевр космической колонизации, насколько близки мы стали к будущему, в котором люди сотрудничают с искусственным интеллектом (ИИ) без возможности его контролировать, в конечном итоге?

Читать⏱️ 1 мин.

​​Теории и законы, которые должен знать каждый #6

Законы Ньютона

Его три закона движения составляют существенную часть современной физики. И как и многие другие законы физики, они элегантны в своей простоте.

1. Объект в движении остается в движении, если на него не действует внешняя сила. Для шарика, который катится по полу, внешней силой может быть трение между шаром и полом, или же мальчик, который бьет по шарику в другом направлении.

2. Связь между массой объекта (m) и его ускорением (a) в виде уравнения F = m*a.
F - сила, измеряемая в ньютонах.
Также это вектор, то есть у него есть направленный компонент. Благодаря ускорению, мяч, который катится по полу, обладает особым вектором в направлении его движения, и это учитывается при расчете силы.

3. Для каждого действия есть равное противодействие. То есть для каждой силы, приложенной к объекту на поверхности, объект отталкивается с такой же силой.

@SciFuck

​Синтетические отпечатки пальцев могут обмануть датчики смартфонов

Системы аутентификации по отпечаткам пальцев являются широко распространенной и повсеместно распространенной формой биометрической аутентификации, развернутой на миллиардах смартфонов и других устройств по всему миру. Однако новое исследование Нью-Йоркского университета показывает удивительный уровень уязвимости в этих системах. Используя нейронную сеть, обученную синтезировать отпечатки пальцев человека, исследовательская группа разработала поддельный отпечаток пальца, который потенциально может обмануть сенсорную систему аутентификации.

Читать ⏱️ 1 мин. 30 сек.

​«Бублики» черных дыр оказались «фонтанами»

На основе компьютерных данных и новых наблюдений ученые выяснили, что кольца газа, окружающие активные сверхмассивные черные дыры, имеют не просто форму пончика (или тороида). Так, испущенный из центра газ взаимодействует с падающим в дыру газом, создавая динамичную циркулярную структуру, подобную фонтанам в городских парках.

@SciFuck

​Новая молекула железа сделает производство солнечной энергии дешевле

Впервые исследователям удалось создать молекулу железа, которая может выступать как фотокатализатор для производства топлива и электроэнергии и способна заменить более дорогие и редкие металлы, используемые сегодня.

Часть используемых сейчас фотокатализаторов и солнечных элементов базируется на технологии, включающей в себя молекулы, которые содержат металлы, известные как комплексы металлов. Их задача — поглощение солнечных лучей и переработка их в энергию. Однако металлы в этих комплексах — рутений, осмий и иридий — редкие и дорогие. Новая молекула на основе железа способна захватывать и использовать энергию солнечного света в течение длительного времени — достаточного для того, чтобы она вступала в реакцию с другой молекулой. К тому же она долго испускает свет, позволяя исследователям впервые увидеть свет на основе железа невооруженным глазом при комнатной температуре. Созданная молекула железа может быть использована в новых типах фотокатализаторов для производства солнечного топлива — в виде водорода при разделении воды, а также в виде метанола двуокиси углерода. Кроме того, эти результаты открывают другие потенциальные области применения молекул железа: например, в качестве материала для светодиодов.

@SciFuck

​Опасны ли черные дыры для Земли?

Черные дыры — объекты в космосе, сила притяжения которых настолько велика, что преодолеть ее невозможно даже со скоростью света — поглощают все, что встречается им на пути. Возникает резонный вопрос: может ли наша планета оказаться в списке жертв?

Из этого видео вы узнаете, как устроены черные дыры, что происходит с объектом, который попадает в ее радиус и грозит ли Голубой планете встреча с этим «пылесосом космоса».

@SciFuck

​Гибридная визуализация сердца для прогнозирования сердечных приступов

Гибридная визуализация сердца с помощью компьютерной томографии (CT) и ядерного стресс-тестирования является отличным долгосрочным прогнозом неблагоприятных сердечных событий, таких как сердечные приступы у пациентов, оцениваемых на предмет ишемической болезни сердца.

Читать ⏱️ 1 мин. 30 сек.

​Брюки-экзоскелет вернут конечностям подвижность

Инженеры из Британии представили экзоскелет, который надевается на ноги подобно брюкам. Движение парализованным конечностям обеспечивают искусственные мышцы.

Объединяя несколько таких мышц вместе, можно управлять коленными суставами и помочь человеку встать со стула. Преимущество такой конструкции в том, что искусственные мышцы эластичные и мягкие, а значит, гораздо удобнее и безопаснее жестких роботизированных экзоскелетов.

Чтобы заставить искусственные мышцы сокращаться, инженеры разработали два метода. Первый предполагает использование «воздушных мышц», то есть шаров, изменяющихся в размере посредством надувания и сдувания. Во втором методе мышцы изготавливаются из геля, затем их помещают между двумя медными пластинами и подают к ним ток. Гель как бы притягивается к областям с высоким электрическим напряжением. Так, создавая различные уровни напряжения в пластинах, можно заставлять гель прижиматься к одной из них и «сокращать» мышцу. 

В брюки также встроены электроды, которые располагаются прямо над мышцами и посылают им электрические импульсы. Электрическая стимуляция может вызывать сокращения мышц, тем самым повышая уровень контроля ими у самого человека. Это метод функциональной электрической стимуляции, который давно используется для терапии пациентов, перенесших травму спинного мозга. Помимо этого, в конструкцию штанов могут быть встроены пластиковые скобы у коленных чашечек, чтобы человек мог сохранять стоячее положение. В будущем инженеры также планируют интегрировать электронную систему, которая будет получать информацию о движениях пользователя.

@SciFuck

​Что такое рентгеновская спектроскопия?

Когда атом неустойчив или бомбардируется высокоэнергетическими частицами, его электроны переходят с одного энергетического уровня на другой. По мере того, как электроны регулируют, элемент поглощает и выпускает с высокой энергией фотоны рентгеновского снимка в путь, характеризующий атомы, которые составляют тот или иной химический элемент. Рентгеновская спектроскопия измеряет эти изменения энергии, что позволяет ученым идентифицировать элементы и понять, как взаимодействуют атомы в различных материалах.

Читать ⏱️ 2 мин.

​Астрономы нашли черную дыру, выдувающую вещество из галактики на сотни тысяч световых лет в космос

Черные дыры больше всего известны по тому, как они поглощают все в непосредственной близости от себя. Однако, когда материала накапливается слишком много, он начинает вращаться вокруг черной дыры, разогреваясь до сотен миллионов градусов Цельсия. Черная дыра с таким ярким диском называется квазаром. Это тепло и магнитные поля образуют мощные порывы, уносящие газ и плазму в космос.

Измерение распространения и энергий таких ветров поможет ученым выяснить, как материал, выброшенный от черной дыры, влияет на рост и развитие галактик. Если ветер «дует» недостаточно далеко от галактики, материя может упасть обратно в нее и использоваться для формирования новых звезд или же снова быть выброшенной из нее. 

Однако, если ветер мощный, он может унести с собой весь звездообразующий газ и буквально «выключить» галактику. Тем самым можно объяснить, почему у галактик может быть предел массы: звездные массы большинства галактик не превышают 10 триллионов масс Солнца. Теоретические расчеты предполагают, что если черная дыра может выдуть один или два процента общей энергии квазара, этого хватит, чтобы остановить развитие галактики. И ею вполне может оказаться галактика с массой в 10 триллионов Солнц.

@SciFuck

​​Теории и законы, которые должен знать каждый #7

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна

Главным прорывом Эйнштейна было заявление о том, что пространство и время не являются абсолютными, а гравитация — это не просто сила, приложенная к объекту или массе. Скорее гравитация связана с тем, что масса искривляет само пространство и время (пространство-время).

Чтобы осмыслить это, представьте, что вы едете через всю Землю по прямой линии в восточном направлении, скажем, из северного полушария. Через некоторое время, если кто-то захочет точно определить ваше местоположение вы будете гораздо южнее и восточнее своего исходного положения. Это потому что Земля изогнута. Чтобы ехать прямо на восток, вам нужно учитывать форму Земли и ехать под углом немного на север. Сравните круглый шарик и лист бумаги.

Пространство — это в значительной мере то же самое. К примеру, для пассажиров ракеты, летящей вокруг Земли, будет очевидно, что они летят по прямой в пространстве. Но на самом деле, пространство-время вокруг них изгибается под действием силы тяжести Земли, заставляя их одновременно двигаться вперед и оставаться на орбите Земли.

@SciFuck

​Экзопланета раздувается, как воздушный шар

Хоть гелий и является редким элементом на Земле, во Вселенной он вездесущ. Это основной компонент звезд и газовых планет-гигантов после водорода. Несмотря на свое обилие, гелий был обнаружен лишь недавно в атмосфере газового гиганта HAT-P-11b.

Читать ⏱️ 1 мин. 30 сек.

​Клетки кожи превратили в иммунные клетки

Дендритные клетки — гетерогенные клетки костно-мозгового происхождения, участвующие в работе иммунитета. Их функция — «сканировать» ткани организма для обнаружения вирусов, бактерий и раковых клеток. Они отмечают эти вещества как антигены (враждебные к иммунитету), после чего T-лимфоциты распознают врага и атакуют. 

На основе поведения дендритных клеток ученые пытались создать способ борьбы с раком, однако опухоль атаковала клетки таким образом, что те теряли свою функцию. Поэтому авторы искали искусственные пути получения дендритных клеток. Анализируя их факторы транскрипции, они определили три белка (PU.1, IRF8, BATF3), которые необходимы для превращения фибробластов (клеток соединительной ткани) мышей и человека в дендритные клетки.

Опухоли часто проходят ряд мутаций, превращаясь в гетерогенную единицу, что затрудняет ответ иммунной системы. В более далекой перспективе планируется исследовать процесс перепрограммирования дендритных клеток для разработки генной терапии против рака. Исследователи собираются вводить три ключевых белка прямо в опухоль, чтобы та сама представляла специфические для этого рака антигены. Это позволит натравить атакующие клетки иммунитета на раковые клетки и уничтожить их. Эту концепцию назвали TrojanDC.

@SciFuck

​Впервые созданная генетическая карта каннабиса показала возможность его применения в медицине

Выяснилось, что тетрагидроканнабинол (ТГК) и каннабидиол (КБД) — биологически активные вещества, которые производит каннабис — возникли из-за древней колонизации генома растения вирусами.

Эта находка стала лишь одной из целого ряда открытий, которые удалось сделать благодаря долгожданной карте генома каннабиса, где подробно описывается расположение генов на хромосомах. Среди других открытий значится обнаружение гена, ответственного за производство каннабихромена (CBC) — менее известного каннабиноида, который также можно использовать в качестве каннабинола.

Новая карта показывает, как конопля и марихуана, которые принадлежат к одному виду Cannabis sativa, развиваются как отдельные штаммы с различными химическими свойствами. Растения каннабиса, выращенные для изготовления наркотиков (марихуана), изобилуют психоактивным веществом ТГК, в то время как конопля производит каннабидиол или КБД, известный своим лекарственным потенциалом. Некоторые используют КБД для облегчения боли, а сам каннабидиол тестируется в качестве средства лечения эпилепсии, шизофрении и болезни Альцгеймера.

@SciFuck

​Астрономы запечатлели медленную смерть соседней галактики

Малое Магелланово Облако, находящееся примерно в 200 тысячах световых лет от Земли, умирает. Медленно галактика теряет способность рождать новые звезды. Со временем она потухнет и станет пучком межгалактического газа.

Малое Магелланово Облако очень маленькое — всего семь тысяч лет в диаметре (меньше одной десятой Млечного Пути). Однако его можно увидеть невооруженным глазом в Южном полушарии. Это одна из нескольких галактик-спутников, вращающихся вокруг нашей Галактики, а также является частью своего рода двойной галактической системы вместе с Большим Магеллановым Облаком. Эти две карликовые галактики вращаются друг вокруг друга, одновременно обращаясь вокруг Млечного Пути.

Наблюдение за галактикой предоставило ученым беспрецедентный взгляд на утечку атомного водорода — критического компонента звездообразования. Также им удалось провести первое точное измерение количества массы, потерянной карликовой галактикой. 

В своей работе команда продемонстрировала, что утечка холодного атомного водорода растянулась по крайней мере на два килопарсека (6523 световых года) от звездообразующего бара галактики. По расчетам утечка образовалась в период от 25 до 60 миллионов лет назад. И процесс был очень стремительным. В нем содержится примерно 10 миллионов солнечных масс газа — или около трех процентов от общего атомного газа в галактике. Исследователи считают, что отток атомного газа как минимум на порядок превышает скорость звездообразования. Другими словами, Малое Магелланово Облако теряет атомный водород быстрее, чем успевает рождать новые звезды.

@SciFuck

​Фокус на отрицательном, когда дело доходит до батарей

Новая концепция батареи на основе ионов фтора может увеличить срок службы батареи

Читать ⏱️ 1 мин.

​Теории и законы, которые должен знать каждый #8

Принцип неопределенности Гейзенберга

Расширение теории относительности Эйнштейна рассказало нам больше о том, как работает Вселенная, и помогло заложить основу для квантовой физики, что привело к совершенно неожиданному конфузу теоретической науки. В 1927 году осознание того, что все законы вселенной в определенном контексте являются гибкими, привело к ошеломительному открытию немецкого ученого Вернера Гейзенберга.

Постулируя свой принцип неопределенности, Гейзенберг понял, что невозможно одновременно знать с высоким уровнем точности два свойства частицы. Вы можете знать положение электрона с высокой степенью точности, но не его импульс, и наоборот.

Позже Нильс Бор сделал открытие, которое помогло объяснить принцип Гейзенберга. Бор выяснил, что электрон обладает качествами как частицы, так и волны. Концепция стала известна как корпускулярно-волновой дуализм и легла в основу квантовой физики. Поэтому, когда мы измеряем положение электрона, мы определяем его как частицу в определенной точке пространства с неопределенной длиной волны. Когда мы измеряем импульс, мы рассматриваем электрон как волну, а значит можем знать амплитуду ее длины, но не положение.

@SciFuck

​Забудь про джойстик, используй тело

Согласно недавнему исследованию, ваш торс более интуитивен и точен, чем джойстики для пилотирования дронов. Уже ведутся работы по внедрению новой технологии поиска и спасения с помощью беспилотных летательных аппаратов.

Читать ⏱️ 1 мин.

​Новый пинцет позволит проводить биопсию на отдельных живых клетках

Обычно для того, чтобы изучить молекулярный состав отдельной клетки, ее приходилось вскрывать и тем самым убивать. Однако этот процесс предоставляет только один снимок молекулярного строения клетки в момент ее смерти. Новый нанопинцет может дать возможность для долгосрочного анализа происходящего внутри отдельной клетки и лучшего понимания того, как работают здоровые клетки и что происходит с больными. 

Нанопинцет представляет собой стеклянный стержень с наконечником меньше 100 нанометров в поперечнике, на который надеты два электрода на основе углерода. Применение электрического напряжения к пинцету создает мощное электрическое поле в непосредственной близости к электродам, оно может притягивать и захватывать биомолекулы в пределах 300 нанометров от наконечника пинцета. 

Как только молекула попадает в эту сеть, она «застревает» в ней до тех пор, пока не будет отключено напряжение. При помощи этого пинцета исследователи смогут точно прокалывать отдельные клетки и отбирать конкретные молекулы.

@SciFuck

​Разработана долговечная и простая в использовании перезаписываемая бумага

Команда материаловедов из КНР создала бумагу, на которой можно многократно писать и печатать что-либо. Сообщения на ней могут сохраняться более полугода, что значительно дольше по сравнению с другими разработками в этой области, текст на которых выцветает за несколько дней или месяцев.

Несмотря на то что мы живем в цифровую эпоху, все еще существует серьезная необходимость в традиционных печатных материалах. К сожалению, большая их часть может быть использована только один раз, а это ведет к серьезным последствиям для экологии, таким как химическое загрязнение и твердые отходы, если говорить о печати.

Новый материал состоит из трех слоев — наподобие сэндвича. Одну сторону кусочка бумаги покрасили синим красителем, который теряет цвет при нагревании — вроде популярных в 1990-е футболок, менявших цвет при прикосновении к ним рукой. Другую сторону бумаги покрыли слоем черного тонера, испускающего тепло при раздражении светом. При помощи электротермической ручки, термического принтера или источника ближнего инфракрасного света исследователи нанесли на бумагу изображения и слова, которые сохраняли четкость более шести месяцев. Чтобы «сбросить» бумагу, команда охладила ее до минус 10 градусов. Процесс можно повторять более 100 раз.

@SciFuck