Насколько умными были неандертальцы?


Насколько умными были неандертальцы?

Модель неандертальца, основанная на останках 40000 лет, найденных в шпионе в Бельгии.

Кредит: Shutterstock

Когда геолог Уильям Кинг представил новый вид человека, Homo neanderthalensisДля европейского научного сообщества в 1864 году он не был очень щедрым по отношению к нашим вымершим родственникам-эволюционистам.

«Я чувствую себя вынужденным верить, что мысли и желания, которые когда-то жили в нем, никогда не взлетали выше, чем у грубого животного», – заключил Кинг после изучения черепа, найденного в долине Неандер, Германия, десятилетием ранее.

Это было паршивое и продолжительное первое впечатление. Таким образом, «неандерталец» стал не только новым видом, но и уничижительным термином. Однако с тех пор исследования прошли долгий путь: насколько умными были неандертальцы, основываясь на том, что мы знаем сегодня? [The 10 Biggest Mysteries of the First Humans]

Раннее восприятие антропологами неандертальцев было частично основано на расистской идеологии, согласно которой интеллект или человечество можно оценить по форме черепа, сказал Жоао Сильян, профессор Каталонского института исследований и углубленных исследований (ICREA) в Университете Барселоны. Многие из этих ученых также разделяли мнение о том, что эволюция связана с прогрессом, и что исконные человеческие существа, такие как неандертальцы, обязательно были гораздо более «примитивными», чем люди сегодня. Эти предположения были опровергнуты (если не трудно отойти от западной науки и поп-культуры). Унижение новых открытий за последние несколько десятилетий помогло восстановить репутацию неандертальцев как людей, которые были очень похожи на нас.

«Единственный способ оценить их интеллект – что бы это ни значило, но это другая проблема – это то, что они сделали», – сказал Зильян в интервью Live Science. И оказывается, что неандертальцы сделали много вещей, которые когда-то считались исключительными для современной человеческой культуры.

Они превращали камни и кости в инструменты и украшения, очень похожие на те, что были созданы современными людьми, которые были живы одновременно. (Неандертальцы жили в Европе и Юго-Западной Азии примерно 400 000 – 40 000 лет назад.) Они изобрели клей, используя смолу из бересты, чтобы прикрепить деревянные ручки к камням. Они делали ожерелья из когтей орла. Неандертальцы использовали огонь для приготовления пищи, и новые исследования каменных орудий показывают, что у них тоже была технология для разжигания огня. (Другими словами, им не нужно было просто преследовать угли, когда молния ударила по их очагам.)

Некоторые данные свидетельствуют о том, что у неандертальцев также были духовные и ритуальные практики. Гробницы, обнаруженные в таких местах, как La Chapelle-aux-Saints на юго-западе Франции, показывают, что эти архаичные люди похоронили своих мертвецов. В другом месте во Франции исследователи обнаружили, что неандертальцы спустились вглубь пещеры и создали загадочные каменные круги из сталагмитов 176 000 лет назад.

Степень символических способностей неандертальцев все еще обсуждается; они были живы в то время, когда современные люди создавали некоторые из первых абстрактных и фигуративных наскальных рисунков, но немногие произведения искусства были приписаны этим людям. Тем не менее, в 2018 году, выиграв неандертальцев, исследователи сообщили, что неандертальцы должны были создавать абстрактные изображения 65-летнего возраста в испанских пещерах. (Ученые считают, что современные люди не попадали в Западную Европу до 42 000 лет назад.)

Основываясь на их костях, мы знаем, что неандертальцы были способны по крайней мере издавать сложные звуки. Трудно доказать, что у неандертальцев был язык, потому что они не оставили нам писем (хотя ни один из них не имел анатомически современных людей того же периода). Но некоторые исследователи утверждают, что у них, вероятно, были сложные способы общения.

Более того, генетические данные показали, что современные люди вступили в брак с неандертальцами до того, как эти люди исчезли около 40 000 лет назад. Многие из нас сегодня все еще имеют 1-2% ДНК неандертальцев, что позволяет предположить, что современные люди, которые сталкивались с этими людьми, тоже видели в них людей.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,

Астролябия Моряка из 1503 Кораблекрушение – самое старое в мире


Редкий навигационный инструмент оказался в Книге рекордов Гиннеса как самая старая астролябия моряков.

Астролябия датируется между 1496 и 1501 годами; в 1503 году он затонул во время кораблекрушения у берегов острова Аль-Халланийя, что в настоящее время является Оманом. Находка является одной из 104 существующих исторических астролябий.

«Для меня большая честь найти что-то настолько редкое, что-то столь исторически важное», – сказал Дэвид Мирнс, океанограф из Blue Water Recovery, в заявлении 2017 года после того, как астролябия была впервые проанализирована. Мирнс, который руководил археологическими раскопками затонувшего судна, добавил: «Это было похоже на ничто иное, что мы видели». [The 25 Most Mysterious Archaeological Finds on Earth]

Морская катастрофа

Астролябии Моряка – это круглые приборы, которые моряки использовали для измерения высоты солнца или звезд, что позволило им рассчитать широту своего корабля. Инструмент, который был только что введен в Книгу рекордов Гиннеса, был обнаружен под слоем песка в Аравийском море в 2014 году. Астролябия сошла с корабля под командованием португальского командира по имени Висенте Содре, который был дядей знаменитого исследователь Васко да Гама.

Содре и его брат Брас Содре командовали подфлотом из пяти кораблей в 4-й Португальской индийской армаде в 1503 году. Предполагалось, что эти двое будут патрулировать у юго-западной Индии, охраняя пару торговых форпостов. Вместо этого командиры стали разбойниками и направились в Аденский залив, где офицеры и их люди разграбили несколько арабских кораблей. Затем братья направились в Аль-Халланию и остановились, чтобы сделать ремонт. В мае 1503 года дул сильный ветер, врезав два корабля, Эсмеральду и Сан-Педро, в скалы острова. Висенте Содре погиб в аварии; Брас Содре также умер – на острове – хотя исторические записи не указывают причину смерти.

Катастрофа была известна тем, что корабли погрузились с грузом и оставили торговые посты Португалии открытыми для атаки индийских войск. В 1998 году археологи исследовали район, где, как предполагалось, затонули корабли, и нашли место, которое выглядело как место крушения. Однако только в 2013 году правительство Омана и исследователи смогли организовать раскопки в отдаленном районе. В течение следующих двух лет археологи обнаружили почти 3000 артефактов с этого места, включая корабельный колокол с надписью 1498 года.

Астролябия была обнаружена под 1,3 футами (0,4 метра) песка в естественном овраге возле места крушения. Артефакт имеет размеры 6,9 дюйма (17,5 сантиметров) в диаметре и украшен гербом Португалии и армиллярной сферой – изображением положения небесных объектов вокруг Земли. (Армиллярная сфера была обычной португальской эмблемой и до сих пор является частью флага страны.) Металл, используемый для изготовления астролябии, представляет собой сплав, сделанный в основном из меди, с небольшим количеством цинка, олова и свинца.

3D-лазерное сканирование астролябии обнаруживает крошечные размытые гравюры в верхнем правом квадранте, которые позволили бы навигаторам измерить высоту солнца или звезд, чтобы определить широту их корабля.

(Изображение: © Университет Уорика)

Годы повреждения морской водой и приливами стерли большинство других отметок на астролябии. Чтобы обнаружить то, что больше не было видно невооруженным глазом, исследователи из Уорикского университета в Англии использовали лазерное сканирование для обнаружения мельчайших канавок и офортов на диске. Их результаты, опубликованные в Международном журнале морской археологии, выявили 18 отметок шкалы в правом верхнем углу диска, которые позволили бы навигатору измерить угол солнца или звезд.

Исследователи писали, что первое зарегистрированное использование астролябии было в экспедиции португальского исследователя в 1481 году, но самые ранние версии были, вероятно, древесными и не пережили века. Sodré astrolabe должен был быть изготовлен до февраля 1502 года, когда эскадра покинула Лиссабон. Армиллярная сфера была эмблемой Дом Мануэля I, короля Португалии с конца 1495 по 1521 год; Исследователи пришли к выводу, что астролябия, вероятно, была изготовлена ​​во время его правления, примерно в 1496 году. Они написали, что колокол корабля 1498 года и даты монет, найденные на месте крушения, поддерживают этот диапазон дат.

Согласно Уорикскому университету, этот корабельный колокол также займет почетное место в Книге рекордов Гиннесса, как самый старый корабельный колокол из когда-либо обнаруженных.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,

Нулоуглеродный план Коста-Рики может стать моделью для всего мира


Карлос Альварадо Кесада слышал всех скептиков раньше. В феврале 39-летний президент Коста-Рики обязался избавить страну от ископаемых видов топлива к 2050 году. В случае успеха план Альварадо может сделать Коста-Рику первой страной с нулевым уровнем выбросов.

Эта листовая центральноамериканская нация, население которой составляет всего 5 миллионов человек, не является основной причиной мирового климатического кризиса. Так зачем тогда? «Люди часто спрашивают меня, зачем это делать, если вы такой маленький», – сказал Альварадо на прошлой неделе на встрече с редакторами в офисе WIRED в Сан-Франциско. «Говорят, вы не собираетесь двигать иглой или влиять на масштаб проблемы». Китай, США и Индия держат мрачное различие в том, что лидируют в диаграммах выбросов, а на 10 крупнейших источников приходится почти 70 процентов парниковых газов. Выбросы Коста-Рики едва регистрируются в глобальном выбросе углерода, что приводит к дезориентации климата.

Но Альварадо, который изучал журналистику и опубликовал три романа, прежде чем стать президентом, рассматривает ситуацию так, как мог бы писатель. Он говорит о важности историй в формировании человеческого поведения. «Я считаю, что нам в некоторой степени не хватает одной из самых сильных движущих сил человечества», – говорит он. «Это повествование. Обрамление». Коста-Рика может служить примером того, что можно сделать, утверждает он, история успеха, которая контрастирует с мрачностью климатических прогнозов.

«Это может звучать романтично, но на самом деле я очень прагматичен», – добавляет он. «Потому что нам нужно действовать».

Чтобы достичь цели ограничения глобального потепления до 1,5 градусов по Цельсию, как это предусмотрено в Парижском соглашении, мир должен будет резко сократить свои выбросы. Ни одна крупная экономика не выяснила, как полностью туда добраться. По данным Climate Action Tracker, независимого исследовательского консорциума, даже нынешняя политика Коста-Рики недостаточна. Если бы каждая страна приняла уровень амбиций Коста-Рики, мир ограничил бы его потеплением на 2 градуса C.

Тем не менее, трекер также отмечает, что Коста-Рика является одной из немногих развивающихся стран, которые ставят безусловные цели по сокращению выбросов. Новая политика, вытекающая из президентских обязательств, может подтолкнуть Коста-Рику от «желтого» на шкале «Климатические действия» цветовой маркировки к ярко-зеленому рейтингу «Ролевая модель». (Интересный факт: трекер считает, что только две страны совместимы с миром с потеплением на 1,5 градуса. Быстро, сделайте предположение – держу пари, что вы не придумали Марокко и Гамбию!)

Для большинства стран сокращение выбросов начинается с электрической сети. Не так для Коста-Рики, которая уже имеет 99,5 процента своей электроэнергии из возобновляемых источников. Его изобилие рек и осадков позволяет ему в значительной степени полагаться на гидроэлектростанции; Небольшое количество геотермальных, ветровых и солнечных энергетических установок составляют остальное. Электроэнергия была легкой частью, на которую приходилось лишь 30 процентов энергопотребления страны.

Именно чистое электричество является основой следующей фазы сокращения выбросов углерода в Коста-Рике. Наиболее агрессивные действия, которые может предпринять страна, – это отучить свой транспортный сектор от ископаемого топлива, прежде всего, путем перехода на электроэнергию. Первоначальные проекты на повестке дня Альварадо – два новых электропоезда, один для пассажиров и один для перевозки грузов. Налоговые льготы на импортные электромобили уже существуют, чтобы стимулировать покупку этих автомобилей. Традиционные автобусы в конечном итоге будут заменены на те, которые могут работать на биотопливе и других заменителях ископаемого топлива.

Конечно, в плане нулевых выбросов есть что-то еще, но детали становятся более неопределенными. «Чтобы быть прямым, у нас еще нет решения», говорит Альварадо. Кто будет платить за обновления, как сделать процесс равноправным для всех граждан: это вопросы для обсуждения и решения в будущем.

Альварадо возвращает разговор к теме масштаба – небольшого масштаба его страны в сравнении с масштабностью проблемы изменения климата. Он думает, что, возможно, было бы ошибкой сосредоточивать внимание на действиях стран и их лидеров, как это обычно бывает. Ответ может заключаться в мобилизации небольших округов, скажем, округов Коста-Рики.

«У вас есть по крайней мере 5 миллионов человек в Соединенных Штатах, которые хотят что-то сделать с изменением климата?» он спрашивает. "Там! У вас уже есть больше масштаба, чем Коста-Рика. Так что же это [that] мы предоставляем – возможно, какое-то вдохновение, или какую-то модель или оправдание ».

В случае успеха опыт Коста-Рики по замене своих автомобилей, поездов и автобусов альтернативами с низким содержанием углерода действительно может послужить моделью. В США уже идет переход от электричества на основе ископаемого топлива. На прошлой неделе Нью-Мексико присоединился к Гавайям и Калифорнии в утверждении мандата на 100 процентов чистой энергии в ближайшие несколько десятилетий. По меньшей мере 100 городов по всей стране взяли на себя аналогичные обязательства. Обновление транспорта, вероятно, займет больше времени.

Альварадо с осторожностью отмечает, что социальная интеграция является важной частью процесса декарбонизации. эхо дебатов вокруг Зеленого Нового курса в Америке. «Многие скажут, чувак, я даже не могу позволить себе мотоцикл, и теперь вы говорите мне, что мне нужно электрифицировать свой транспорт? Это только добавляет чувство отчужденности». Убедиться в том, что никто не проиграет в переходном периоде, может быть намного сложнее, чем получить финансирование для нового блестящего поезда.

Но это детали; они менее весёлые, чем большие сообщения. Планете нужна история успеха в климате, и Альварадо хочет помочь написать ее.


Больше великих проводных историй

Самые старые известные звезды в галактике, найденные в выпуклости Млечного Пути


Астрономы находят окаменелости ранней Вселенной, набитые в выпуклости Млечного Пути

Новое исследование показывает, что звездное скопление HP1 (видимое здесь через чилийский телескоп Gemini South) может содержать некоторые из самых старых звезд в Млечном Пути, возраст которых составляет примерно 12,8 миллиардов лет.

Кредит: Обсерватория Близнецов / AURA / NSF; составное изображение, полученное Маттией Либралато из Научного института космического телескопа

Астрономы вглядывались в сумрачную выпуклость Млечного Пути и обнаружили некоторые из самых старых известных звезд во вселенной.

В исследовании, которое будет опубликовано в апрельском выпуске журнала «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества» за 2019 год, исследователи проанализировали скопление старых тусклых звезд под названием HP1, расположенных на расстоянии около 21 500 световых лет от Земли в кишечнике центральной части нашей галактики. выпуклость. Используя наблюдения из чилийского южного телескопа и архивных данных космического телескопа Хаббла, исследователи подсчитали, что возраст звезд составляет примерно 12,8 миллиардов лет, что делает их одними из самых старых звезд, когда-либо обнаруженных в Млечном Пути или во вселенной в целом.

«Это также некоторые из старейших звезд, которые мы когда-либо видели», – говорится в заявлении соавтора исследования Стефано Соуза, кандидата наук в Университете Сан-Паулу, Бразилия. [15 Unforgettable Images of Stars]

Считается, что выпуклость Млечного Пути – выпуклая область звезд и пыли шириной 10 000 световых лет, вылетающая из спирального диска галактики, – содержит некоторые из самых старых звезд в галактике.

Предыдущие исследования пытались доказать, что древние звезды прятались в выпуклости Млечного Пути, изучая HP1 и другие близлежащие скопления. Но Соуза и его коллеги проанализировали проблему с беспрецедентным разрешением благодаря технике визуализации, называемой адаптивной оптикой, – по существу, методу, который корректирует изображения космоса для искажений света, вызванных атмосферой Земли.

Комбинируя эти наблюдения сверхвысокой четкости и просматривая архивные материалы с Хаббла, команда вычислила расстояние до Земли даже для самых тусклых, покрытых пылью звезд в HP1. Эти расстояния помогли команде рассчитать яркость каждой звезды. Интенсивность и цвет света каждой звезды, в свою очередь, выявляют тип звезды – например, карлик или гигант, или испускает ли он много элементов, более тяжелых, чем водород и гелий.

Вес элементов звезды, также называемый ее «металличностью», является важной информацией для ученых, изучающих старение небесных тел. Исследователи подозревают, что самые ранние звезды вселенной сформировались из исконных облаков чистого газообразного водорода. Считается, что первые атомы гелия во Вселенной возникли в результате ядерных реакций в сердцах этих древних звезд. В конце концов, по мере того, как рождается все больше и больше звезд, все другие элементы, известные в настоящее время людям, взорвались.

Поэтому звезды, которые производят много элементов, более тяжелых, чем водород и гелий, считаются относительно молодыми в космическом плане вещей. Итак, когда исследователи Близнецов увидели, что звезды HP1 были чрезвычайно легкими на тяжелых элементах, они поняли, что в их взглядах было старое скопление.

Команда подсчитала, что звезды, вероятно, относятся к первому миллиарду лет жизни вселенной – им около 12,8 миллиардов лет.

«HP 1 является одним из выживших членов фундаментальных строительных блоков, которые собрали внутреннюю выпуклость нашей галактики», – говорится в заявлении ведущего автора исследования Леандро Кербера из Университета Сан-Паулу и Бразильского государственного университета Санта-Крус.

Тот факт, что Млечный Путь скрывает древние звезды в своем выпуклом животике, означает, что этот район является идеальным местом для изучения неловких лет нашей галактики.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,

Агентство космического развития обещает делать больше с меньшими затратами



Эта статья была впервые опубликована в бюллетене SN Military.Space. Если вы хотите получать наши новости и советы для специалистов в области национальной безопасности каждый вторник, Зарегистрируйтесь здесь для бесплатной подписки.

Агентство космического развития официально появилось на прошлой неделе и уже вызывает сенсацию. Министр ВВС Хизер Уилсон и некоторые законодатели обратились к руководству Министерства обороны с просьбой объяснить, почему требуется новое агентство, когда в министерстве обороны есть другие организации, уже разрабатывающие космические технологии нового поколения. Сторонники SDA отбрасывают критику как «устаревшее мышление» и настаивают на том, что это необходимый шаг, чтобы DoD оставался впереди технологической кривой.

Экономия на издержках

По закону, министерство обороны должно компенсировать стоимость нового агентства за счет экономии в других местах. SDA будет более чем компенсировать его стоимость, согласно записке «количественной оценки сбережений», представленной директором агентства Фредом Кеннеди. SDA будет работать с гораздо меньшей бюрократией, чем типичное агентство DoD, и будет покупать технологии у коммерческих поставщиков. Это «уменьшит требования к инфраструктуре и связанной с ней рабочей силе, сократит время административной обработки и ускорит развертывание новых систем», говорится в записке. Министерство обороны запрашивает 149 миллионов долларов в 2020 финансовом году, чтобы начать SDA.

В записке говорится, что дальнейшая экономия будет обеспечена за счет консолидации космических приобретений по всему DoD, поэтому одна архитектура может удовлетворить несколько требований. SDA будет использовать «общее аппаратное и программное обеспечение для управления и контроля, совместимые пользовательские терминалы, объединенные протоколы и стандарты».

«Транспортный слой» во Льве

В SDA будет развиваться распространенный сенсорный уровень передачи данных и связи на околоземной орбите. Он будет состоять из большого количества массовых малых спутников, каждый из которых имеет несколько межспутниковых перекрестных линий и избыточных линий связи космос-земля, объединенных в сеть для обеспечения глобальной постоянной передачи данных с малой задержкой. Транспортный уровень будет использоваться для развития военных космических возможностей, таких как система альтернативного позиционирования, навигации и синхронизации; таргетинг с низкой задержкой; и обнаружение и отслеживание угроз баллистических и передовых ракет.

Наличие общего транспортного уровня для военной связи уменьшило бы потребности в рабочей силе в Управлении военной спутниковой связи (МИЛСАТКОМ) Центра космических и ракетных систем ВВС. В этом управлении работает около 650 человек. Записка Кеннеди оценивает приблизительно 20 гражданских и 30 военных заготовок больше не было бы необходимости.

Аналогичным образом, в Управлении дистанционного зондирования SMC больше не потребуется 15 гражданских и 30 военных позиций, отвечающих за разработку и развертывание космического корабля космических базируемых инфракрасных систем (SBIRS) и наземного сегмента. В этом управлении работают 370 человек. А в Агентстве противоракетной обороны может быть сокращено до 20 гражданских и 15 военных должностей, в которых занято 2900 государственных служащих.

Требования к персоналу SDA

Эти сокращения рабочей силы составляют 55 гражданских и 75 военных должностей в офисах космических программ ВВС и MDA. Это превышает прогнозируемую потребность в государственном персонале ПДД в 112 человек (67 гражданских, 45 военнослужащих) и приводит к чистому сокращению 18 человек до уровня Министерства обороны. Общая численность персонала SDA составляет 225 – 112 правительственных и военных и 113 вспомогательных подрядчиков.

Эта история была предоставлена SpaceNews, посвященный освещению всех аспектов космической отрасли.

Ожидается, что эти наводнения на Среднем Западе станут намного хуже


Рекордные наводнения потоп на Среднем Западе станет намного хуже. Федеральные чиновники предупреждают, что 200 миллионов человек в 25 штатах в мае могут столкнуться с угрозой, вызванной быстрым таянием снежного покрова и прогнозом новых дождей в ближайшие несколько недель. Наводнения, проходящие через Небраску, уже вынудили десятки тысяч людей бежать и нанесли 1,3 миллиарда долларов ущерба.

В четверг Национальное управление океанических и атмосферных исследований опубликовало прогноз весеннего паводка, предсказав, что две трети территории страны подвержены риску "сильного и умеренного наводнения" от Фарго, Северная Дакота, на Красной реке на севере до Нэшвилла, штат Теннесси. , на реке Камберленд. По данным Инженерного корпуса армии США, наводнения за последние две недели скомпрометировали 200 миль дамб в Небраске, Айове, Миссури и Канзасе.

Ожидается, что дожди и наводнения будут продолжаться в течение мая и станут более страшными, по словам Эда Кларка, директора Национального центра водных ресурсов NOAA в Таскалусе, штат Алабама. «Это может стать потенциально беспрецедентным сезоном паводков, – сказал Кларк, – где более 200 миллионов человек подвержены риску наводнений в своих общинах».

Сочетание обильных снегопадов в конце февраля, тропических дождей и мокрого снега от «бомбового циклона», обрушившегося на всю страну неделю назад, и мерзлых или насыщенных грунтовых поверхностей подготовили почву для наводнений. Ледяные заторы на поверхности замерзших водных путей усугубляют проблему, отводя паводковые воды из речных каналов и отправляя их на сушу. «Не похоже, что в ближайшее время мы увидим сухие участки», – говорит Томас Грациано, директор центра прогнозирования воды в Национальной метеорологической службе.

Чиновники говорят, что весь бассейн реки Миссисипи получил в три раза больше осадков, чем в обычный год.

И это еще не падение. Ожидается, что в течение следующих восьми-десяти дней на Среднем Западе появится больше дождей. Это осаждение будет «как вода, стекающая по бетону», говорит Грациано. Он ожидает, что уровень наводнений в этом году превысит катастрофические наводнения, которые обрушились на реку Миссури в мае 2011 года и Красную реку в Северной Дакоте и Миннесоте в 2009 году.

Большой снежный покров этой зимы подпитывает наводнения. В восточной части Дакоты и Миннесоты на земле остается более 20 дюймов снега. Реки Миссури, Огайо и Миссисипи осушают центральную часть Соединенных Штатов, но вода течет вниз по течению в течение нескольких недель. Между тем, сотрудники аварийных служб предупреждают местных жителей о планах эвакуации, а также о приобретении страховки от наводнения в определенных районах.

Климатологи говорят, что еще слишком рано говорить, в какой степени антропогенное изменение климата повлияло на этот цикл весеннего паводка, но они отмечают, что водная катастрофа повторяет экстремальные погодные явления в Соединенных Штатах. По словам Кевина Тренберта, старшего научного сотрудника Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, в окружающей среде на 10 процентов больше влаги.

По словам Тренберта, при правильных условиях эта дополнительная влажность может быть увеличена на 30 процентов больше осадков во время экстремальных погодных явлений, таких как ураган, бомбовый циклон или серия штормов, обрушившихся на Средний Запад.

«Дополнительное топливо от глобального потепления – вот что держит [a storm] идет, – говорит он. – И именно это превращает его из катастрофы на миллиард долларов в катастрофу на 10-50 миллиардов долларов ».


Больше великих проводных историй

Одно грозовое облако мощнее, чем любая атомная электростанция на Земле. Космические лучи доказывают это.


Когда Бенджамин Франклин привязал ключ к воздушному змею и бросил его в грозу, он ненадолго стал прибором, подключенным к самому мощному генератору энергии на Земле.

Франклин знал, как и большинство людей, что грозы невероятно сильны. Исследователи попытались точно оценить как могущественный на протяжении более столетия, но всегда удавался – даже самые сложные бортовые датчики не отвечают требованиям, потому что грозовые тучи слишком велики и непредсказуемы для измерения.

Теперь, в статье, опубликованной 15 марта в журнале Physical Review Letters, исследователи из Ути, Индия, нашли новый шокирующий ответ – благодаря небольшой помощи некоторых космических лучей. [Electric Earth: Stunning Images of Lightning]

Используя массив датчиков, предназначенных для измерения электрических полей и напряженности мюонов – тяжелых частиц, которые постоянно падают из верхней атмосферы Земли и распадаются, проходя сквозь вещество, – команда измерила напряжение большого грозового облака, которое перевернуло Ути в течение 18 минут. 1 декабря 2014 года. Исследователи обнаружили, что в среднем облако заряжается примерно на 1,3 гигавольт, что в 1,3 раза 10 ^ 9 вольт – примерно в 10 миллионов раз больше напряжения, чем от обычной электрической розетки в Северная Америка.

«Это объясняет, почему грозовые тучи настолько разрушительны», – сказал соавтор исследования Сунил Гупта, исследователь космических лучей в Индийском институте фундаментальных исследований Tata, в интервью журналу Live Science. «Если вы рассеиваете это огромное количество энергии через что-либо, это приведет к серьезным разрушениям».

Гупта и его коллеги в основном изучают мюоны – электроноподобные частицы, которые создаются, когда космические лучи сталкиваются с различными атомами в атмосфере Земли. Эти частицы имеют примерно половину вращения электронов, но в 200 раз больше веса, и очень хорошо проникают в вещество. Дождливый мюон из атмосферы может путешествовать вглубь океана или миль под землей всего за доли секунды, если у него достаточно энергии.

Мюоны теряют свою энергию, когда что-то мешает им, например, пирамиде. В начале 2018 года ученые обнаружили две неизвестные ранее камеры внутри Великой пирамиды в Гизе, установив мюонные детекторы вокруг структуры и измерив, где частицы теряли (и не теряли) энергию. Мюоны, проходящие через каменные стены пирамиды, теряли больше энергии, чем мюоны, проходящие через большие пустые камеры. Результаты позволили исследователям создать новую карту интерьера пирамиды, не ступая внутрь нее.

Гупта и его коллеги использовали аналогичный метод для картирования энергии внутри грозового облака Ути. Однако вместо того, чтобы бороться с камнем, мюоны, падающие через облако, сталкивались с турбулентным электрическим полем.

«Грозы имеют положительно заряженный слой сверху и отрицательно заряженный слой снизу», – сказал Гупта. «Если положительно заряженный мюон попадет в облако во время дождя из верхней атмосферы, он будет отталкиваться и терять энергию». [Infographic: How Lightning Works]

Используя массив детекторов мюонов и четыре монитора электрического поля, распределенных по нескольким милям, исследователи измерили среднее падение энергии между мюонами, прошедшими через грозовое облако, и теми, которые не прошли через него. Из этой потери энергии команда смогла рассчитать, какой электрический потенциал частицы прошли в грозовом облаке.

Это было массивно.

«Ученые подсчитали, что грозовые облака могут иметь потенциал гигавольт в 1920-х годах, – сказал Гупта, – но это никогда не было доказано – до сих пор».

Когда исследователи узнали электрический потенциал облака, они захотели сделать еще один шаг и точно измерить, сколько энергии несло грозовое облако, когда оно пронеслось над Ути.

Используя данные своих широко рассредоточенных мониторов электрического поля, команда заполнила некоторые важные подробности об облаке – оно движется со скоростью примерно 40 миль в час (60 км / ч) на высоте 7 миль (11,4 км) над уровнем моря, его предполагаемая площадь составляла 146 квадратных миль (380 квадратных километров, площадь, примерно в шесть раз превышающая размеры Манхэттена), и достигла своего максимального электрического потенциала всего через 6 минут после появления.

Вооружившись этими знаниями, исследователи наконец смогли подсчитать, что гроза несет около 2 гигаватт энергии, что делает это единственное облако более мощным, чем самые мощные атомные электростанции в мире, сказал Гупта.

«Количество энергии, хранимой здесь, достаточно для обеспечения всех потребностей города, такого как Нью-Йорк, в течение 26 минут», – сказал Гупта. "Если Вы могли бы использовать это. "

Гупта отметил, что при нынешней технологии это маловероятная перспектива: количество энергии, рассеиваемой такой бурей, настолько велико, что, вероятно, расплавит любой проводник.

Тем не менее, чрезвычайно сильный потенциал гроз может помочь разгадать космическую тайну, которую такие ученые, как Гупта и его коллеги, задавали в течение десятилетий: почему спутники иногда обнаруживают высокоэнергетические гамма-лучи, вылетающие из атмосферы Земли, когда они должны падать из космоса? ?

По словам Гупты, если грозы действительно могут создавать электрический потенциал, превышающий один гигавольт, они также могут ускорять электроны достаточно быстро, чтобы разорвать другие атомы в атмосфере, создавая гамма-вспышки.

Это объяснение требует дополнительных исследований для проверки его точности, сказал Гупта. В то же время не забудьте удивиться следующему грозовому облаку, которое вы видите, потому что это непостижимо могущественная сила природы, и, пожалуйста, дважды подумайте, прежде чем летать на воздушном змее.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,

Весной день и ночь идеально сбалансированы



Земля только что получила еще один великолепный снимок гламура благодаря спутнику, который сфотографировал ее во время весеннего равноденствия 20 марта. На этой фотографии показана половина планеты, освещенная светом, а другая, погруженная в темноту, как черно-белое печенье.

Эта красивая симметрия не удивляет никого, кто знает что-либо об равноденствии. В переводе с латыни равноденствие означает «равная ночь». По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), два раза в год, в марте и сентябре, равноденствие происходит, когда количество дневного света и темноты практически равны во всех широтах.

Почему равноденствия не более распространены? Ответ связан с наклоном Земли. Поскольку планета наклонена вокруг своей оси примерно на 23,5 градуса, дневной свет обычно неравномерно распределен по планете. В зависимости от того, где Земля находится на своей орбите вокруг Солнца, у Северного полушария или Южного полушария будут более длинные дни или ночи. [Earth Pictures: Iconic Images of Earth from Space]

«В течение двух особых периодов времени два раза в год наклон фактически перпендикулярен Солнцу, что означает, что Земля одинаково освещена в северном и южном полушариях», – говорит К. Алекс Янг, заместитель директора по науке в Отделе гелиофизической науки в Goddard НАСА. Центр космических полетов, ранее рассказывал Live Science.

Другими словами, солнце находится прямо над экватором в полдень во время равноденствия.

На прошлой неделе равноденствие произошло в 5:58 вечера. EDT в среду (20 марта), отмечающий первый астрономический день весны для Северного полушария. Новое изображение, однако, было получено за несколько часов до этого в 8 часов утра по восточному времени спутником GOES EAST.

Тогда спутники GOES, также известные как геостационарные оперативные спутниковые системы, представляют собой сеть спутников наблюдения Земли, эксплуатируемых NOAA. Они собирают информацию о прогнозировании погоды, отслеживании сильных штормов и метеорологических исследованиях.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,

Вы можете играть с Escape Velocity – не покидая планету


Если хочешь круто звучащие научные термины, скорость побега должна отвечать всем требованиям. Но какого чёрта это вообще значит? Позвольте мне объяснить:

Что идет вверх, должно прийти вниз. Конечно, вы слышали это раньше. Но как насчет эксперимента, чтобы увидеть, правда ли это? Я собираюсь взять мяч и подбросить его. Давай посмотрим что происходит. Вы можете попробовать это дома.

Ретт Аллен

Это похоже на работу. Что, если я брошу это еще выше?

Ретт Аллен

Это все еще работает. Это идет вверх. Это сводится. Но почему? Вот диаграмма силы для мяча сразу после того, как я его подбросил.

Ретт Аллен

Поскольку шар движется вверх, я поставил пунктирную стрелку, чтобы обозначить скорость. Я просто хочу отметить, что скорость не является силой. Настоящая сила нисходящая мг стрела. Это сила, обусловленная гравитационным взаимодействием между Землей и шаром. В этом случае сила зависит от массы шара (м) и локальное гравитационное поле (г), который имеет значение около 9,8 ньютонов за килограмм.

Но какое отношение силы имеют к движению? В общем, сил менять движение объекта. Да, часть «изменить» очень важна. Когда сила действует в направлении, противоположном скорости, объект замедляется. Это означает, что движущийся вверх шар замедляется. С постоянной силой гравитации объект замедляется, пока не остановится. После остановки нисходящая сила увеличивает скорость объекта, так как сила и скорость находятся в одном направлении.

Неважно, насколько высоко вы бросаете мяч, нисходящая сила тяжести в конечном итоге замедлит его до остановки. За исключением того, что это неправильно. На самом деле гравитационная сила не постоянна.

Нам нравится записывать гравитационную силу на поверхности Земли как мг (масса умножить на гравитационное поле), но это всего лишь ярлык. Вот лучшее выражение для величины гравитационной силы.

Ретт Аллен

Это «универсальная» гравитация, потому что она дает выражение для силы между любыми двумя объектами с массой, а не только для вещей на поверхности Земли. Может быть, эта картина поможет.

Ретт Аллен

Гравитационная сила действует на обе эти массы, притягивая их друг к другу. Величина этой силы зависит от значений обеих масс и расстояния между их центрами. г является универсальной гравитационной постоянной, со значением около 6,67 х 10-11 Н * м2/кг2,

Если две массы представляют собой 1-килограммовый объект и Землю, то две массы составляют 1 кг (объект) и 5,97 х 10.24 кг (масса Земли). Расстояние между их центрами приблизительно равно радиусу Земли (6,371 миллиона метров). Используя эти значения, вы получаете гравитационную силу в 9,8 ньютона, что аналогично использованию мг формула. Видишь, как это работает?

Что если вы переместитесь на 1000 метров над поверхностью Земли? В этом случае расстояние между объектом и центром Земли увеличивается на 1000 метров. Вместо 6,371 миллиона метров – теперь 6,372 миллиона метров. Это не значительное изменение гравитационной силы. Таким образом, вполне нормально использовать мг версия гравитации для большинства случаев.

Но когда дело доходит до скорости ускользания, мы не берем в большинстве случаев. Если вы бросите что-то очень быстрое, оно будет очень высоким. Если он достаточно быстрый, то объект отойдет достаточно далеко от центра Земли, так что сила гравитации станет заметно меньше. Это значит, что есть шанс сбежать. Больше нет постоянной силы тяги назад; скорее есть медленно уменьшающаяся сила тяги назад. Действительно возможно избежать планеты людей.

Теперь о реальном вопросе: как быстро? Какова скорость побега для Земли (или для любой планеты)? Чтобы ответить на это, нам нужно рассмотреть энергию. Если мы думаем о планете и объекте как о закрытой системе, то полная энергия должна быть постоянной. Вот как работает энергия. Для этой системы полная энергия будет состоять из кинетической энергии планеты (которая на самом деле не меняется), кинетической энергии объекта и потенциальной гравитационной энергии планеты плюс объекта.

Кинетическая энергия зависит как от массы объекта, так и от скорости.

Ретт Аллен

Обратите внимание, что, хотя скорость является вектором (и зависит от направления движения), кинетическая энергия является скалярной, поскольку она имеет квадрат скорости. Это НЕ зависит от направления. Потенциальная гравитационная энергия системы будет:

Ретт Аллен

Некоторые важные комментарии о потенциальной гравитационной энергии: Да, там есть отрицательный знак. Там должно быть отрицательный знак для вещей, чтобы работать. Технически это потенциальная гравитационная энергия относительно бесконечного расстояния. На самом деле важен не потенциал, а изменение потенциальной энергии, которое мы видим.

Теперь давайте соединим это. Давайте начнем с объекта в положении 1 на поверхности планеты, движущейся с некоторой скоростью v1, Позже, объект находится очень далеко от планеты (потому что он сбежал) с нулевой скоростью (он едва избежал). Вот уравнение сохранения энергии (опять-таки, предполагая, что планета не меняет кинетическую энергию, потому что она такая массивная).

Ретт Аллен

Если вы подставите выражения для U а также К выше, вы можете видеть, что масса объекта отменяется. Решив для начальной скорости, вы получите скорость убегания.

Ретт Аллен

Некоторые вещи, на которые следует обратить внимание: эта скорость побега зависит от массы а также радиус планеты. Кроме того, нет никакого направления в этом выражении. Неважно, в какую сторону вы движетесь, чтобы сбежать. Вам не нужно выбрасывать объект прямо из центра планеты, чтобы он работал.

Вы знаете, я не могу оставить это в покое без числовой модели. Вот. Вы можете изменить массу планеты, радиус планеты, скорость запуска и угол запуска. Просто нажмите кнопку Play, чтобы запустить его. Это весело и круто.

Наконец, я хочу включить график зависимости энергии от расстояния до планеты. Вот:

Это график для энергии объекта, которая начинается со скорости, меньшей скорости убегания. Обратите внимание, что когда полная энергия равна потенциалу, объект должен остановиться и развернуться. Это единственный вариант, поскольку у объекта не может быть отрицательной кинетической энергии, которая потребовалась бы для того, чтобы пройти эту точку (где полная энергия меньше, чем потенциал). У вас не может быть отрицательной кинетической энергии, потому что это подразумевает либо отрицательную массу, либо мнимую скорость (которую вы получите, взяв квадратный корень из отрицательного числа).

Но на самом деле вы не сможете полностью понять скорость побега, пока не поиграете с ней. Я рекомендую играть с программой Python выше. Если вы играете со скоростью побега в реальной жизни, вы действительно можете сбежать с планеты – это, вероятно, будет плохо.


Больше великих проводных историй

Возможно, самый большой в мире атом-сокрушитель только что нашел доказательства того, почему существует наша Вселенная


Возможно, самый большой в мире атом-сокрушитель только что нашел доказательства того, почему существует наша Вселенная

Детектор LHCb в ЦЕРНе.

Кредит: ЦЕРН

Впервые в истории физики крупнейшего в мире атомера-разрушителя наблюдали различия в распаде частиц и античастиц, содержащих основной строительный блок вещества, называемый кварком очарования.

Открытие может помочь объяснить загадку, почему материя вообще существует.

«Это историческая веха», – сказал Шелдон Стоун, профессор физики в Сиракузском университете и один из сотрудников нового исследования.

Каждая частица материи имеет античастицу, которая идентична по массе, но с противоположным электрическим зарядом. Когда материя и антивещество встречаются, они уничтожают друг друга. Это проблема. Большой взрыв должен был создать эквивалентное количество вещества и антивещества, и все эти частицы должны были быстро уничтожить друг друга, не оставляя ничего, кроме чистой энергии. [Strange Quarks and Muons, Oh My! Nature’s Tiniest Particles Dissected]

Понятно, что этого не произошло. Вместо этого выжило около 1 на миллиард кварков (элементарных частиц, которые составляют протоны и нейтроны). Таким образом, вселенная существует. Это означает, что частицы и античастицы не должны вести себя совершенно одинаково, сказал Стоун «Живой науке». Вместо этого они должны распадаться с немного разными скоростями, что приводит к дисбалансу между веществом и антивеществом. Физики называют эту разницу в поведении нарушением четности заряда (СР).

Понятие о нарушении СР пришло от русского физика Андрея Сахарова, который предложил его в 1967 году в качестве объяснения того, почему материя пережила Большой взрыв.

«Это один из критериев, необходимых для того, чтобы мы существовали, – сказал Стоун, – поэтому очень важно понять, каково происхождение нарушения CP».

Существует шесть различных типов кварков, каждый со своими собственными свойствами: вверх и вниз, сверху и снизу, шарм и странность. В 1964 году физики впервые наблюдали нарушение СР в реальной жизни в странных кварках. В 2001 году они увидели, что это произошло с частицами, содержащими нижние кварки. (Оба открытия привели к получению Нобелевских премий для вовлеченных исследователей.) Физики долго предполагали, что это произошло с частицами, содержащими кварки очарования, но никто никогда не видел это.

Стоун – один из исследователей эксперимента по красоте Большого адронного коллайдера (LHC), в котором используется Большой адронный коллайдер CERN, 16,5-мильное (27-километровое) кольцо на французско-швейцарской границе, которое посылает субатомные частицы, уходящие друг в друга, чтобы заново создайте вспышки ошеломляющей энергии, которая последовала за Большим взрывом. По мере того как частицы врезаются друг в друга, они распадаются на составляющие их части, которые затем распадаются за доли секунды до более стабильных частиц.

Последние наблюдения включали комбинации кварков, называемых мезонами, в частности, мезон D0 («d-zero») и мезон анти-D0. Мезон D0 составлен из одного кварка очарования и одного кварка против повышения (античастица восходящего кварка). Анти-D0-мезон представляет собой комбинацию одного антикармового кварка и одного кварка вверх.

Оба этих мезона разлагаются разными способами, но некоторый небольшой процент из них превращается в мезоны, называемые каонами или пионами. Исследователи измерили разницу в скоростях распада между мезонами D0 и анти-D0, процесс, который включал в себя проведение косвенных измерений, чтобы убедиться, что они не просто измеряли разницу в первоначальной продукции двух мезонов, или различия в том, насколько хорошо их оборудование может обнаружить различные субатомные частицы.

Суть? Отношения распада отличались на одну десятую процента.

«Это означает, что D0 и анти-D0 не распадаются с одинаковой скоростью, и это то, что мы называем нарушением CP», – сказал Стоун.

И это делает вещи интересными. Стоун сказал, что различия в распадах, вероятно, недостаточно велики, чтобы объяснить, что произошло после Большого взрыва, чтобы оставить после себя столько материи, хотя и достаточно велико, чтобы удивлять. Но теперь, по его словам, теоретики физики получают свою очередь с данными. [Big Bang to Civilization: 10 Amazing Origin Events]

Физики полагаются на то, что называется Стандартной моделью, чтобы объяснить, ну, в общем, все на субатомном уровне. Теперь вопрос, сказал Стоун, заключается в том, могут ли предсказания, сделанные Стандартной моделью, объяснить измерение кварка очарования, которое только что сделала команда, или потребует ли она какой-то новой физики – что, сказал Стоун, было бы самым захватывающим результатом.

«Если бы это могло быть объяснено только новой физикой, эта новая физика могла бы содержать идею о том, откуда происходит это нарушение СР», – сказал он.

Исследователи объявили об обнаружении в веб-трансляции CERN и опубликовали препринт статьи, детализирующей результаты онлайн.

Первоначально опубликовано на Живая Наука,