«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 08 (15)

ПРЕСС-ЦЕНТР

Япет был заморожен во времени

Самое известное изображение стены Япета, сделанное Cassini 31 декабря 2004-го. Странный хребет поднимается на 13 километров над окружающей местностью и тянется едва ли не на полторы тысячи километров.

Загадочная стена на Япете, спутнике Сатурна, то есть опоясывающая значительную часть его экватора высокая и ровная горная цепь, была обнаружена 2,5 года назад космическим аппаратом Cassini. Тайна ее происхождения не разгадана до сих пор, хотя предположений достаточно.

Две основные версии гласят, что стена возникла в ходе сложного процесса быстрого приливного торможения недавно сформировавшейся луны с одновременным ее быстрым, но неравномерным остыванием и, соответственно, опусканием коры вниз, за которым экваториальный район "не поспевал"; либо что стена есть результат выпадения на поверхность спутника части колеи Сатурна или собственных, Япета, колеи.

Теперь выдвинуто новое предположение: главный вывод моделирования заключается в том, что Япет представляет собой удивительный случай "заморозки во времени". Этот объект мы видим таким же, каким он был три миллиарда лет назад.

Причем форма луны (даже если не принимать во внимание стену) соответствует форме гидростатически равновесного тела, вращающегося с периодом 16 часов. Именно при такой скорости с Япетом приключилась быстрая "заморозка". А сейчас этот спутник вращается намного медленнее.

Но для того, чтобы приливные; силы замедлили Япет до нынешнего темпа (он составляет 80 дней; на один оборот, против считанных часов в пору его юности), его интерьер должен быть гораздо теплее, чем мы наблюдаем, ближе к температуре плавления водяного льда. Так что основная трудность в разработке модели того, как Япет оказался "застывшим во времени", это наличие источника тепла вначале (первые несколько сотен миллионов лет) его жизни, который, однако, быстро "выключился" чуть позднее.

Перебрав в своей модели кучу вариантов, ученые нашли, что этим кратковременным прогревом Япет обязан радиоактивным изотопам алюминий-26 и железо-60, которые водились на ранней стадии развития Солнечной системы, однако у которых сравнительно короткий период полураспада.

Раскрыт секрет прямохождения шимпанзе

Прямохождение шимпанзе наблюдается и в природе, но в данном случае животных “попросили” показать его в условиях лаборатории.

Дэвид Рэйчлен из университета Аризоны обнаружил шимпанзе, для которого прямохождение энергетически более выгодно, чем бег на четырех конечностях. Новое исследование поможет понять, как ранние люди адаптировались к ходьбе на двух ногах.

Чтобы выяснить, какие затраты несут человекообразные обезьяны и люди, когда передвигаются, Рэйчлен заставил пять взрослых шимпанзе ходить по бегущей дорожке двумя способами: на двух ногах и на четырех (способ, известный как ходьба на костяшках пальцев). На той же дорожке он заставлял ходить четверых людей, несущих некий груз на различной скорости. Во всех случаях ученый измерял уровень расхода кислорода и обнаружил как ожидаемые, так и неожиданные результаты.

Люди оказались энергетически более эффективными ходоками, чем шимпанзе, ведь более прямая походка означает, что нога может вынести больший груз с задействованием меньшего количества мыши. Однако обработка результатов шимпанзе принесла и сюрприз.

У трех подопытных обезьян прямохождение потребовало на треть большего расхода энергии, чем более привычная ходьба на четырех конечностях (вообще-то, в природе шимпанзе пользуются обоими видами походки: они могут спокойно ходить на двух ногах когда, скажем, переносят фрукты). Но у шимпанзе по кличке Люси вертикальная походка на двух ногах оказалась менее энергозатратной, чем ходьба на костяшках пальцев. Секрет был в том, что походка Люси была ближе к человеческой, с большим распрямлением коленных и бедренных суставов, чем у сородичей.

Существует несколько теорий, объясняющих, почему наши предки перешли на прямохождение. Все дело в энергетике. По мере перемены климата сокращались леса и ранним гоминидам приходилось преодолевать большие пространства между участками с деревьями и, соответственно, пищей. Если у этих древних существ имелись естественные вариации в способностях к различным видам походки (как это показала выборка всего из пяти шимпанзе), то далее мог прекрасно сработать естественный отбор. Те гоминиды, у которых походка была более прямой, тратили на перемещение от леса к лесу меньше энергии, а значит, у них был больший шанс выжить и дать потомство.

Китайские войны начинались из-за похолоданий

Сцена из Первой японо-китайской войны (с 1894 по 1895 год), которая, кстати, проходила в основном на территории Кореи

Большинство вооруженных конфликтов, происходивших в восточном Китае, начинались после похолодания климата. Дэвид Чжан, профессор университета Гонконга, и его коллеги установили такую связь, проанализировав климатические изменения и детали китайской военной истории последнего тысячелетия.

Между 1000 и 1911 годами в восточном Китае было 899 войн. Для удобства разбили этот срок на десятилетия и разделили эти промежутки на три типа, выделив периоды очень высокой (более 30 войн), высокой (15–30 войн) и низкой (менее 15) конфликтности.

За все это время в Северном полушарии сменилось шесть больших циклов потепления и похолодания. Характерно, что на рассматриваемой территории, являющейся наиболее успешной с точки зрения сельского хозяйства, в холодные периоды значительно падали урожайность и численность домашнего скота.

Все четыре десятилетия очень высокой, а также большая часть высокой конфликтности приходились на периоды похолодания. Как уточняют исследователи, повышение этой воинственности начиналось не сразу, а спустя 10–30 лет после начала холодного времени. Профессор Чжан добавил, что во время похолоданий в Китае не только учащались войны, но и происходили смены династий. Как сказал ученый, результаты исследования удивили его самого.

Говоря о практических выводах своей работы, опубликованной в журнале Human Ecology, Дэвид Чжан отметил, что перемены в климате, приводящие к сокращению пищевых и водных ресурсов, могут оказать аналогичное воздействие на людей и в будущем. В итоге "горячими точками" могут стать и богатые, и истощенные регионы.

Орангутаны используют воду в качестве инструмента

Это одна из самок орангутанов, живущая в Лейпцигском зоопарке

Опыт с орангутанами в Лейпцигском зоопарке в который раз доказал, что пословица "Нужда — мать изобретательности" прекрасно применима и к обезьянам. Исследование провели ученые из института эволюционной антропологии Макса Планка.

В новом эксперименте проверку на сообразительность прошли пять орангутанов (самок), возрастом от 7 до 32 лет. Перед ними установили высокую узкую трубку из прозрачного материала, на четверть заполненную водой. Перевернуть ее было нельзя, а хотелось — внутри плавали вкусные орехи.

Неподалеку от трубки у орангутанов имелась емкость с водой, для питья. Животные быстро поняли, что, набирая полные рты воды от чаши и выплевывая ее в трубку, они могут поднять уровень воды в последней, так что орехи оказывались на самом верху, где их легко было взять. В первый раз обезьянам потребовалось 9 минут, чтобы догадаться, как достать лакомство, однако к десятому испытанию время решения задачки сократилось до 30 секунд.

Создан вечный генератор тока для миниатюрных устройств

Новый миниатюрный генератор виден в центре этой схемы. Крошечный генератор электричества на даровом источнике энергии разработали Стивен Биби и его коллеги из университета Саутгемптона.

Аппаратик имеет объем менее одного кубического сантиметра и вырабатывает до 46 микроватт электрической мощности за счет сбора вибраций, как говорят сами изобретатели, "низкого уровня", присутствующих в окружающей его среде. К примеру — вибраций, которые производятся оборудованием на заводе или движущимся по дороге транспортом.

Создатели нового приборчика утверждают, что он работает в 10 раз эффективнее своих предшественников такого же размера. Устройство создано в рамках проекта “Сбор вибрационной энергии" (VIBES), в котором принимают участие несколько университетов и компаний Европы.

В основе устройства — маленький магнит, подвешенный на консоли. Его колебания и вырабатывают ток. Отсутствие питающих проводов или больших батарей, нуждающихся в замене, позволит инженерам создавать с таким даровым питанием "вечные" датчики, которые можно будет встраивать в труднодоступные места промышленного оборудования. Аналогично новый генератор можно применить в качестве питания имплантированного кардиостимулятора.

Придуман почти невидимый проекционный экран

Внизу: так выглядит спроецированная радуга со стороны зрителя (с улицы). С обратной стороны экрана (из магазина) можно увидеть лишь совершенно прозрачное стекло

Германская компания Woehburk готовит к выходу на рынок новый проекционный экран CristalLine. Пока этот экран не используется, он выглядит как очень чистое (почти невидимое) стекло (прозрачность его может достигать 91 %). При этом у стекла нет рамки — экран выглядит как витринное стекло, висящее в креплениях или установленное на подставке. Однако при включении видеопроектора на экране возникает светлое и качественное изображение. Любопытно, что увидеть его можно только с лицевой стороны, а со стороны проектора стекло кажется по-прежнему совершенно прозрачным и пустым. Такого эффекта удалось добиться благодаря сочетанию нескольких слоев из антибликового покрытия, стекла и особого "наноструктурного" ионного отражающего слоя, выполняющего роль собственно экрана.

Отсутствие у этого слоя видимой для невооруженного глаза структуры позволяет проецировать на CristalLine картинку с разрешением HDTV и выше — тут все зависит лишь от возможностей проектора.

CristalLine будет выпускаться в различных размерах, вплоть до 135 дюймов по диагонали (примерно 2x3 метра). Также можно будет составлять из таких листов экраны большего размера. Причем технология и выбранные материалы позволяют создавать такие экраны любой формы. Немецкое изобретение наиболее успешно должно работать в качестве рекламного (информационного) щита в магазинах и развлекательных центрах. Именно тут, как нельзя кстати придется эффект парящего полупрозрачного изображения.

Сверхновые взорвались друг за другом

На снимке две сверхновые, взорвавшихся — по космическим меркам — практически в один момент. Изображение получено в оптическом и ультрафиолетовом.

Галактика MCG +05-43-16, где случились эти катаклизмы, находится на расстоянии в 380 миллионов световых лет от Земли. Астрономы не ожидали увидеть ничего подобного в том районе, так как взрывов сверхновых там раньше не наблюдалось.

Также ученые посчитали интересным то, что эти вспышки относятся к разным типам.

Так, сверхновая SN 2007сk, которую впервые увидели 19 мая, относится к типу II. Это говорит о том, что ядерное топливо внутри звезды закончилось, и она подверглась гравитационному сжатию, в результате которого последовал взрыв, уничтоживший звезду.

Сверхновая SN 2007со, которую в той же галактике увидели 4 июня, относится к другому типу — Iа. Такие взрывы происходят в том случае, когда белый карлик находится в двойной системе и “накручивает" на себя очень много вещества со своего компаньона, в результате чего превращается о термоядерную бомбу.

По словам астрофизика из NASA Стефана Иммлера, в большинстве галактик взрывы сверхновых обычно бывают куда реже — раз а 25, а то и 100 лет.

Пара вспышек сверхновых, отделенных столь коротким интервалом, зарегистрирована астрономами впервые. Однако это не говорит ничего особенного о MCC +05-43-16. Ведь эти сверхновые находятся в разных точках этой галактики, удаленных друг от друга на тысячи световых лет.

Обнаружен кратер от Тунгусского метеорита

Реконструкция ударного кратера, ныне — озера. В компьютерной модели уровень воды понижен на 30 метров против нынешнего, чтобы показать скрытые от глаз стенки кратера. Внизу — озеро сегодня

Почти столетнее расследование тунгусского феномена может увенчаться успехом, если окажется верной новая гипотеза о кратере, оставленном в районе Тунгуски 30 июня 1908 года таинственным космическим телом. Научно обоснованную версию предложили специалисты из болонского университета, которые за последние годы провели в сибирской тайге не одну экспедицию.

Лука Гаспарини, Ажузеппе Лонго и их коллеги по проекту Tunguska полагают, что давно и безуспешно разыскиваемым кратером, оставшимся от Тунгусского метеорита (вернее самой крупной его части, ибо он, скорее всего, взорвался и развалился на куски еще в воздухе), является не что иное, как прекрасно известное таежное озеро Чеко.

Детальное изучение геологии этого озера непосредственно на месте показало итальянцам его необычную форму, не свойственную соседним озерам — это довольно правильная полусфера, вызывающая также ассоциации с пробитым туннелем и согласующаяся с углом падения знаменитого космического тела.

Кроме того, геофизическое просвечивание выявило некий крупный отражающий объект, скрытый на 10 метров ниже уровня дна озера, который может оказаться остатком космического гостя.

Озеро Чеко лежит в 8 километрах к северо-западу от эпицентра воздушного взрыва тунгусского тела, что согласуется с предполагаемой траекторией полета объекта, вошедшего в атмосферу над сибирской тайгой. Примечательно, что озеро Чеко не присутствует ни на одной карте, сделанной до 1929 года, хотя на этот счет итальянцы допускают, что данный регион ранее, возможно, просто был плохо изучен.

Магнитный нанораствор заменит жидкие кристаллы

Так ведет себя чудесная жидкость при усилении магнитного поля. Смотреть слева направо сверху вниз

Химики создали жидкость, цвет которой можно изменять, прикладывая внешнее магнитное поле. Авторство этой полезной разработки принадлежит ученым из университета Калифорнии в Риверсайде (University of California, Riverside) из коллектива под руководством профессора Ядуна Иня (Yadong Yin). Чудесное вещество представляет собой всего-навсего раствор специальным образом созданных наночастиц оксида железа. Эти частицы (их Ядун Инь называет световыми кристаллами) обладают выраженными магнитными свойствами и при внесении раствора в магнитное поле меняют свою ориентацию в пространстве. Как утверждает ученый, переключение между различными состояниями (то есть цветами), соответствующими различным напряженностям поля, происходит очень быстро. Еще ученый сообщил, что это первая в мире разработка световых кристаллов, которыми можно управлять для получения электромагнитных волн всех длин видимого диапазона. Использовать этот магнитный нанораствор можно в качестве альтернативы жидким кристаллам.

Создан революционный источник света

Компания пишет, что низкая стоимость лампы обусловлена не только дешевизной использованных материалов, но и оптимальной для массового производства простой конструкцией.

КПД — свыше 50 %, долговечность — десятилетия реальной эксплуатации, стоимость изготовления — сравнительно низкая, никаких вредных веществ (скажем, ртути) внутри, высокая яркость и чистота белого света. Такова "вечная" лампа, разработанная британской компанией Ceravision.

Благодаря высокой яркости и тому, что источник света здесь почти точечный, новая лампа прекрасно подходит для проекторов и проекционных телевизоров, но также ее легко представить в роли эффективного светильника для помещений или для внешнего архитектурного освещения (тут очень удобно, что такую лампу можно не менять много лет). Возможно также, что эту лампу можно будет приспособить и для автомобильных фар. В новой лампе нет не только нити накаливания, но даже электродов, как в газоразрядных лампах. В сердце новинки — блок из оксида алюминия, в котором просверлено небольшое отверстие. В отверстии находится капсула с инертным газом и металлгалогенилом. В небольшой коробочке вне светильника находится генератор микроволнового излучения, которое по волноводу направляется к лампе. Генератор этот, кстати, схож с теми, что применяются в микроволновых печках. На входе лампы стоит специальный "микроволновый интерфейс", благодаря которому назад отражается не более 0,5 % волн, вне зависимости от состояния самой лампы (холодная она перед включением, или горячая). Далее волны попадают в "резонатор с низкими потерями" (это металлизированный блок из диэлектрика), который создает в центральном отверстии концентрированное электрическое поле, ионизирующее газ в колбе, разгоняющее электроны и заставляющее газ светиться с высокой яркостью (она выше, чем у светодиодов аналогичного размера).

Изменяя состав газа в колбе, его давление, а также — параметры микроволнового излучения, можно создавать самые разнообразные лампы типа Continuum — с разной цветовой температурой белого света, а также лампы, работающие в ультрафиолетовом или, напротив, инфракрасном диапазоне. Причем по мере службы у новой лампы не происходит какой-либо деградации — изменений в спектре или яркости.

С кварцевой колбой, использованной в первых образцах, срок службы новой лампы должен составить 20 тысяч часов горения, а с сапфировой (на которую компания намерена перейти в дальнейшем) — 50 тысяч часов.

* * *

_{В номере № 5 за 2007 г. на стр. 40 подпись под рисунком читать как “Истребитель 4-го поколения F-14 Tomcat”;}

_{В номере № 7 за 2007 г. на стр. 22 подпись под картинкой читать как “Царь Михаил Федорович Романов”.}

* * *

* * *

На обложке: Встреча Наполеоном III королевы Виктории на борту линейного корабля "Бретань " в Шнрдуре (к "Морскому каталогу")

_{• Легкий танк «Рено» FT-17}

_{Боевая масса — 7 т;}

_{Экипаж — 2 чел.;}

_{Двигатель — «Рено» 35 л.с.;}

_{Макс. скорость — 7,7 кн/час;}

_{Запас хода — 35 км.;}

_{Вооружение — 37 мм пушка или пулемет 8 мм.}

_{• Бронеавтомобиль «Гарфорд-Путиловец»}

_{Боевая масса — 8,6 т;}

_{Экипаж — 9 чел.;}

_{Двигатель — 30 л.с.;}

_{Макс. скорость — 18 км/час;}

_{Запас хода — 120 км.;}

_{Вооружение — 3 пулемета 7,62 мм, пушка — 76,2 мм}

_{Броня — 6,5 мм.}

_{• Бронеавтомобиль «Остин-Путиловец»}

_{Боевая масса — 5,2 т;}

_{Экипаж — 5 чел.;}

_{Двигатель — 50 л.с.;}

_{Макс. скорость — 60 км/час;}

_{Запас хода — 200 км.;}

_{Вооружение — 2 пулемета 7,62 мм}

_{Броня — 8 мм.}

_{• Тяжелый танк Mk IV}

_{Боевая масса — 28 т;}

_{Экипаж — 8 чел.;}

_{Двигатель — «Даймлер» 125 л.с.;}

_{Макс. скорость — 6 км/час;}

_{Запас хода — 30 км.;}

_{Вооружение — пушка 2x47 мм, 3 пулемета «Льюис» 7,7 мм.}

_---

_{1. Брус самовытаскивания; 2. Глушитель; 3. Цилиндрический щит; 4. Труба системы охлаждения; 5. Заводная рукоятка; 6. Червячный редуктор; 7. Радиатор; 8. Задняя дверь; 9. Топливный бак; 10. Ведущее колесо; 11. Опорный каток; 12. Цепная передача; 13. Вентилятор; 14. Бортовая передача; 15. Дверь спонсона; 16. Масляный бак; 17. Пулемет «Льюис» 7.7 мм; 18. Двигатель «Даймлер»; 19. Пушка Гочкиса 47 мм; 20. Место механика-водителя.}

* * *

_{Журнал «Наука и техника» зарегистрирован Министерством Юстиции Украины (Св-во КВ № 12091-962ПР от 13.12.2006)}

_{УЧРЕДИТЕЛЬ и ИЗДАТЕЛЬ — Поляков А.В.}

_{ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — Павленко С.Б.}

_{Заместитель главного редактора — Барчук С.В.}

_{Редакционная коллегия: Павленко С.Б., Поляков А.В., Кладов И.И., Мороз С.Г., Игнатьев Н.И.}

_{В журнале могут быть использованы материалы из сети Интернет.}

_{Рукописи не возвращаются и не рецензируются.}

_{Приглашаем к сотрудничеству авторов статей, распространителей, рекламодателей.}

_{Редакция приносит извинения за возможные опечатки и ошибки в тексте или в верстке журнала.}

_{Подписка на журнал принимается всеми отделениями “Укрпочты” до 20-го числа каждого месяца.}

_{Подписной индекс по каталогу “Укрпочты” — 95083.}

_{Подписной индекс по каталогу “Газеты, журналы” агентства Роспечати: 21614}

_{В случае обнаружения типографского брака или некомплектности журнала просьба обращаться в редакцию.}

_{Журнал можно приобрести или оформить редакционную подписку, обратившись в редакцию.}

_{Адрес редакции: г. Харьков, ул. Плехановская, 18. оф. 502. тел. (057)7177-540, 7177-542 Адрес электронной почты: samson@kharkov.ua. Адрес для писем: 61140, г. Харьков, а/я 206.}

_{Адрес в сети Интернет: mvw.nauka-tehnika.com.ua}

_{Формат 60x90-1/8. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. лист 9. Зак. № 207 Тир. 6000.}

_{Типография ООО «Беркут+». г. Харьков, ул. Плехановская, 18, оф. 501, т. (057)7-543-577, 7-177-541 «Наука и техника», 2007, № 8 с. 1–78}