Знание-сила, 2009 № 03 (981)

НОВОСТИ НАУКИ

Интригующее, хотя и небесспорное исследование провела группа ученых под руководством Александра Кашлинского, астрофизика NASA, работающего в Центре космических полетов Годдарда (США). Согласно полученным результатам, за границами Вселенной находятся некие невидимые гигантские «структуры», которые притягивают к себе нашу Вселенную. Как следствие, все в ней движется к этим гигантским скоплениям материи с огромной скоростью. Данное движение ученые назвали «темным течением», по аналогии с двумя другими большими загадками современной астрофизики: темной энергией и темной материей.

По мнению Александра Кашлинского, существование материи, расположенной вне известных пределов Вселенной, предполагает, что наша Вселенная является частью чего-то большего — некой мультивселенной, — и что бы в ней ни находилось, оно кардинальным образом отличается от той Вселенной, которую мы знаем. При этом существование темного течения не имеет ничего общего с ускоряющимся расширением Вселенной, хотя оба этих процесса протекают одновременно.

Данная гипотеза, в случае подтверждения, приведет к коренному пересмотру законов физики. Согласно сегодняшним представлениям, видимая Вселенная, которая простирается на 13,7 миллиарда световых лет (то есть настолько, насколько смог распространиться свет с момента Большого взрыва), по существу, ничем не отличается от всего остального пространственно-временного континуума.

Как утверждают авторы исследования, они вовсе не стремились к тому, чтобы оспорить законы физики. Первоначально их задачей было найти подтверждение давно существующей теории, по которой чем дальше находятся галактики, тем их внутреннее движение должно казаться более медленным. Это движение было зарегистрировано благодаря данным, полученным зондом WMAP, который изучал свойства фонового космического микроволнового излучения, что дало возможность понять, в каких условиях пребывала Вселенная на ранних стадиях своего существования. По современным представлениям, микроволновое излучение возникло спустя 380 тысяч лет после зарождения Вселенной.

Кашлинский поясняет, что горячий газ в галактических кластерах нагревал фоновые микроволны, и самые малые температурные флуктуации сами по себе несут информацию о скорости вращения кластера. Если кластер передвигался быстрее или медленнее, чем фоновая радиация Вселенной, можно ожидать, что на этом участке Вселенной фон будет иметь более высокую температуру, что является результатом рассеивания горячего газа и частиц в фоновой радиации.

Из-за того что эти флуктуации крайне слабые, ученым пришлось изучить более 700 галактических кластеров, и вместо того чтобы найти подтверждение теории замедления движения галактик по мере удаления, Кашлинский и его коллеги выяснили, что все они движутся в одном направлении и с одинаковой скоростью — порядка 3,2 миллиона километров в час.

Несмотря на то, что темное течение было обнаружено лишь в галактических кластерах, исследователи уверены в том, что оно воздействует на все структуры Вселенной. Для того чтобы объяснить существование этого течения, группа Кашлинского прибегла к помощи уже давно известной гипотезы, согласно которой быстрое расширение Вселенной, вызванное Большим взрывом, могло вытолкнуть частицы материи за пределы известной нам Вселенной. Как считают члены группы, огромная масса «вневселенской» материи означает, что она может по-прежнему притягивать материю из нашей Вселенной, вызывая движение галактик в наблюдаемых пределах.

Ряд ученых уже высказал скептическое отношение к проделанной работе. Так, Дэвид Шпергель из Принстонского университета (США) заявил, что, пока полученные результаты не будут перепроверены другой группой ученых, он не перестанет сомневаться в обоснованности сделанных выводов.

Астрономов давно занимал вопрос, как звезды могут формироваться вокруг сверхмассивных черных дыр, то есть в столь экстремальных условиях, когда молекулярные облака — обычное место рождения звезд — должны попросту разрываться на части мощнейшим гравитационным полем. И вот коллективу исследователей удалось выяснить, что звезды формируются в эллиптических дисках — остатках гигантских газовых облаков, разодранных на части во время встречи с черной дырой. Данное открытие ученые сделали, создав компьютерную симуляцию того, как черная дыра «всасывает» гигантское газовое облако.

Симуляции, выполненные на суперкомпьютере (на что ушло больше года), представляли собой вычисление поведения двух отдельных гигантских газовых облаков массой в 100 тысяч раз больше массы Солнца в то время, когда они двигались в направлении к сверхмассивной черной дыре. В ходе симуляций ученые наблюдали за тем, как эти облака разрываются на части огромным гравитационным притяжением. В результате, огибая черную дыру, облака принимали форму спиралей: спираль позволяет отнимать энергию движения у газа, проходящего близко к черной дыре, и передавать ее тому газу, который движется дальше от дыры. А это приводит к тому, что черная дыра затягивает в себя лишь часть облака. В таких условиях могут формироваться только звезды с очень большой массой — и они к тому же «наследуют» эксцентричную орбиту эллиптического диска.

Все это соответствует двум основным свойствам молодых звезд, наблюдаемых в центре нашей Галактики: высокая масса и неправильная орбита обращения вокруг сверхмассивной черной дыры.

По словам одного из авторов открытия, профессора Иэна Боннелла из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии, вычисления показывают, что молодые звезды могут появляться в окрестностях сверхмассивных черных дыр, если в достатке имеются гигантские облака газа, поступающего из более отдаленных районов галактики. Звезды, которые сегодня находятся вокруг сверхмассивной черной дыры, имеют относительно короткий жизненный цикл — около 10 миллионов лет, из чего можно предположить, что этот процесс, вероятно, повторяется, подчеркивает профессор Боннелл. Столь регулярное воспроизводство звезд по соседству с черной дырой — и питание их газом, связанным черной дырой, — может содействовать нашему пониманию происхождения сверхмассивных черных дыр в нашей и в других галактиках.

Результаты работы представлены в журнале Science.

Американским ученым удалось доказать, что успехи ребенка в математике в значительной степени связаны с «чувством числа» — врожденной способностью правильно оценивать количество предметов с первого взгляда, не считая их. Как утверждает один из авторов исследования доктор Джастин Хальберда из Школы Крейгера по искусствам и науке, обнаружено, что по способности ребенка быстро оценивать количество предметов можно сказать, какие у него оценки в школе по математике.

Хорошо известно, что как у людей, так и у животных существует врожденная способность оценивать количество вещей. Например, животное может определить, в каком из двух контейнеров находится больше кусков пищи. Ученые решили проверить, насколько подобное «чувство числа» влияет на успехи школьников в математике. Для этого исследователи провели тестирование на это «чувство» более полусотни четырнадцатилетних подростков. На короткое время школьникам показывали группы синих и желтых точек на экране компьютера, и они должны были быстро указывать, в какой из двух групп точек больше.

Выяснилось, что если число точек было, скажем, 10 и 25, то все школьники отвечали правильно, но если разница в количестве точек уменьшалась, то некоторые дети испытывали трудности при выполнении теста. Оказалось, что дети, способные правильно оценивать близкие количества точек, были успешны в обучении математике в школе с самого раннего возраста.

При этом ученые подтвердили, что такие результаты не были связаны с разницей в общем уровне интеллекта, определяемом коэффициентом IQ. Они также показали, что «чувство числа» не является продуктом образования, так как оно похожим образом развито как у французских детей, посещавших школу, так и у детей из племени на Амазонке, никогда не учившихся математике.

Доктор Хальберда полагает, что успехи в математике в значительной мере связаны с интуитивными способностями, но неправильно было бы утверждать, что плохие оценки в школе определены генетически. По его словам, на результаты обучения влияет множество факторов, кроме генетического, и их нужно учитывать при освоении школьной программы. В дальнейшем ученые собираются выяснить, можно ли с помощью специальных упражнений развить базовое «чувство числа» и улучшить успехи в освоении математики у менее способных к ней детей.

Отчет об исследовании опубликован в журнале Nature.

Психолог Джиллиан Себестьен Форрестер из Университета Суссекса (Великобритания) пришла к выводу о том, что коммуникационные навыки у горилл связаны с их левым полушарием, точно так же, как у человека.

Форрестер в течение долгого времени исследовала поведение горилл в зоопарке Кента, тщательно фиксируя их взаимодействие. Ей удалось установить связь между праворукостью обезьян и их коммуникативными способностями. Она отмечает, что гориллы обладают очень сложными формами невербального общения. В них можно увидеть коммуникационные навыки, которые, возможно, когда-то давно имели наши предки.

Как известно, нечто, напоминающее примитивный язык, у обезьян также существует. Например, макаки-резус сюсюкают с потомством, а гиббоны поют со смыслом. Ученые считают, что некоторые физиологические изменения, необходимые для рождения речи, произошли миллионы лет назад. Определенные структуры в голосовом тракте развили еще наши далекие предки-приматы, а сейчас эти особенности можно отыскать в анатомии современных обезьян.

Египетское министерство культуры объявило об идентификации пирамиды в древнем некрополе Саккара, расположенном южнее Каира. Высота пирамиды, датируемой XXIV веком до нашей эры, составляет пять метров. По словам Фарука Хосни, министра культуры Арабской Республики Египет, основание пирамиды находится в песке на глубине 20 метров. Ученые-египтологи установили местоположение входа в гробницу. Впрочем, как они считают, скорее всего, она была ограблена еще в древности.

Предполагается, что пирамида принадлежала царице Сешешет, матери фараона Тети, основателя Шестой династии Древнего Царства. Сильно пострадавшая от времени пирамида самого Тети находится там же, в Саккаре. Она давно открыта и хорошо изучена.

Кроме того, летом 2008 года египтологи смогли установить принадлежность так называемой Безголовой пирамиды в Саккаре, известной в каталоге Лепсиуса под номером 29. По мнению ученых, она предназначалась для Менкаухора, малоизвестного фараона Пятой династии Древнего Царства.