Почему небо светится, как гигантская многослойная радуга? Это собственное свечение верхних слоев атмосферы. Оно есть всегда, просто обычно слишком слабое для глаза.
Но возмущения (например, перед бурей) могут запускать в атмосфере гравитационные волны (не космические), и тогда свечение "складывается" в полосы и становится заметнее. Эти колебания слоев воздуха похожи на рябь от камня, брошенного в спокойную воду.
Красноватое свечение дают молекулы OH (гидроксил) на высоте около 87 километров, которые возбуждаются ультрафиолетовым солнечным излучением. Оранжевое свечение связано с атомами натрия, а зеленое идет от атомарного кислорода, который расположен немного выше.
Проезжая возле озера Келуке в провинции Цинхай (Китай), фотограф сначала заметил впечатляющую полосу Млечного Пути. Он остановился, чтобы снять ее, а на кадре, сделанном чувствительной камерой, проявились и полосы атмосферного свечения, протянувшиеся через все небо. Чтобы сделать снимок эффектнее, цвета были усилены при цифровой обработке.
Важно отметить, что это явление никак не связано с полярным сиянием, которое рождается, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с магнитным полем Земли и верхними слоями атмосферы. Естественное атмосферное свечение — мягкое, постоянное явление: оно становится видимым, когда эти волны выстраивают его в полосы, а чувствительная камера и длинная выдержка показывают то, что невооруженным глазом почти не различить.
У этих полос не только эстетическая ценность. Они показывают, как в атмосфере распространяются гравитационные волны: воздух на больших высотах то слегка уплотняется, то разрежается, и из-за этого меняется яркость свечения. По яркости и рисунку ученые понимают, что происходит в верхней атмосфере прямо сейчас — насколько она спокойна, где возникают возмущения и как они расходятся.
Это важно, так как состояние верхней атмосферы влияет на радиосвязь и GPS, а также на то, как ведут себя спутники на низких орбитах. Когда верхние слои становятся плотнее, спутники сильнее тормозятся и быстрее теряют высоту — и орбиту приходится корректировать, если нет цели потерять дорогостоящее оборудование.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
Давайте на минуту выключим скепсис и представим сценарий: где-то в Млечном Пути есть достаточно развитая, но при этом весьма агрессивная цивилизация, одержимая экспансией. Однажды ее астрономы находят нашу планету — крайне любопытный мир, расположенный в обитаемой зоне спокойной звезды. Кроме того, они довольно быстро смогут заподозрить, что на планете много воды, плотная атмосфера и, скорее всего, есть жизнь. Земля может показаться им "лакомым кусочком" — идеальным местом для колонизации.
Недолго думая, они запрыгивают в свои космолеты, замаскированные под кометы, и мчатся к нам на всех парах, совершая маневры то у одной, то у другой звезды. Как однажды предупреждал Стивен Хокинг, контакт с цивилизацией, которая намного выше нас по уровню развития, теоретически может стать для нас катастрофой...
Возможно ли предотвратить это?
30 марта 2016 года астрофизики Дэвид Киппинг и Алекс Тичи опубликовали исследование, в котором рассмотрели идею "сокрытия" Земли от тех, кто ищет планеты так же, как мы.
Логика простая: один из основных и самых доступных методов поиска экзопланет — транзитный. Когда планета проходит на фоне родительской звезды, для стороннего наблюдателя яркость звезды чуть-чуть падает. Именно по этой маленькой "просадке" можно понять, что у звезды есть планета, оценить ее размер, а по периоду транзитов — при известной массе звезды — прикинуть и расстояние до светила. Маленькая планета в обитаемой зоне вызывает особый интерес, поэтому при возможности на нее "нацеливают" телескопы, чтобы узнать больше.
И если инопланетные астрономы или их автоматизированные инструменты используют похожий метод (потому что он простой и эффективный), то во время наблюдений за Солнечной системой они однажды обнаружат Землю.
Киппинг и Тичи предлагают компенсировать эту просадку света лазерами. Идея следующая: в момент транзита направить лазерное излучение так, чтобы для внешнего наблюдателя спад яркости был сглажен — или вовсе исчез. Тогда гипотетические инопланетные астрономы могут не заметить "интересную" планету (по крайней мере, в рамках этого метода), а значит, и лететь к нам не будет смысла.
"Возможно, мы до сих пор не нашли других по той причине, что они раньше нас пришли к выводу: светиться лишний раз опасно — и предпочли спрятать свой мир", — рассуждал Киппинг.
Конечно, это не "щит от пришельцев" и не абсолютная невидимость. Такой трюк работает только против тех, кто:
Ищет экзопланеты транзитным методом;
Находится в нужной геометрии пространства (там, откуда транзит вообще виден).
Важно понимать, что это исследование — скорее мысленный эксперимент, чем инженерный план "на завтра". Такие работы полезны тем, что показывают: наши методы поиска можно не только эффективно применять, но и теоретически обходить. А значит, мы лучше понимаем их ограничения и можем придумывать новые подходы к поиску экзопланет и техносигнатур. И, конечно, это снова поднимает старый вопрос: стоит ли человечеству активно "афишировать" свое присутствие — или разумнее быть тише.
На Плутоне есть область, которую помнит каждый, кто хотя бы раз видел снимки этой карликовой планеты из пояса Койпера. Речь идет об Области Томбо, или Сердце Плутона — гигантской "сердцеподобной" области, протяженность которой составляет примерно 2 300 километров.
Западную часть этой области занимает Равнина Спутника (лат. Sputnik Planitia), представляющая собой ледяную равнину размером 1 400 на 1 200 километров. И именно эта равнина привлекает особое внимание.
Для сравнения: средний диаметр Плутона составляет 2 377 километров.
Анализ снимков
14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" пролетел мимо системы Плутона, передав на Землю множество снимков, включая достаточно детализированные.
Внимание исследователей — как, пожалуй, и любого человека — тут же приковало "сердце". Взяв на вооружение все имеющиеся данные, они приступили к моделированию, чтобы объяснить, как вообще могла появиться столь необычная структура на задворках Солнечной системы. В первую очередь речь шла о Равнине Спутника — западной доле "сердца", резко контрастирующей на фоне остальной поверхности карликовой планеты.
В итоге было установлено: Равнина Спутника покрыта тонким слоем азотного льда, под которым расположена "плита" водяного льда толщиной от 40 до 80 километров, выполняющая роль природной теплоизоляции. Ниже нее может сохраняться подповерхностный океан, а его наличие влияет на напряжения в ледяной коре и на картину трещин на поверхности.
Моделирование показало, что соленость этого океана — около 8% от солености Мирового океана на Земле (то есть вода не "морская", а скорее слабосоленая).
Мощь моделирования
Фундаментом моделирования являются имеющиеся данные (константы), к которым добавляют предполагаемые явления и физические процессы (переменные и параметры), после чего модель проверяют: дает ли она картину, совпадающую с наблюдениями. Если результат отрицательный, то меняют переменные. Однако современные суперкомпьютеры позволяют рассматривать множество вариантов сразу, создавая тысячи, а то и миллионы моделей.
В моделировании подледного океана Плутона ключевым параметром стала его плотность, которая зависит от соли и температуры. Если бы океан был слишком "легким", то ледяная оболочка сверху вела бы себя иначе, и на поверхности было бы заметно больше разломов. Если бы он был слишком "тяжелым", наоборот, трещин оказалось бы меньше. Так, перебирая возможные диапазоны и сравнивая модели с наблюдаемыми изображениями, ученые смогли оценить соленость предполагаемого океана.
Важно понимать, что моделирование — это не полет фантазии, а методология, отточенная десятилетиями: она опирается на измерения, физику и статистику, а не на желание "подогнать" результат. Ценность и эффективность моделирования проще всего увидеть на Земле: ученые постоянно моделируют то, что напрямую не наблюдают (например, прогнозирование таяния ледников, риск паводков, распространение загрязнений или структуру пород при поиске полезных ископаемых), а затем проверяют выводы по независимым данным и реальным измерениям.
Рождение океана
Раньше, до встречи "Новых горизонтов" с Плутоном, концепции существования подповерхностного океана звучали как фантастика: тело маленькое, очень далеко от Солнца, строение не позволяет удерживать внутреннее тепло, да и внутреннего тепла там не осталось, так как карликовая планета давно остыла.
Сегодня же вероятность существования подповерхностного океана на Плутоне оценивается как "высокая". А появиться он мог в результате очень мощного древнего удара, который сформировал глубокую впадину и растопил огромное количество водяного льда. Соли, геология и окружающие условия привели не к полному промерзанию появившегося глобального водоема, а к формированию толстой коры над ним. Сегодня важную роль в поддержании жидкого состояния океана играет гравитационное взаимодействие с Хароном, крупнейшим спутником Плутона со средним диаметром 1 212 километров.
Что это меняет
Если под "сердцем" действительно есть океан, то Плутон перестает быть просто "замороженным камнем" на окраине Солнечной системы. При достаточной долговечности этого подповерхностного водоема карликовую планету можно рассматривать как потенциально обитаемый мир.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
Эта статья — адаптация и компиляция идей астрофизика Джонти Хорнера, основанная на его публичных выступлениях, статьях и комментариях о шансах найти внеземную жизнь. Повествование будет вестись от первого лица — так проще сохранить авторскую логику и интонацию.
На вопрос "есть ли инопланетяне?" я однозначно отвечу: да. Но правильно сформулированный вопрос должен звучать иначе: достаточно ли близко они находятся, чтобы мы вообще могли их заметить?
Космос чудовищно велик. И за последние десятилетия мы узнали важную вещь: планеты есть почти у каждой звезды. В одном только Млечном Пути порядка 400 миллиардов звезд. Если представить, что в среднем у каждой по несколько планет, то даже в пределах нашей Галактики набираются триллионы миров. А галактик во Вселенной так много, что по некоторым оценкам их число только в наблюдаемой Вселенной сопоставимо с тем, как много планет у нас дома, в Млечном Пути.
С таким масштабом трудно поверить, что Земля уникальна. Жизнь, включая разумную и даже технологическую, почти наверняка возникала где-то еще. Но у этой вдохновляющей истории есть неприятная для нас (ученых) часть: существовать и быть обнаруженными — разные вещи.
Представьте крайне осторожный сценарий. Пусть технологически развитая жизнь появляется лишь у одной звезды из миллиарда. И даже тогда в Млечном Пути набралось бы около 400 "технологических" звездных систем. Звучит обнадеживающе много, пока не вспомнишь размеры Галактики: примерно 100 000 световых лет в диаметре. При таком раскладе в среднем эти цивилизации окажутся на расстоянии порядка 10 000 световых лет друг от друга (это грубая оценка, но здесь порядок величины важнее точности).
А это почти приговор для поиска. На таких дистанциях "обычные" радиосигналы — вроде тех, что человечество неосознанно рассеивает в пространство, — слишком слабы. Поймать их можно лишь в том случае, если инопланетные передатчики намного мощнее всего, что умеем создавать мы, а еще если мы знаем, куда и когда именно нужно "смотреть".
Поэтому я и считаю, что внеземная жизнь (включая разумную), скорее всего, существует, но доказательства ее существования могут не появиться еще очень долго. Не потому, что мы одни во Вселенной, а потому, что космос устроен так, что даже соседей по Галактике проблематично "услышать".
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
Осьминог вундерпус... столь странное для русскоязычного человека название происходит от немецкого слова "Wunder", что переводится как "чудо" или "удивление". И этот поразительный обитатель мирового океана с лихвой оправдывает свое имя.
Вундерпус обладает гладким телом и длинными тонкими щупальцами. Окрашен в медно-коричневые тона с контрастными серо-белыми полосами и пятнами. Структура этого узора остается неизменной на протяжении всей жизни, хотя его яркость и контрастность меняются в зависимости от ситуации.
Вундерпус — мастер быстрой смены образа. Он в мгновение ока меняет окраску, форму тела и даже стиль движения, имитируя других морских обитателей. Эта суперсила помогает осьминогу запутывать и отпугивать хищников.
За доли секунды осьминог способен притвориться ядовитой крылаткой (вид хищных рыб) с ядовитыми шипами или "превратиться" в морскую змею. Такая мимикрия — крайне надежная защита от тех, кто не прочь полакомиться головоногими.
Вундерпус обитает в прибрежных водах Индо-Малайского архипелага — от Вануату до Папуа-Новой Гвинеи, Индонезии и Малайзии, на севере вплоть до Филиппин. Предпочитает жить на глубине до 20 метров, где изобилуют мягкие илистые отложения.
В качестве жилища вундерпус использует нору, в которой проводит большую часть жизни. Обычно роет ее самостоятельно, но порой может занять и чужое укрытие, предварительно выгнав или съев прежнего обитателя.
Охотится вундерпус преимущественно в сумерках и на рассвете. В меню — мелкие ракообразные вроде крабов, а также небольшая рыба.
Щупальца вундерпуса впечатляют размером — они в 5-7 раз превышают длину мантии (тела-мешка, где расположены внутренние органы). В размахе они могут достигать 41 сантиметра, что делает их чрезвычайно удобным и эффективным инструментом для охоты. Осьминог медленно проводит щупальцами над песком или коралловыми обломками, словно сканируя поверхность. Когда чувствительные присоски улавливают малейшие вибрации от добычи — щупальце молниеносно хватает ее.
В каждом щупальце находятся сотни тысяч нейронов, позволяющих ему принимать решения независимо от центрального мозга. Пока осьминог в целях безопасности осматривается по сторонам, его щупальца могут заниматься автономным поиском добычи и ее последующей поимкой.
Маленькие глаза расположены на длинных "стебельках", из-за чего голова приобретает специфическую Y-образную форму.
Самая примечательная особенность вундерпуса — белые пятна на голове. Их рисунок уникален для каждой особи, как отпечатки пальцев у человека. Это позволяет морским биологам идентифицировать и отслеживать отдельных осьминогов в их естественной среде обитания.
О жизненном цикле и поведении вундерпуса известно очень мало. Связано это с тем, что этот вид относительно новый для науки. Впервые данного головоногого обнаружили в 1980-х годах, но официальное научное описание появилось лишь в 2006 году.
Интересный факт
Вундерпус способен отбрасывать часть щупалец при нападении хищника — защитный механизм, называемый автотомией. Пока враг отвлекается на отброшенные конечности, осьминог спасается бегством. Утраченные щупальца со временем регенерируют.
Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway
В южной части Тихого океана есть область под названием Точка Немо, и она представляет собой Океанский полюс недоступности — точку, максимально удаленную от любого участка суши.
Существование Точки Немо было вычислено в 1992 году хорватско-канадским геодезистом и инженером Хрвойе Лукателой, который для этих целей использовал компьютерное моделирование. Название области выбрал он же, отсылаясь к имени капитана Немо, героя романов Жюля Верна, который разочаровался в человечестве и ушел жить в океанские глубины.
Если бы вы оказались в Точке Немо, то от ближайшего участка суши вас отделяли бы впечатляющие 2 689 километров. Это означает, что астронавты на борту Международной космической станции (МКС), пролетающие над вами на высоте около 400 километров, были бы ближайшими к вам людьми.
Кладбище космических аппаратов
Крайняя изоляция и практически полное отсутствие морского трафика сделали Точку Немо идеальным местом для "захоронения" космических аппаратов. С 1971 года в этом регионе затапливались грузовые космические корабли, отработавшие спутники и ступени ракет, а после точного вычисления координат в 1992 году здесь было официально организовано "космическое кладбище". Всего на дне покоится более 300 объектов.
Самый знаменитый объект, "захороненный" в Точке Немо — советско-российская орбитальная станция "Мир", затопленная в 2001 году после почти 15 лет работы. Скорее всего, в 2031 году в Точке Немо найдет последний приют и МКС, срок эксплуатации которой подходит к концу.
Летом 1997 года это безмолвное место внезапно "заговорило". Гидрофоны* Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) зафиксировали странный сверхнизкочастотный звук невероятной мощности. Сигнал был настолько громким, что его уловили датчики, расположенные на расстоянии 4 800 километров друг от друга.
*Гидрофоны — чувствительные микрофоны для обнаружения и записи звука и ультразвука в водной среде.
Звук получил кодовое название "Bloop" (на русском "Бульк") и мгновенно привлек внимание ученых. Некоторые исследователи, включая океанографа NOAA Криса Фокса, изначально предположили биологическую природу сигнала:
"Там внизу много шума, — заявил Фокс в интервью CNN. — Киты, дельфины, рыбы".
Однако слабым местом этого объяснения был тот факт, что ни одно известное морское животное не способно производить звуки такой интенсивности. Это породило множество фантастических гипотез — от гигантских кальмаров до неизвестных глубоководных монстров.
Разгадка тайны
Истина оказалась менее романтичной, но не менее впечатляющей. Тот же Крис Фокс, проанализировав все имеющиеся данные, вскоре выдвинул гипотезу, которая впоследствии подтвердилась:
"Я думаю, это может быть связано с оседанием льда, — сказал Фокс. — Он [лед] всегда приходит с юга. Мы подозреваем, что это лед у берегов Антарктиды, и в этом случае он чертовски громкий".
Дальнейшие исследования подтвердили, что источником Bloop стал раскалывающийся антарктический айсберг. Примечательно, что NOAA уже фиксировало похожие звуки и даже использовало их для отслеживания айсберга A53A.
"Звуки широкого спектра, записанные летом 1997 года, соответствуют ледотрясениям, создаваемым большими айсбергами, когда они трескаются и разрушаются, — дали комментарий в NOAA. — Амплитуда ледотрясений достаточна для того, чтобы их можно было обнаружить несколькими датчиками на расстоянии более 5 000 километров. Судя по азимуту прибытия, айсберг, ставший причиной Bloop, скорее всего, находился между проливом Брансфилд и морем Росса. Или, возможно, на мысе Адэр, хорошо известном источнике подобных сигналов".
К концу XIX века интерес к Марсу резко возрос. Телескопы становились лучше, журналисты охотились за сенсациями, а фантастика шла рука об руку с наукой. И тогда все чаще звучал вопрос: есть ли на Красной планете разумная жизнь и можно ли с ней связаться?
В 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли, наблюдая Марс во время великого противостояния, зарисовал тонкие линии на поверхности и назвал их "canali" — "каналы" или "проливы".
Англоязычная пресса тут же интерпретировала это как намек на искусственные сооружения. Это настолько вдохновило американского астронома Персиваля Лоуэлла, что он построил собственную обсерваторию и годами наблюдал за Красной планетой, рисуя карты "каналов". Он убеждал публику, что "каналы" — неопровержимое доказательство того, что планета-соседка населена разумными существами, которые пытаются выжить в высыхающем мире с помощью гигантской системы ирригации.
Сегодня понятно, что это был результат смешения технологических ограничений с человеческой психикой: ничтожное (по современным меркам) разрешение телескопов, "дрожание" земной атмосферы, ожидания наблюдателя и "дорисовка" мозгом знакомых образов (парейдолия). Только во второй половине XX века мы узнали, что Марс — совершенно иной мир. И хотя на нем действительно есть грандиозные структуры, все они имеют природное происхождение.
Но тогда мысль об обитаемом Марсе была слишком красивой, чтобы ее отпускать. После "каналов" фантазия сорвалась с цепи: выходили статьи, где всерьез обсуждали, какими мелодиями марсиане могли бы приветствовать Землю и какие земные шедевры стоило бы отправить им в ответ. Параллельно укреплялась еще более смелая гипотеза: возможно, у других звезд тоже есть планеты и на них тоже живут разумные существа. Сейчас мы называем такие миры экзопланетами, но тогда это было почти чистой философией.
Радио как "связь с космосом"
На рубеже веков беспроводная связь перестала быть лабораторным фокусом и начала превращаться в масштабируемую технологию. И вместе с радиотелеграфией пришла простая и, в общем-то, неизбежная идея: если мы с такой легкостью "ловим" сигналы через океан, то почему бы не попытаться поймать их и через космическое пространство? Так начались первые любительские и полупрофессиональные попытки "услышать инопланетян" — иногда из научного любопытства, иногда ради славы.
Самым знаменитым участником этой истории был Никола Тесла.
В 1899 году Тесла построил экспериментальную станцию в Колорадо-Спрингс (США). Формально он занимался земными задачами: высоковольтными экспериментами, резонансом, беспроводной связью и передачей энергии на большие расстояния. Но его аппаратура была настолько чувствительной, что иногда ловила то, чему наука не находила объяснения.
В своих заметках и поздних рассказах Тесла описывал, что ему удавалось фиксировать странные повторяющиеся сигналы — ритмичные "пульсы", которые не походили на хаотические атмосферные помехи. Он рассматривал разные варианты и в какой-то момент даже начал всерьез допускать, что источник может находиться далеко за пределами Земли. В эпоху "каналов" лучшим кандидатом на отправителя "посланий", конечно же, стал Марс.
В конце 1900 года Американский Красный Крест обратился к известным людям с просьбой дать короткий прогноз о том, каким может быть величайшее достижение человечества в новом веке (и вообще "что впереди"). В этом списке был и Тесла, который отправил письмо с ответом, содержащим фразу в духе научной фантастики:
"Братья! У нас есть сообщение из другого мира, неизвестного и далекого. Оно гласит: один... два... три..."
Пресса подхватила это как сенсацию, и тема "Тесла общается с марсианами" пошла гулять по миру.
Важно понимать, что даже если Тесла и правда получал необычные повторяющиеся сигналы, это никак не доказывает, что они пришли с Марса и/или что они имели искусственное происхождение. Это говорит лишь о том, что радиосфера вокруг Земли сложнее, чем казалось в 1900 году. Тогда еще не было развитой радиофизики, наука не знала о всевозможных типах помех, о природных радиоисточниках и о том, насколько сильно атмосфера и грозовая активность забивают эфир.
Так что это было на самом деле?
Позднее появлялись гипотезы, что Тесла мог поймать природные радиоэмиссии планет-гигантов, прежде всего Юпитера. У Юпитера есть мощная магнитосфера, а его вулканический спутник Ио, проходя через нее, буквально "вмешивается" в радиошум. Таким образом, система Юпитер–Ио способна создавать регулярные радиосигнатуры, которые и могло фиксировать оборудование конца XIX века.
Можно ли сегодня доказать, что именно это слышал Тесла? Нет. Его приборы, условия приема и интерпретации слишком далеки от современных стандартов, а описание "один... два... три..." не дает никаких ценных сведений.
Однако природные радиоэмиссии, которые с XX века фиксируют уверенно и системно, являются куда более рациональным объяснением, чем радиовышка на Марсе.
Тесла не был ни обманщиком, ни контактером. Он — человек на границе эпох, который пытался изучать мир теми инструментами, что были в его распоряжении. И данные, которые он получал в ходе своих экспериментов, не имели строгой научной интерпретации.
Его ошибка была типичной для того времени — объяснять непонятное с помощью самой романтичной гипотезы. Но сам факт того, что он вообще поднял тему внеземных сообщений всерьез, превратил радио из исключительно земной технологии в символ будущего: связи с космическими аппаратами, бороздящими просторы Солнечной системы.
Человечество отправило роверы на Марс, совершило посадку во внешней Солнечной системе, получило изображение двух черных дыр и детально картировало Луну, Венеру, Меркурий, спутники газовых гигантов и даже частично чрезвычайно далекий Плутон. Однако наш собственный океан остается одной из величайших загадок планеты.
По данным NOAA, только около 5% Мирового океана было исследовано в рамках прямых визуальных наблюдений. Это подразумевает погружения подводных аппаратов с камерами, позволяющими увидеть реальную картину морского дна.
В целом же весь океан картирован спутниками с разрешением около пяти километров на пиксель — мы знаем, где находятся крупные подводные хребты и впадины. Но детальное картирование с разрешением около 100 метров на пиксель охватывает лишь 27% океанского дна. Для сравнения: космический аппарат NASA "Магеллан" картировал 98% поверхности Венеры, обеспечив среднее разрешение около 100 метров на пиксель. Абсолютно вся поверхность Марса картирована с еще более высоким разрешением.
Главная причина столь малой изученности Мирового океана — физические сложности исследований:
Отсутствие света
Солнечный свет не проникает глубже 200 метров, превращая большую часть океана в царство абсолютной тьмы. Любое исследование требует мощного искусственного освещения.
Экстремальное давление
На дне Марианского желоба давление в тысячу раз выше, чем на поверхности — достаточно, чтобы раздавить обычную подводную лодку.
Удаленность и масштаб
На Мировой океан, содержащий более 1,3 миллиарда кубических километров воды, приходится около 71% от площади всей планеты. Для исследования такой территории нужны колоссальные временные, человеческие и финансовые ресурсы.
Технологические ограничения
Создание автономных аппаратов, способных выдержать глубоководные условия, требует огромных инвестиций и сложнейших технологических решений.
По оценкам ученых, в Мировом океане обитает от 700 000 до более миллиона видов, две трети из которых нам лишь предстоит открыть. Но мы не стоим на месте, ведь каждый год морские биологи описывают около 2 000 новых видов.
Но еще долгие годы Мировой океан будет оставаться одним из неизведанных рубежей нашей удивительной планеты.
При нагрузке на камбаловидную мышцу, расположенную на задней стороне голени, сахар в крови снижается гораздо эффективнее, чем при нагрузке на остальные все остальные мышцы тела вместе взятые.
Технически глаз среднестатистического человека способен различатьоколо 10 миллионов цветовых оттенков благодаря трем типам колбочек в сетчатке с перекрывающимися спектрами, чувствительным к длинноволновому (красному), средневолновому (зеленому) и коротковолновому (синему) свету.
Но этот потенциал не раскрывается полностью. Почему?
В условиях дневной освещенности на сетчатку ежесекундно попадает колоссальный объем данных, представленный сотнями миллионов, а то и десятками миллиардов фотонов. Но до мозга доходит не "сырой" поток света, а лишь жестко ограниченное количество информации, которая была предварительно сжатаи закодирована сетчаткой.
Это происходит потому, что наша зрительная система не оптимизирована под абсолютную точность. Она заточена под выживание: быстро находить спелые плоды на фоне густой листвы, замечать изменения кожного покрова у себя и сородичей (признаки болезни или определенного эмоционального состояния), а также вовремя улавливать движение — например, крадущегося хищника в кустах.
Исследования показывают, что уже с первых этапов зрительная система работает не с "чистыми" физическими величинами, а с различиями. Нейроны реагируют на контрасты, контуры и изменения во времени. То есть на все то, что помогает максимально быстро и качественно выделить объект на фоне.
Из-за этого цвет в нашей картинке реальности относительный, потому что мозг воспринимает его в контексте окружения и освещения, а не как абсолютную величину. Другими словами, один и тот же цвет на разных фонах воспринимается по-разному, и такая субъективность называется иллюзией цветового контекста.
Кроме того, наше внимание представляет собой динамический фильтр, поэтому до осознанного восприятия доходит лишь крошечная часть входящего сигнала. Остальное обрабатывается в фоновом режиме или же вовсе отсеивается. Это связано с тем, что мозг — очень "прожорливый" орган, и если бы ему пришлось анализировать весь поток входящих данных, то его энергопотребление заметно выросло бы. Следовательно, оставалось бы меньше ресурсов на мышление, речь и координацию движений. Эволюция "урезала" наши возможности восприятия мира для обеспечения энергоэффективности мозга.
Из всего сказанного следует, что мир не цветной сам по себе. Вся эта палитра красок, воспринимаемая нами, является субъективной интерпретацией мозга на базе отфильтрованных сигналов, контекстов и сравнений. Эта возможность появилась для повышения наших шансов на выживание в изменчивой среде. Однако с целью экономии ресурсов функционал этой способности был существенно ограничен, поэтому мы не видим реальность напрямую, а воспринимаем лишь ее сильно сжатую версию.
Гигантская доисторическая акула мегалодон, чьи окаменелые зубы веками будоражили воображение людей, в XXI веке перекочевала из учебников по палеонтологии на широкие экраны, став ключевой фигурой документальных проектов и фильмов-ужасов.
Мегалодон был поистине гигантским созданием со средней длиной тела в 14-15 метров. Считается, что самки, которые у акул крупнее самцов, могли вырастать до 18-20 метров, а по некоторым оценкам длина их тела могла превышать 24 метра!
Но как вообще человечество узнало о существовании этого монстра, вымершего примерно 3,6 миллиона лет назад?
Это история о том, как люди столетиями держали в руках доказательства существования величайшего хищника океанов, но не понимали истинную природу этих загадочных "каменных треугольников", считая их то змеиными языками, то драконьими зубами, то мистическими артефактами.
Загадочные камни древности
Большие треугольные окаменелости с зазубренными краями находили по всему миру — от Европы и Средиземноморья до побережий Америки, Южной Африки и Новой Зеландии. Но что это было на самом деле — никто не знал.
Древние римляне верили, что эти загадочные каменные треугольники падают с неба во время лунных затмений как дурное знамение — предвестие голода, войны или гнева богов. В римской культуре лунные затмения сами по себе считались плохими предзнаменованиями, а находка таких "небесных камней" после них уж точно сулила неизбежную катастрофу.
В средневековой Европе их называли "глоссопетрами" — окаменевшими языками змей или драконов. На Мальте их происхождение связывали с легендой об апостоле Павле, который, потерпев кораблекрушение у острова, проклял местных ядовитых змей, и их языки обратились в камень. Почему эти языки были размером с кастрюлю — легенда умалчивает.
Предприимчивые люди делили глоссопетры на части и продавали в качестве священных реликвий, наделенных чудотворными свойствами. Эту волну подхватили аптекари, перепродавая их в качестве универсального лекарства. Из глоссопетр делали амулеты от сглаза и порчи, а еще клали в вино, считая, что если в напиток был добавлен яд, то камень обезвредит его. Богатые семьи передавали крупные экземпляры из поколения в поколение как фамильные ценности.
Но никому не приходило в голову, что перед ними зубы реального существа, а не какого-то там мифического создания, с природой которого так никто и не определился.
Стено совершает прорыв
Все изменилось в 1666 году. Рыбаки у берегов Италии поймали огромную белую акулу, и герцог Тосканы распорядился доставить ее голову ученому Николаусу Стено (лат. Nicolaus Steno) для изучения.
Стено — датчанин на службе у семьи Медичи — был анатомом, а не палеонтологом. Палеонтологии тогда вообще не существовало. Но когда он вскрыл пасть акулы и увидел ряды треугольных зазубренных зубов, его осенило.
Эти зубы оказались уменьшенными копиями глоссопетр, которые тогда все еще пользовались мистической популярностью.
В 1667 году Стено опубликовал работу, в которой предположил: загадочные треугольные камни — это окаменевшие зубы древних гигантских акул. Идея казалась безумной: как зубы морских хищников могли оказаться внутри горных пород, многие из которых находили далеко от береговой линии?
Стено пошел дальше. Он выдвинул гипотезу, что места, где находят глоссопетры, когда-то являлись морским дном. Это было революционное озарение, заложившее основы сразу двух наук — палеонтологии и геологии.
Гигант получает имя
После Стено исследователи начали систематически изучать окаменевшие зубы акул. Но прошло еще полтора века, прежде чем ученые осознали реальный масштаб открытия.
В 1835 году швейцарский натуралист Луи Агассис взялся за монументальный труд — описание всех известных ископаемых рыб. Среди образцов были зубы (те самые глоссопетры), поражавшие воображение: диагональная длина некоторых превышала 18 сантиметров.
Агассис сравнил их с зубами большой белой акулы: если у нее зуб 5-6 сантиметров при длине тела 5-6 метров, то чудовище с 18-сантиметровыми зубами должно было достигать... Агассис не поверил своим расчетам.
Неизвестное науке существо он назвал Carcharodon megalodon — "большая акула с огромными зубами" — и поместил его в один род с большой белой акулой как ее гигантского предка. Сегодня систематика изменилась, и мегалодона чаще относят к отдельному роду Otodus, но имя осталось.
Зубы — главная подсказка
Скелет акулы состоит из хрящевой, а не костной ткани. Так как хрящевая ткань мягкая и после смерти животного быстро разлагается, то от акулы остается только то, что состоит из твердых минералов.
Зубы — идеальные кандидаты на окаменение. Они покрыты эмалью — самой твердой тканью организма — и пронизаны прочным дентином, что обеспечивает им миллионы лет сохранности. И главное — акулы теряют их тысячами: за жизнь одна особь меняет 20-30 тысяч зубов. Каждый выпавший зуб — потенциальная окаменелость.
Мегалодон существовал примерно 20 миллионов лет. Миллиарды особей, каждая с тысячами зубов — неудивительно, что их находят по всему миру: от Калифорнии до Японии, от Марокко до Австралии.
Интересно, что были найдены и позвонки мегалодона, которые при редчайшем стечении обстоятельств тоже способны минерализоваться. По очень скромному набору из 19 таких 25-сантиметровых позвонков ученые восстановили контур примерно 200-позвоночного, а затем и внешний облик этого чудовища.
Важно отметить, что полного скелета в природе не существует — пазл мегалодона навсегда останется недособранным.
Воссоздавая монстра
Как ученые смогли воссоздать внешний вид мегалодона? По аналогии с современными акулами и точным математическим расчетам.
Соотношение размера зубов к длине тела у акул довольно стабильно. Исходя из этого, рассчитали: средняя длина тела мегалодона составляла 14-15 метров, а масса — 50-70 тонн. Отдельные особи могли вырастать до 20+ метров и весить около 100 тонн. Для сравнения: средняя длина тела большой белой акулы составляет — 5-6 метров, а масса — 2-3 тонны.
По форме зубов определили диету: широкие, толстые треугольники с мощными зазубринами — идеальное оружие против крупной добычи. Мегалодон специализировался на китах — на ребрах и позвонках ископаемых китов находят характерные борозды и проколы от гигантских зубов.
По местам находок восстановили ареал. Мегалодон жил в теплых морях по всему миру. Возможно, молодые особи держались у берегов, взрослые — предпочитали открытый океан.
Вымирание
Мегалодон вымер примерно 3,6 миллиона лет назад в конце плиоцена. Виной тому стал целый комплекс причин:
Глобальное охлаждение океанов сформировало ледники и понизило уровень моря — это разрушило мелководные зоны, где мегалодоны размножались и растили детенышей;
Около четырех миллионов лет назад произошло закрытие Панамского перешейка (поднявшаяся суша заблокировала древний пролив между Тихим и Атлантическим океанами), что привело к перестройке глобальных течений — теплая вода ушла в Гольфстрим, Атлантика стала солонее и теплее, а мигрирующие киты (основная добыча) исчезли из тропических зон;
Гигантский мегалодон, нуждающийся в огромном количестве пищи, столкнулся с ее острой нехваткой.
Конкуренты вроде белых акул и косаток лучше приспособились к новым условиям, поэтому дожили до наших дней.
Наши предки никогда не видели этого хищника живым. Но благодаря окаменевшим зубам — тем самым "драконьим языкам", которые люди веками носили как амулеты — мы знаем, что он существовал. Величайший хищник, когда-либо плававший в океанах Земли.
Главный источник энергии, как правило, один: сверхмассивная черная дыра, вокруг которой идет аккреция. Газ и пыль, падая к черной дыре, разогреваются в аккреционном диске и начинают излучать колоссальную энергию в широком диапазоне. У части активных ядер дополнительно возникают узкие релятивистские струи (джеты), направленные в противоположные стороны вдоль оси вращения.
По современным представлениям, сверхмассивные черные дыры есть в большинстве галактик, но активность включается не всегда: чтобы ядро стало "активным", ему нужен достаточно высокий приток вещества. Активные галактики и активные ядра делят на несколько наблюдательных классов: сейфертовские галактики, радиогалактики, квазары и блазары. Их различия во многом определяются двумя параметрами: реальной мощностью аккреции и под каким углом мы наблюдаем систему. Квазары выделяются экстремальной светимостью: в таких объектах ядро настолько яркое, что может "перебивать" свет всей галактики-хозяина.
Да. Слепые от рождения действительно видят сны, но это не привычные большинству из нас "картинки", а сновидения, собранные из звуков, тактильных ощущений, движений в пространстве, запахов и эмоций.
Когда зрячие люди слышат слово "сон", то они автоматически представляют сцену или сюжет, разворачивающийся как зрительная картинка, которую порой невозможно отличить от реальности. Но с научной точки зрения сновидение вообще не обязано быть визуальным. Сон — это "контролируемая галлюцинация", генерируемое мозгом переживание на базе воспоминаний, ощущений и ожиданий без внешнего стимула. Поэтому правильнее сформулировать вопрос иначе: есть ли у слепых от рождения зрительные образы во сне, сопоставимые с теми, что видят зрячие?
Что показывают исследования
В ходе одного из самых цитируемых исследований 1999 года былпроведен анализ сотен сновиденийу слепых взрослых, который показал: у людей, слепых с рождения или с очень раннего возраста, визуальные составляющие сновидений практически отсутствуют, зато в изобилии присутствуют ссылки на осязание, вкус, запах и слух.
Систематический обзор работна эту тему, опубликованный в 2023 году, приходит к аналогичному выводу: у слепых с рождения устойчивые "зрительные" впечатления не выявлены, кроме случаев, когда у человека не полная слепота, а присутствует остаточное зрение (различает свет/темноту, видит крупные контуры или движение).
Если слепота приобретенная
Если человек был зрячим, например, в детстве, то мозг успел накопить зрительные представления об окружающем мире, и тогда во снах могут сохраняться визуальные элементы (пусть и видоизменяемые со временем).
Этот контраст, наблюдаемый между врожденно слепыми и ослепшими со временем, регулярно отмечается в исследованиях по нейронауке сна.
Феномен "визуальных снов" у слепых от рождения
Некоторые современные исследования описывают случаи, когда люди с врожденной слепотойсообщали о "визуальном контенте"в своих сновидениях. Объективная проверка этих заявлений с помощью электроэнцефалографии* (ЭЭГ) и зарисовок увиденного во сне показала, что слепые от рождения сталкиваются не со зрительным опытом в привычном смысле, а с пространственной моделью, созданной на основе данных, полученных с помощью функционирующих органов чувств.
*Электроэнцефалография — безопасный, неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его электрической активности через электроды, размещаемые на коже головы.
Например, слепой от рождения может "видеть" во сне далекую вспышку, а после ощущать жар. Эта модель может быть создана на базе воспоминаний, связанных с прогулкой в летний жаркий день, когда неистово "пекло Солнце".
Ученые подчеркивают, что слово "видеть" в таких исследованиях требует осторожной интерпретации, чтобы не вводить в заблуждение.
Итак, вывод: слепые от рождения люди не видят в своих снах "картинок", но вместо этого испытывают яркие слуховые, тактильные и вкусовые "контролируемые галлюцинации".
В 1960 году швейцарско-американский батискаф "Триест" достиг дна Бездны Челленджера — самой глубокой точки Мирового океана (10 935 ± 6 метров). Там, где давление составляет примерно 1 100 атмосфер, экипаж спустил донный трал, в который попались 90 бокоплавов (амфипод), ставших первым доказательством существования жизни (да еще и многоклеточной!) в Бездне Челленджера.
Выяснилось, что исследователи имеют дело с бокоплавами вида Hirondellea gigas, который был описан еще в 1955 году советскими учеными Бирштейном Яковом Аркадьевичем и Виноградовым Марком Евгеньевичем по образцам с экспедиций судна "Витязь" к Курильско-Камчатской впадине (образцы были получены с глубины около 6 800 метров).
Тогда-то океанологи поняли, насколько же удивительны эти создания.
Гиганты среди своих
Слово "gigas" (гигантский) неслучайно является частью названия. При длине тела около 7,5 сантиметра (у самцов) они втрое крупнее своих прибрежных родственников. Парадокс: на глубине, где дефицит привычной для морских существ пищи, обитают самые крупные представители семейства. Как такое возможно?
Ответ нашли японские ученые. В 2012 году, изучая бокоплавов в Бездне Челленджера с помощью глубоководнойкамеры ASHURA, облаченной в каркас из бальзы (охромы), исследователи увидели, как эти обитатели глубин с жадностью набросились на деревянные элементы. За три часа было съедено около 40% каркаса! Оказалось, что эти амфиподы умеют переваривать древесину.
Штормы и наводнения сносят деревья в океан. Сначала бревна плавают, но постепенно обрастают морскими организмами и начинают тонуть. На критической глубине (1000–1500 метров) давление выдавливает воздух из древесины — и она быстро уходит на дно.
Пока рыбы и крабы дерутся за редкую падаль в верхних слоях, на самое дно оседает то, что никому из них не нужно — древесина. Именно она стала ключевой частью рациона Hirondellea gigas. Их уникальный фермент целлюлаза превращает целлюлозу в глюкозу. И самое интересное, что лучше всего этот фермент работает именно под чудовищным давлением. Эволюция породила идеального обитателя бездны.
Думаете, что эффективное поедание древесины — главная особенность этого чудесного творения природы? Как бы не так!
Броня из алюминия
На глубине в 11 километров давление превращает растворенный углекислый газ в угольную кислоту, а значит панцири из карбоната кальция должны растворяться. Но Hirondellea gigas нашли выход: они выделяют глюконовую кислоту из кишечника, которая вытягивает алюминий из донного ила. Когда алюминий попадает в щелочную морскую воду, он сразу густеет, превращаясь внерастворимый защитный гель, который обволакивает панцирь.
Владыки бездны
Эти существа живут огромными мигрирующими стаями, насчитывающими сотни особей. Самки способны вынашивать до 250 яиц прямо на себе. Продолжительность жизни Hirondellea gigas оценивается в 5-10 лет.
Эти амфиподы — истинные владыки самых темных глубин Мирового океана. Там, где человек может находиться лишь несколько минут и на борту батискафа, они чувствуют себя прекрасно, размножаются и процветают миллионы лет.
В 2025 году китайские ученые полностьюрасшифровали их геном(13,92 гигабазы), который оказался одним из крупнейших среди животных. Это достижение приближает нас к пониманию того, как зародилась и развивалась жизнь на самой прекрасной планете Солнечной системы.
А всё потому, что многие важные и сложные соединения, необходимые для зарождения жизни могут формироваться не на планете, а прямо в космосе... Если раньше уже находили сложные молекулы на основе углерода, вроде бензольных колец. То тут добрались уже до сложных соединений серы, которые просто необходимы для синтеза белков и работы ферментов, а также сера входит в состав аминокислот метионин и цистеин.
Нашли енти молекулы по микроволновому излучению молекулярного облака G+0.693-0.027 в центре нашей галактики на расстоянии всего 27 тысяч световых лет.
Вот так выглядит схематическое изображение "важной" молекулы.
А называется она 2,5-циклогексадиен-1-тион (ненавижу когда химики матюгаются), который является структурным изомером тиофенола (c-C6H 6S).
Причём метод, используемый учёными позволяет идентифицировать молекулы по спектру с высочайшей точностью, как вора по отпечаткам пальцев. Зафиксированный спектр излучения подвергался преобразованиям "chirped-pulse Fourier" (честно говоря я не понял суть метода и не знаю как его перевести на русский, гугло-переводчик и пр несут бред)...
Отсутствие серы в таких сложных молекулах было весьма сложным препятствием, потому как сера, попадающая или уже имеющаяся в наличии на планете обычно сразу вступает в реакцию с сильными окислителями (кислород, фтор, хлор), а оттуда вытащить её в состав к-либо органической молекулы весьма и весьма сложно. Теперь их нашли, что делает сильно снижает возможность зарождения жизни в "планетарной пробирке" по типу наша планета...
Крупнейший спутник Плутона — Харон — имеет средний диаметр около 1 212 километров. Для сравнения: средний диаметр самого Плутона составляет 2 376,6 километра. Снимок был получен 14 июля 2015 года космическим аппаратом NASA "Новые горизонты".
Масса Харона — примерно 12% от массы Плутона (Луна — всего 1,2% от массы Земли). Из-за столь большого отношения массы спутника к карликовой планете (≈0,12) центр масс системы Плутон-Харон находится вне Плутона. В случае с системой Земля-Луна центр масс расположен внутри нашей планеты, на глубине около 1 700 километров от поверхности, что типично для "классической" пары: основное тело и заметно более легкий спутник.
Плутон и Харон в эти рамки не вписываются, поэтому ученые спорят: Харон — просто спутник или же второй полноценный компонент двойной системы карликовых планет.
Ранним утром 18 мая 1979 года посадочный аппарат NASA "Викинг-2", работавший на Марсе с 3 сентября 1976 года, передал на Землю уникальный кадр: равнина Утопия, окутанная сверкающим инеем.
На неровной поверхности, усыпанной камнями разных форм и размеров, временно появился тонкий слой замерзшего углекислого газа (CO2) и водяного инея — почти как утренний иней на Земле. В момент съемки температура в районе посадки составляла около −80 °C.
Этот снимок стал одним из первых прямых доказательств наличия водяного льда на Марсе. Кроме того, в месте посадки "Викинга-2" обнаружили минеральные соли, а в рамках экспериментов зафиксировали необычные химические реакции, которые интерпретировали как возможные намеки на микробную активность — хотя споры об этом идут до сих пор.
Сегодня мы знаем, что на Красной планете водяного льда очень много, включая гигантские подповерхностные залежи. Это делает Марс не только привлекательной астробиологической целью, но и перспективным местом для строительства небольших научных станций — по примеру земных полярных баз. Вода — крайне важный ресурс, необходимый не только для питья, но и для получения кислорода и топлива.
