Текст уведомления здесь

Конопля заставит гравитационные волны рассказать о «кротовых норах»

Ученые смогут получить информацию не только о слиянии необычных объектов, но и об экзотических связях между ними.
Добавить в закладки
Комментарии

Физик Роман Конопля из РУДН предложил способ расчета формы и параметров «кротовых нор», предположительно соединяющих между собой отдаленные области пространства. Его метод основан на наблюдаемых параметрах их «порталов» — характеристиках гравитационных волн, исходящих от черных дыр на входах в «кротовые норы». Соответствующая статья опубликована в Physics Letters B.

В настоящее время так называемые кротовые норы — своего рода туннели, идущие от черной дыры к удаленной от нее области Вселенной, — остаются гипотетическими объектами. Сам факт их существования, и тем более параметры, неясны, и до сих пор было не вполне очевидно, как их вообще можно выяснить. Даже параметры входов в «норы» — самих черных дыр — до сих пор вычисляют по косвенным признакам. Теоретики уже пытались как-то рассчитать взаимодействие черных дыр с «кротовыми норами». Для этого они брали модель обоих объектов, а затем вычисляли отдельные параметры — например, длину гравиволн, которые «кротовая нора» может излучать в ходе своего взаимодействия с массивными объектами.

Автор новой работы применил обратный подход. Он попытался понять, какие диапазоны длин волн могут исходить из окрестностей черных дыр, а потом сопоставлял их с параметрами моделей черных дыр и прилегающих к ним «нор». Для этого он взял математическую модель сферической симметричной «кротовой норы» Морриса — Торна. Она описывает «нору», соединяющую две черные дыры, расположенные в разных регионах Вселенной, и при этом позволяет «перемещать» физические объекты по тоннелю от одной черной дыры к другой (ряд других моделей этого не позволяют). Затем физик применил модель для получения описания параметров входа и выхода из «кротовой норы». После этого он попытался рассчитать, гравитационные волны какой длины в принципе могут порождать смоделированные им «кротовые норы».

На втором этапе исследования Конопля разработал систему уравнений, посредством которой можно вычислить особенности геометрической формы «кротовых нор» в зависимости от отклонений длины рассчитанных с помощью модели гравиволн от их эмпирических значений (последние предполагается получить в будущих наблюдениях). Таким образом, новый подход, по сути, впервые позволяет выяснить форму «кротовой норы» — объекта, который практически невозможно изучать традиционными для негравитационной астрономии методами.

Следует отметить, что длина гравиволн, которые могут исходить из районов черных дыр, соединенных тоннелем с другими черными дырами, в теории должна заметно отличаться от тех особо длинных гравитационных волн, что уже удалось зарегистрировать на детекторе LIGO (в 2016 году его разработчикам была присуждена Нобелевская премия по физике).

Гравиволны, засеченные LIGO, возникали при слиянии пары черных дыр или нейтронных звезд — сверхмассивных объектов. Вероятно, для регистрации гравитационных волн, несущих информацию о «кротовых норах», нужны принципиально иные детекторы. Тем не менее это не умаляет результатов новой теоретической работы: перед нами, по сути, первый предложенный за всю историю науки способ изучения столь экзотических объектов, как «кротовые норы», средствами наблюдательной астрономии.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Древние мигранты с Ближнего Востока заселили Европу своими собаками

Это показала митохондриальная ДНК одомашненных потомков волков.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Зоологического института РАН и различных исследовательских учреждений Великобритании, Швеции, Франции, Румынии и других стран определили, каких собак разводили неолитические выходцы с Ближнего Востока, попав в Европу. Оказалось, что при миграции они брали собак с собой, так что после колонизации этого континента земледельцами из Плодородного полумесяца и близлежащих территорий генофонд европейских собак заметно поменялся. Научная статья по итогам исследования опубликована в журнале Biology Letters.

Авторы статьи исследовали ДНК из митохондрий 99 образцов останков собак из 37 точек раскопок со всей Евразии (хотя большая их часть была обнаружена в Европе). Возраст находок, чей митохондриальный геном секвенировали, составлял от 3 (Бронзовый век в Европе) до 15 тысяч лет (поздний палеолит). Неолитическое расселение жителей Ближнего Востока происходило 10−9 тысяч лет назад. Ученые определяли митохондриальные гаплогруппы животных — группы особей, в пределах каждой из которых набор генов в митохондриях имеет практически одинаковый состав.

Выяснилось, что до неолита европейские собаки в основном принадлежали к гаплогруппе С. В это же время ближневосточные животные чаще всего имели митохондриальную ДНК гаплогруппы D. В находках собак в Европе возрастом менее 10 тысяч лет также обнаруживаются особи, принадлежащие к гаплогруппе D, притом среди останков одного и того же возраста собак митохондриальной гаплогруппы D больше в Южной Европе, чем в Центральной, и тем более в Западной и Северной.

Такие результаты хорошо согласуются с гипотезой, что выходцы с Ближнего Востока при расселении по Европе брали собак с собой. Логично, что сначала эти люди и их питомцы прошли через юго-восток Европейского континента, а его западной и северной оконечностей достигли существенно позже. Вероятность того, что собаки митохондриальной гаплогруппы D попали в Европу без участия человека, мала: слишком быстро росла доля таких животных в неолите и после него. Чтобы достичь такой же доли животных гаплогруппы D только за счет дрейфа генов, потребовалось бы смена около 700 поколений собак, то есть примерно 2800 лет. [ ... ]

Читать полностью

Биологи пощипали крыс за хвост, чтобы сравнить спирт с дофамином

Оказалось, что оба вещества являются неплохими обезболивающими.
Добавить в закладки
Комментарии

Сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Уэйк Форест измерили, как меняется концентрация дофамина в прилежащем ядре у крыс, когда их щиплют за хвост. Они выяснили, что дофамин особенно активно выделяется в этом участке головного мозга, если несколько болевых стимулов идут друг за другом. Научная статья опубликована в журнале ACS Chemical Neuroscience.

Нейромедиатор дофамин играет важную роль в распознавании разнообразных наград. Он выделяется в среднем мозге (в частности, в прилежащем ядре), когда организм получает нечто приятное. Этот аспект его действия изучен весьма подробно. Однако про то, какую роль дофамин играет в восприятии негативных стимулов, известно значительно меньше. Существуют данные, что прилежащее ядро выбрасывает этот нейромедиатор, если животному причинить боль — например, ущипнуть крысу за хвост. Но каков биологический смысл этого явления, ясно не было.

Поэтому авторы статьи определили, как меняется интенсивность выделения дофамина клетками прилежащего ядра в ответ на слабые и болезненные прикосновения к хвосту крысы, произведенные с разной силой и частотой. В одном случае крысу один раз больно щипали за хвост, в другом — только трогали его (это не должно было вызывать боли), в третьем — сначала трогали, потом щипали. Воздействие могли повторить несколько раз в течение трех минут. Но на всем протяжении эксперимента животные находились под общим наркозом. Это было сделано затем, чтобы при проведении эксперимента третьего типа животное не ассоциировало слабое прикосновение с последующим болезненным. Кроме того, в ряде случаев непосредственно перед щипками крысам вводили этиловый спирт в дозе, которая должна вызывать обезболивание.

Измерения концентрации дофамина в прилежащем ядре во время таких воздействий на хвост крысы показали, что заметные количества дофамина выделяются в ответ на болевые стимулы, несмотря на то что животное их, по сути, не чувствует. Если ущипнуть животное за хвост несколько раз, дофамина в прилежащем ядре образуется больше. Но его количество невелико, если предварительно ввести дозу этанола, достаточную для анестезии. [ ... ]

Читать полностью

Стартап из ИТМО создал умный стетоскоп для всех

Машинное обучение поможет обычным людям следить за здоровьем легких.
Добавить в закладки
Комментарии

Стартап Laeneco из Университета ИТМО создал умный стетоскоп с функцией диагностики дыхания. С помощью него и специального приложения для смартфона, использующего встроенные алгоритмы машинного обучения, можно обнаружить наличие патологий в легких и выявить различные заболевания уже на ранней стадии.

Гаджет предназначен для регулярного использования обычными людьми. Пользователь с помощью электронного стетоскопа делает запись своего дыхания, после чего приложение проводит анализ звуков и сообщает о вероятности наличия патологий (точность, по результатам исследований, составляет 99 процентов). Особенность сервиса заключается в том, что он анализирует не сами звуковые дорожки, а спектрограммы, то есть графические отображения физических характеристик звуков. Спектрограмма дыхания обрабатывается сверточной нейронной сетью. Такие сети используют также в компьютерном зрении, распознавании образов, речи и даже в анализе смысла текстов.

Девайс подходит для анализа дыхания детей от трех лет и взрослых. В настоящий момент (до прохождения официальной медицинской сертификации) Laeneco представляет собой рекомендательный сервис, который подходит для доврачебной диагностики и отслеживания динамики развития заболевания.

Дополнительная опция Laeneco — передача и хранение данных для их дальнейшей обработки врачом. Получив звук легких в высоком качестве, специалист будет иметь возможность предоставить консультацию и назначить лечение сразу же, удаленно, либо позднее посмотреть, как в динамике развивалось заболевание. Планируется, что в перспективе система сможет идентифицировать отклонения от нормы даже качественнее, чем это делает врач, за счет работы девайса в широком диапазоне частот. [ ... ]

Читать полностью