Goodtech

Метка: Наука и космос

  • Двуликая Луна: темная сторона спутника Земли холоднее внутри, чем светлая

    Двуликая Луна: темная сторона спутника Земли холоднее внутри, чем светлая

    Новое исследование британских и китайских ученых из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Пекинского университета установило, что скрытые недра обратной стороны Луны значительно холоднее тех, что находятся на видимой стороне. 

    В рамках исследования ученые проанализировали образцы лунного грунта, собранные китайской миссией «Чанъэ-6» из большого лунного кратера на обратной стороне. Результаты подтвердили, что возраст образцов составляет около 2,8 млрд лет. Эти породы были образованы из лавы, застывшей глубоко в недрах Луны при температуре около 1 тыс. 100 C°, что примерно на 100 C° ниже образцов, полученных с видимой стороны. 

    «Видимая и обратная стороны Луны сильно различаются как на поверхности, так и, возможно, внутри. Это одна из самых больших загадок Луны. Мы называем ее «двуликой Луной». Гипотеза о резкой разнице температур между ближней и обратной сторонами мантии существует уже давно, но наше исследование предоставляет первые доказательства, полученные с помощью реальных образцов», — подчеркнул соавтор исследования профессор Ян Ли с кафедры наук о Земле в Университетском колледже Лондона, который также работает в Пекинского университета. 

    Обратная сторона Луны имеет более толстую кору, более гористую и покрытую кратерами, а также, вероятно, менее вулканическую, с меньшим количеством темных базальтовых участков, образованных из древней лавы. Исследователи предполагают, что недра на обратной стороне спутника Земли могут быть холоднее из-за меньшего содержания тепловыделяющих элементов, включая уран, торий и калий, которые выделяют тепло в результате радиоактивного распада.

    Результаты предыдущих исследований свидетельствовали, что неравномерное распределение тепловыделяющих элементов могло возникнуть в результате столкновения с астероидом или другим космическим объектом с обратной стороной Луны, вытолкнув более плотные материалы, содержащие больше тепловыделяющих элементов, на ближнюю сторону. Другие теории предполагали, что еще в начале существования Луна могла столкнуться с другим, меньшим по размеру спутником и образцы с ближней и дальней сторон были получены от двух термически разных спутников, или что ближняя сторона могла быть горячей из-за силы притяжения Земли.

    В рамках нового исследования британские и китайские ученые проанализировали 300 г лунного грунта, предоставленного Пекинскому научно-исследовательскому институту геологии урана. По словам первого автора исследования Шен Хэ, образцы, собранные миссией «Чанъэ-6», стали первыми, полученными с обратной стороны Луны. Группа исследовала отдельные участки образца, состоящего преимущественно из зерен базальта, с помощью электронного зонда для определения состава. 

    Исследователи измерили крошечные вариации изотопов свинца с помощью ионного зонда и определили возраст породы — 2,8 млрд лет. Этот метод основан на том, что уран распадается на свинец с постоянной скоростью. Данные были обработаны с помощью метода, усовершенствованного профессором Питером Вермешем из Университетского колледжа Лондона.

    После этого ученые использовали несколько методов для оценки температуры образца на разных этапах его развития, когда он еще находился глубоко в лунных недрах. Сначала был проведен анализ минерального состава и его сравнение с результатами компьютерного моделирования для оценки температуры породы на момент ее образования (кристаллизации). Результаты сравнивались с аналогичными оценками пород, расположенных на видимой стороне Луны с разницей в 100 C°. 

    Далее исследователи глубже изучали геологическую историю образца и определяли его химический состав. Они пытались выяснить, насколько высокой была температура начальной породы, до того как она расплавилась и превратилась в магму, чтобы потом снова застыть и превратиться в породу, собранную «Чанъэ-6». Сравнив полученные результаты с оценками образцов, собранных с ближней стороны спутника во время миссий «Аполлон», ученые снова обнаружили разницу около 100 C°.

    Чтобы оценить температуру исходной породы, использовались спутниковые данные о месте посадки Чанъэ на дальней стороне, которые сравнивались с эквивалентными спутниковыми данными с ближней стороны, и снова была обнаружена разница (на этот раз 70 C°). На Луне уран, торий и калий преимущественно встречаются вместе с фосфором и редкоземельными элементами в материале под названием «KREEP» —абривиатура, включающая калий, редкоземельные элементы и фосфор. 

    Ключевая теория образования Луны предполагает, что она возникла из обломков в результате столкновения Земли с протопланетой размером примерно с Марс. Первоначально наш ключевой спутник состоял из расплавленной лавы или магмы, которая постепенно становилась твердой по мере остывания. Однако элементы «KREEP» были несовместимы с образовавшимися кристаллами и поэтому дольше сохранялись в магме. Ученые ожидали, что вещество KREEP будет равномерно распределено по всей поверхности Луны. Вместо этого, как полагают, оно накапливается в мантии на ближней стороне. Распределение этих элементов может быть причиной более высокой вулканической активности на ближней стороне.

    Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/dvulykaya-luna-temnaya-storona-sputnyka-zemly-holodnee-vnutry-chem-svetlaya/

  • Ученые раскрыли тайну блуждающих огоньков ignis fatuus: пузырьки с микромолниями

    Ученые раскрыли тайну блуждающих огоньков ignis fatuus: пузырьки с микромолниями

    На протяжении веков жуткие истории о блуждающих огоньках на болотах и кладбищах беспокоили людей, способствуя распространению слухов и представлений о том, что они якобы сбивают путешественников с пути и представляют собой нечто сверхъестественное.

    Однако американские химики из Стэнфордского университета считают, что нашли значительно более простое научное объяснение этому явлению. Они утверждают, что блуждающие огоньки на самом деле представляют собой пузырьки с мерцающими крошечными молниями . Исследование было проведено под руководством Юй Ся из Университета Цзянхань и Ричарда Зара из Стэнфорда. 

    Результаты исследования указывают на то, что крошечные электрические заряды (микромолнии) способны зажечь метан в обычных условиях. В легендах блуждающие огоньки часто связывают с болотами, что вполне логично, ведь именно там активно образуется метан. Болота бедны кислородом, поэтому анаэробные микроорганизмы разлагают органику на метан. Кислотная среда замедляет разложение, позволяя накапливаться торфу и удерживать газ. Этот газ на болотах легко воспламеняется, однако его трудно зажечь при низких температурах. Еще в 1776 году Алессандро Вольта предсказал, что молния может быть искрой . Исследователи ныне считают, что он был прав, но в гораздо более скромном и тонком смысле.

    «Это не молния, сияющая с неба, а на самом деле искра, исходящая от капель. С помощью воды я могу высечь искру и поджечь что-то. Это что-то новое», — отмечает Ричард Зар.

    Для проверки этого исследователи построили резервуар с напечатанным на 3D-принтере соплом, через которое впрыскивали в воду микропузырьки метана и воздуха. Пока пузырьки поднимались и сталкивались друг с другом, высокоскоростные камеры фиксировали между ними слабые вспышки света — микромолнии . Фотодиод подтвердил, что вспышки происходили даже при использовании исключительно кислорода. Это позволяет предположить, что искры возникают из-за разницы зарядов на границе раздела газ-жидкость, а не из-за самого метана. 

    Однако при добавлении метана кое-что изменилось. Вспышки стали ярче, вода нагрелась, спектры излучения показали явные признаки возбужденного формальдегида и гидроксильных радикалов — соединений, которые возникают при окислении метана. Изменился даже воздух над резервуаром. Масс-спектрометрия показала снижение содержания метана и кислорода и рост содержания углекислого газа, что соответствует реакциям горения при комнатной температуре. 

    На протяжении веков люди пытались понять значение подобных блуждающих огоньков. Например, в Шотландии их называли «спунки», в Японии — «хитодама», что означало — души умерших. В некоторых частях американского Юга их считали танцующими костями или духами потерянных детей. Путешественники их боялись, поэты романтизировали, а ученые ломали над ними голову. Ранее теории связывали возникновение свечения с фосфином, метаном или статическим разрядом, но ни одна из них не могла полностью объяснить слабое, мерцающее пламя во влажном воздухе. 

    Исследователи осторожно отмечают, что не все блуждающие огни, когда-либо наблюдавшиеся, были вызваны микромолниями. Эти вспышки слабые, редкие и происходят на масштабах меньше толщины человеческого волоса. 

    Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS

    Источник: ZME Science

    https://itc.ua/news/uchenye-raskryly-tajnu-bluzhdayushhyh-ogonkov-ignis-fatuus-puzyrky-s-mykromolnyyamy/

  • С возрастом люди выбирают невежество, даже когда знания полезнее, — исследования

    С возрастом люди выбирают невежество, даже когда знания полезнее, — исследования

    Американские исследователи из Чикагского университета определили точный возраст, в котором люди начинают отдавать предпочтение невежеству , а не точным знаниям.

    Это поведение известно под названием «эффект страуса», хотя сами страусы никогда не прячут голову в песок. Результаты серии экспериментов, которые изучали избегание информации среди 320 американских детей в возрасте от 5 до 10 лет, продемонстрировали, что дети младшего возраста активно искали информацию, тогда как, начиная с 7 лет, они избегали информации, если потенциальные ответы могли вызвать негативные эмоции .

    «Почему дети такие любознательные, а мы, став взрослыми, каким-то образом предпочитаем избегать информации? Что это за переход?» — спрашивает докторша Радхика Сантханагопалан. 

    В первом эксперименте исследователи изучали 5 потенциальных причин, среди которых стремление избежать негативных эмоций, избегание негативной информации относительно нашей собственной привлекательности или компетентности , избегание отрицания наших собственных убеждений, с целью защиты собственных убеждений и из-за стремления действовать в собственных интересах.

    После этого авторы исследования рассматривали различные сценарии, чтобы выяснить, чем было вызвано подобное поведение. Один из тестов предусматривал просьбу к детям вспомнить свои любимые и не очень любимые конфеты, а затем показать им видео о том, почему употребление выбранных ими сладостей вредно для зубов.

    «Мы обнаружили, что когда дети младшего возраста действительно хотели искать информацию, дети старшего возраста начали проявлять тенденцию к избеганию. Например, они не хотели знать, почему их любимые конфеты вредны, но вполне спокойно узнавали, почему конфеты, которые они не любят, вредны», — отмечает Радхика Сантханагопалан. 

    Это создает интересный случай «морального маневра», когда люди предпочитают избегать информации, учитывая собственные интересы, однако делают это так, чтобы не выглядеть эгоистичными в глазах других. Это было продемонстрировано в сценарии, когда детям, работавшим в паре, предлагали два ведра с наклейками — себе и партнеру. В одном ведре было больше наклеек, а другое — было закрытым, и сколько там наклеек — было неизвестно. Перед выбором ведра детей спрашивали, хотят ли они знать, сколько наклеек получит их партнер.

    «Мы хотим действовать в собственных интересах, но при этом очень заботимся о том, чтобы выглядеть справедливыми в глазах других. Свобода действий в моральных вопросах позволяет нам достичь обеих целей», — объясняет Радхика Сантханагопалан.

    Хотя информация о том, сколько наклеек может находиться в закрытом ведре, не влияла на индивидуальные результаты, дети старшего возраста чаще предпочитали не знать, сколько наклеек сможет получить их партнер. Таким образом, они не чувствовали вины, выбирая ведро с неизвестным количеством наклеек для своего партнера. 

    «Эта моральная свобода маневра позволяет им выбирать выгоду, исходя из собственных интересов, сохраняя при этом иллюзию справедливости. Эта завеса невежества позволяет им действовать в собственных интересах», — подчеркивает Радхика Сантханагопалан. 

    Результаты исследования показали, что по мере взросления дети все чаще избегали информации для защиты от негативных эмоций, что было связано со всеми пятью причинами, кроме компетентности. Дети без колебаний узнавали о плохих результатах теста. По мнению исследователей, это может быть связано с тем, что школа способствует личностному росту и позитивным изменениям, поэтому плохой результат — лишь небольшой шаг на пути к хорошему результату. 

    Во взрослом возрасте избегание определенной информации встречается значительно чаще. Исследователи добавляют, что такое избегание может иметь личные и общественные последствия, такие как «углубление политической поляризации или идеологическая жесткость». Исследователей очень волнует вопрос, почему взрослые люди избегают полезной информации, отдавая предпочтение краткосрочному дискомфорту, по сравнению с долгосрочной пользой от знаний. 

    «У людей есть склонность стремиться к решению неопределенности, но когда решение ситуации становится угрожающим, они могут вместо этого переключиться на избегание. Я думаю, что есть что-то особенное в способности терпеть и даже принимать определенный уровень неопределенности. Я думаю, это может помочь не стать жертвой избегания информации», — отмечает Радхика Сантханагопалан

    Результаты исследования опубликованы в журнале Psychological Science

    Источник: New Atlas

    https://itc.ua/news/s-vozrastom-lyudy-vybyrayut-nevezhestvo-dazhe-kogda-znanyya-poleznee-yssledovanyya/

  • Нобелевскую премию по медицине получили ученые из США, Японии и Швеции за прорыв в лечении рака и

    Нобелевскую премию по медицине получили ученые из США, Японии и Швеции за прорыв в лечении рака и

    В этом году трое исследователей стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине.

    Мэри Бранкоу из Института системной биологии в Сиэтле, Фред Рамсделл из компании Sonoma Biotherapeutics в Сан-Франциско и Симон Сакагучи из Осакского университета в Японии были награждены за открытие механизма периферической иммунной толерантности. Их исследование впервые раскрывает возможности контроля за иммунной системой для борьбы с патогенами и избежания аутоиммунных реакций.

    «Их открытия сыграли решающую роль в нашем понимании того, как функционирует иммунная система и почему не у всех нас развиваются серьезные аутоиммунные заболевания», — отметил во время церемонии награждения председатель Нобелевского комитета Олле Кемпе.

    Иммунная система в человеческом организме призвана защищать от большого количества опасных микроорганизмов и вирусов. Нобелевские лауреаты исследовали, как организм использует регуляторные T-клетки для борьбы с патогенами и контроля над иммунной системой.

    Симон Сакагучи сделал первое открытие периферической иммунной толерантности в 1995 году. Тогда большинство исследователей считали, что иммунная система развивает толерантность только в результате процесса, называемого центральной толерантностью, когда вредные клетки иммунной системы уничтожаются в тимусе — специализированном органе в грудной клетке, который производит белые кровяные клетки. 

    Однако Сакагучи продемонстрировал, что иммунная система значительно сложнее, обнаружив регуляторные T-клетки, которые подавляют слишком активные иммунные реакции для защиты организма от аутоиммунных болезней. Эти специализированные T-клетки следят за другими клетками иммунной системы для обеспечения толерантности к естественным тканям организма.

    Через 6 лет Мэри Бранкоу и Фред Рамсделл обнаружили, что некоторые мыши имеют мутацию гена Foxp3, которая делает их особенно уязвимыми к аутоиммунным заболеваниям. Они также обнаружили, что изменения в человеческой версии этого гена ответственны за нарушение регуляции иммунитета, полиэндокринопатию, энтеропатию, сцепленный с Х-хромосомой (IPEX) синдром — аутоиммунное заболевание.

    В 2003 году Симон Сакагучи продемонстрировал, что ген Foxp3 отвечает за управление развитием регуляторных T-клеток. Понимание этих сложных процессов позволило другим специалистам разработать ряд экспериментальных курсов лечения против таких болезней как глиобластома мозга или красная волчанка.

    В частности, благодаря иммунной терапии организм получает возможность лучше распознавать раковые клетки . Во время лечения аутоиммунных заболеваний также появился шанс устранять причины в виде дефектов, из-за которых иммунная система атакует клетки собственного организма.

    В 2024 году Нобелевскую премию по медицине присудили за открытие микроРНК. Лауреатами стали Виктор Амброс и Гэри Равкин. МикроРНК — новый класс крошечных молекул РНК, которые имеют ключевое значение в регуляции генов.

    В 2023 году Нобелевскую премию получили Каталин Карико и Дрю Вайсман за разработку мРНК-вакцин от COVID-19.

    7 октября также должно состояться объявление лауреатов Нобелевской премии по физике.

    Источник: LiveScience

    https://itc.ua/news/nobelevskuyu-premyyu-po-medytsyne-poluchyly-uchenye-yz-ssha-yaponyy-y-shvetsyy-za-proryv-v-lechenyy-raka-y-autoymmunnyh-boleznej/

  • Квантовая энергетика способна обойти цикл Карно по эффективности, — исследование

    Квантовая энергетика способна обойти цикл Карно по эффективности, — исследование

    Японские исследователи из Токийского института нашли способ преодолеть традиционные термодинамические ограничения, такие как КПД Карно, используя не термализированные квантовые состояния .

    В своей работе ученые предлагают использовать нетермическую жидкость Томонаги-Латтинжератеоретическая модель, описывающая взаимодействие электронов (или других фермионов) в одномерном проводнике (например, квантовых проводах, таких как углеродные нанотрубки) для преобразования отводимого тепла в электрическую энергию с большей эффективностью по сравнению с традиционными системами. 

    Современные технологии сбора энергии представляют собой устройства, собирающие энергию из окружающей среды, повышая эффективность современной электроники и промышленных процессов. Отходящее тепло непрерывно генерируется компьютерами, смартфонами, промышленным оборудованием, мощными энергетическими системами. Сбор этой энергии позволяет использовать тепло вместо того, чтобы оно было потеряно, и превращать в электричество.

    Традиционные системы сбора энергии ограничены фундаментальными принципами термодинамики. Системы, работающие в состоянии теплового равновесия, имеют строгие ограничения на количество тепла, которое можно превратить в электроэнергию. Отношение между произведенной энергией и полученным отводимым теплом определяется коэффициентом Карно. Дополнительные ограничения, в частности, КПД Керзона-Альборна — (КПД при максимальной выходной мощности), еще больше ограничивают количество энергии, которое можно получить из отводимого тепла.

    Исследователи под руководством профессора Тосимаси Фудзисавы с кафедры физики Токийского научного института заявляют, что нашли способ обойти эти ограничения. Вместо традиционных тепловых состояний ученые использовали свойства нетепловой жидкости Томонаги-Латтинжера. Эта особая одномерная электронная система вследствие уникальных квантовых свойств не стремится к тепловому равновесию. Это означает, что при подаче тепла система сохраняет нетепловое, высокоэнергетическое состояние, а не распределяет энергию равномерно, как в традиционных тепловых циклах. 

    Для демонстрации потенциала концепции исследователи провели эксперимент. Они инжектировали тепло, отводимое от квантового точечного резистора — устройства, управляющего потоком электронов, в термоэлектрическую жидкость. Это тепло переносилось на несколько микрометров в тепловой двигатель на квантовых точках — микроскопическое устройство, преобразующее тепло в электричество с помощью квантовых эффектов. 

    Ученые убедились, что нетрадиционный источник тепла производил значительно более высокое электрическое напряжение и достигал большей эффективности преобразования.

    «Эти результаты побуждают нас использовать термоэлектрические жидкости как нетепловой источник энергии для новых систем сбора энергии», — отмечает Тосимаса Фудзисава. 

    Исследователи разработали модель, основанную на бинарной функции распределения Ферми для нетепловых электронных состояний и использовали ее в предложенной системе. Ученые продемонстрировали, что их метод превосходит не только КПД Карно, но и КПД Керзона-Альборна. 

    «Наши результаты показывают, что тепло от квантовых компьютеров и электронных устройств можно превратить в полезную энергию с помощью высокопроизводительного сбора энергии», — подчеркивает Тосимаса Фудзисава. 

    Стоит отметить, что КПД Карно представляет собой максимально возможный КПД для любой тепловой системы, работающей в условиях постоянной температуры нагревателя T1 и охладителя T2. Поскольку идеальные процессы могут осуществляться лишь с очень малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может равняться нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности. КПД любой тепловой машины не может превосходить КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно с теми же температурами нагревателя и охладителя. 

    Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/kvantovaya-energetyka-sposobna-obojty-tsykl-karno-po-effektyvnosty-yssledovanye/

  • Нобелевская премия за квантовое туннелирование: физики из США впервые продемонстрировали эффект

    Нобелевская премия за квантовое туннелирование: физики из США впервые продемонстрировали эффект

    Нобелевская премия по физике в этом году присуждена исследователям Джону Кларку, Мишелю Девору и Джону Мартинису за открытие эффектов макроскопического квантово-механического туннелирования и квантование энергии в электрической цепи. 

    Кларк, Девор и Мартинис проводили эксперименты с электрическим контуром, демонстрируя значительные эффекты квантово-механического туннелирования и достаточно большие квантованные уровни энергии. Квантовая физика позволяет частицам проходить через барьеры в процессе, называемом туннелированием, тогда как классическая физика предполагает, что такие барьеры непреодолимы для частиц.

    Когда в процессе участвует большое количество частиц, квантово-механические эффекты преимущественно становятся незначительными. Однако нынешние нобелевские лауреаты по физике экспериментально показали, что квантово-механические свойства не теряются в макроскопическом масштабе.

    В 1984-1985 годах Кларк, Девор и Мартинис провели серию экспериментов, используя электронную схему из сверхпроводников с эффектом Джозефсона — тонким изоляционным слоем между двумя сверхпроводниками. Это позволило контролировать взаимодействие волновых функций двух сверхпроводников. Совершенствуя и измеряя все свойства этой схемы, ученые контролировали и исследовали явления, которые возникали во время прохождения тока. Заряженные частицы, которые двигались через сверхпроводник, образовывали состояние как бы одной частицы, которая заполняла всю схему.

    Система сохранялась в этом состоянии, позволяя току протекать без напряжения. При этом исследователи фиксировали эффекты квантового туннелирования, что создавало кратковременное напряжение. Результаты экспериментов продемонстрировали квантовую природу в макромасштабе. Когда на цепь подавались волны различной частоты, некоторые из них провоцировали переход системы к более высоким энергетическим уровням.

    Это стало первой демонстрацией квантования в достаточно большой энергетической системе, которую можно было бы подержать в руках. Эксперимент Кларка, Деворе и Мартиниса подтвердил, что квантовые эффекты не исчезают на больших масштабах, если частицы находятся в едином квантовом состоянии. Исследования ученых значительно подтолкнули развитие квантовой криптографии, квантовых компьютеров и датчиков.

    Напомним, что в 2024 году Нобелевскую премию получили Джон Хопфилд и Джеффри Гинтон за разработку методов, которые легли в основу современного машинного обучения.

    В 2023 году Нобелевскими лауреатами стали Пьер Агостини, Ференц Крауш и Анн Л’Юлье за обнаружение нового эффекта от взаимодействия лазерного света с атомами в газе, который можно использовать для создания более коротких импульсов света, которые измеряются в аттосекундах.

    Источник: Комитет Нобелевской премии

    https://itc.ua/news/nobelevskaya-premyya-za-kvantovoe-tunnelyrovanye-fyzyky-yz-ssha-vpervye-prodemonstryrovaly-effekt/

  • Меньше чем "золотой миллиард": только 1% людей в мире имеют здоровую диету

    Меньше чем "золотой миллиард": только 1% людей в мире имеют здоровую диету

    В отчете EAT-Lancet Commission 2025 отмечается, что менее 1% людей на планете придерживаются принципов здорового питания, не нанося при этом вреда собственному здоровью и окружающей среде.

    Среди авторов отчета, анализирующего влияние глобальной системы продовольствия на окружающую среду и здоровье людей, диетологи, климатологи, экономисты, врачи и аграрии из 35 стран. По результатам исследования специалисты пришли к выводу, что современная система производства пищевых продуктов угрожает климату, провоцирует загрязнение почвы, воды, воздуха и нарушает круговорот азота и фосфора.

    Исследователи утверждают, что масштабный переход к системе здорового питания позволил бы ежегодно избегать 15 млн преждевременных смертей и уменьшить объемы выбросов парниковых газов на 20%. Изменение пищевых предпочтений также позволило бы восстановить экосистемы и сделало бы глобальную продовольственную систему более устойчивой.

    «Если бы все люди питались здоровой пищей, мы смогли бы прокормить 10 млрд человек к 2050 году, используя на 7% меньше земли, чем сегодня. Этот отчет — не о запретах, а о возможностях. Он показывает, что изменив то, что мы едим, мы можем одновременно улучшить здоровье людей и восстановить планету. Это повод не для тревоги, а для действия — и для празднования», — утверждает главный научный сотрудник EAT Фабрис ДеКлерк. 

    Он добавил, что человечество до этого никогда не имело возможности кормить больше людей , используя меньшее количество ресурсов. В отчете подчеркивается, что сейчас 6,9 млрд людей на планете потребляют чрезмерное количество пищи, преимущественно мяса, молочных продуктов, сахара и ультраобработанных товаров. В то же время 3,7 млрд жителей имеют ограниченный доступ к здоровому питанию.

    Авторы отчета рекомендуют поддерживать так называемую Планетарную диету здоровья (Planetary Health Diet, PHD), которая включает овощи, фрукты, бобовые, орехи, цельнозерновые злаки. При этом мясо, рыба и молочные продукты считаются необязательными. В отношении них созданы четкие верхние пределы потребления.

    PHD предполагает, что в течение недели вполне достаточно 200 г говядины. Как отмечает Фабрис ДеКлерк, эта диета довольно гибкая и адаптирована к культурным и этническим особенностям. По его словам, в большинстве случаев традиционные кухни разных стран лучше отражают принципы здорового питания. 

    ДеКлерк также добавил, что тот 1% людей, которые придерживаются указанных принципов, живут в развитых странах с достойным заработком и доступом к здоровым продуктам. Исследователь подчеркнул, что среди наиболее ярких примеров, страны Средиземноморья и Юго-Восточной Азии. 

    Соавтор отчета, директор Потсдамского института исследования влияния климата Иоганн Рокстрем также подтвердил, что реформирование глобальной продовольственной системы необходимо для дальнейшей безопасности и здоровья людей и экосистем в будущем. По подсчетам авторов отчета, сейчас 30% самых богатых представителей человечества на планете оказывают более 70% негативного влияния на экологию в связи с пищевыми предпочтениями.

    Исследователи призывают руководство стран к немедленным действиям. Они предлагают реформирование продовольственной системы, советуют поддерживать доступ к здоровым продуктам и переход к устойчивым продовольственным практикам.

    Источник: Science Focus

    https://itc.ua/news/menshe-chem-zolotoj-myllyard-tolko-1-lyudej-v-myre-ymeyut-zdorovuyu-dyetu/

  • Ученые вылечили Альцгеймера у мышей единственным уколом

    Ученые вылечили Альцгеймера у мышей единственным уколом

    В течение десятков лет ученые разными способами пытались обуздать болезнь Альцгеймера, считавшуюся неизлечимой. Новый прорыв наконец позволил избавиться от этого возрастного заболевания в результате буквально одной инъекции.

    Большинство имеющихся препаратов влияет непосредственно на бета-амилоидные белки, которые накапливаются в мозге. Однако такой подход демонстрирует довольно ограниченные результаты. Вместо этого международная группа исследователей решила перезагрузить систему самоочищения в мозгу .

    Ученые использовали наночастицы для восстановления функции гематоэнцефалического барьера, получив удивительные результаты. Буквально за 2 часа удалось очистить мозг мышей с прогрессирующей болезнью Альцгеймера от почти половины амелоидных бляшек. 

    При этом восстановление когнитивных функций сохранялось. У больных мышей восстановилась память и способность к обучению на уровне со здоровыми особями. Улучшенные показатели сохранялись минимум полгода после однократного лечения.

    Поскольку мозг чрезвычайно чувствительный орган, он требует серьезной защиты от токсинов и патогенов. Гематоэнцефалический барьер проверяет каждую молекулу и пропускает только питательные вещества. Кроме этого этот барьер также осуществляет «уборку», избавляясь от бета-амилоидных белков. Однако в случае болезни Альцгеймера эта система выходит из строя.

    Бета-амилоидные белки накапливаются и приводят к разрушению мозговых тканей, вызывая воспаление и нарушая связь между нейронами. В конце концов, это заканчивается тем, что клетки мозга начинают умирать. 

    В течение многих лет ученые рассматривали нарушения работы гематоэнцефалического барьера как признак поздней стадии развития болезни Альцгеймера. Однако появляется все больше данных о том, что такое представление ошибочно. Нарушение работы этого барьера может происходить одним из первых во время болезни Альцгеймера, что запускает дальнейшие катастрофические последствия. 

    «Большинство современных методов лечения болезни Альцгеймера направлены на удаление бета-амилоида или защиту нейронов после того, как повреждение уже произошло. Но на данный момент защитный барьер мозга уже разрушается; он больше не может должным образом доставлять питательные вещества и выводить отходы. Мы стремимся восстановить этот барьер, поскольку он является основой проблемы. Здоровый гематоэнцефалический барьер поддерживает клетки мозга, регулирует воспаление и поддерживает среду, необходимую нейронам для функционирования. Восстанавливая сосудистую сеть, мы помогаем мозгу восстановить естественный баланс, делая любую другую терапию более эффективной и длительной», — объясняет автор исследования Джузеппе Батталья. 

    Восстановление гематоэнцефалического барьера непростая задача. В мозге содержится около миллиарда капилляров, образуя сложную систему с высоким уровнем безопасности. Ключевую роль в этой системе играет белок LRP1, который чистит мозг от токсичных бета-амилоидных белков. У людей с болезнью Альцгеймера выработка этого белка резко снижается, а оставшиеся LRP1 разрушаются под воздействием бета-амилоидных белков. 

    Для решения этой проблемы Джузеппе Батталья и его коллеги создали интеллектуальную систему доставки — крошечную синтетическую сферу, которая называется полимерсомой. Эта частица представляет собой большое количество различных компонентов, работающих вместе. 

    «Вместо того, чтобы использовать одну активную молекулу, как в традиционных препаратах, наши наночастицы состоят из множества небольших компонентов, которые собираются подобно строительным блокам. Эти компоненты работают совместно, не только доставляя лекарство, но и эффективно взаимодействуя с гематоэнцефалическим барьером. Именно поэтому мы называем их «супрамолекулярными препаратами»: они действуют через структуру и взаимодействие, помогая собственным клеткам мозга перезапустить процессы, прекратившиеся при болезни Альцгеймера», — рассказывает Батталья. 

    Исследователи покрыли поверхность полимерсомы специальным пептидом, который связывается с белками LRP1 вследствие мультивалентности. Недостаточное количество этого пептида делало синтетическую частицу неэффективной, а чрезмерное — похожей на бета-амилоидные белки, связывая слишком сильно. В итоге ученые добавили 40 пептидов на частицу, а после протестировали на мышах с болезнью Альцгеймера. 

    В исследовании участвовали мыши возрастом около года, генетически модифицированные для развития агрессивной формы, схожей с болезнью Альцгеймера. Мыши были старыми, а их мозг был покрыт бета-амилоидными белками, вызывая значительные когнитивные нарушения. Буквально через 2 часа после единственного укола концентрация бета-амилоидов в мозге мышей снизилась почти на 45%. 

    Концентрация бета-амилоидов снижалась не только в мозге, но и в плазме крови. Это свидетельствовало о том, что токсичные белки из мозга попадали в организм для утилизации. Количество бета-амилоида, выведенного из мозга, практически полностью соответствовало его избытку в крови. Результаты сохранялись через 6 месяцев после инъекции. 

    «Результаты оказались на удивление устойчивыми. Быстрое снижение уровня амилоида показывает, что после восстановления транспортной системы барьера мозг может эффективно выводить самостоятельно вредные белки. Даже спустя месяцы мы наблюдаем улучшение памяти и функций мозга у животных, прошедших лечение. Это говорит о том, что реактивация естественных механизмов восстановления мозга может иметь долгосрочные преимущества, а не только временные», — отмечает Батталья. 

    Следующими шагами исследователей будет подтверждение безопасности их метода и воспроизводимость на больших по размерам животных, проведение подробных токсикологических исследований в соответствии с нормативными стандартами. Только после этого можно будет переходить к ранним клиническим испытаниям Цель — перенести этот подход из лаборатории на пациентов, предложив новый способ лечения болезни Альцгеймера, восстанавливая собственные защитные и восстановительные системы мозга

    Результаты исследования опубликованы в журнале Nature

    Источник: ZME Science

    https://itc.ua/news/uchenye-vylechyly-altsgejmera-u-myshej-edynstvennym-ukolom/

  • Глобальное потепление может вызвать ледниковый период: виноваты люди и водоросли

    Глобальное потепление может вызвать ледниковый период: виноваты люди и водоросли

    Результаты исследования ученых Доминика Хюльса и Энди Риджвелла указывают, что дальнейший рост выбросов CO₂ и глобальное потепление могут спровоцировать новый ледниковый период

    Долгое время ученые считали, что постепенное разрушение силикатных пород играет ключевую роль в регулировании климата на планете. Дождь поглощает CO₂ из воздуха и выпадает на поверхности горных пород, способствуя медленному растворению минералов. В результате химических реакций углерод и кальций попадают в океаны , где их как строительные материалы используют кораллы. В течение миллионов лет углерод и кальций накапливаются на морском дне и не попадают обратно наружу. 

    «Когда планета нагревается, горные породы выветриваются быстрее и поглощают больше CO₂, что позволяет Земле снова остыть», — объясняет Доминик Хюльс. 

    На протяжении всей истории климат на планете менялся и в определенные периоды Земля была покрыта снегом и льдом. Исследователи отмечают, что эти экстремальные периоды похолодания нельзя объяснить только выветриванием горных пород, должны быть и другие факторы. 

    Скорее всего, одним из ключевых факторов является механизм хранения CO₂ на океаническом дне. По мере роста углекислого газа в атмосфере и потепления планеты в океаны поступает все больше питательных веществ, особенно фосфора. Эти питательные вещества стимулируют рост водорослей, которые поглощают углерод в результате фотосинтеза. Умирая, эти водоросли опускаются на морское дно вместе с поглощенным CO₂. 

    Однако рост глобальной температуры и активное увеличение водорослей ведут к потере кислорода в океане. Это приводит к переработке фосфора вместо его долгосрочного хранения в отложениях. Возникает обратная связь: большое количество питательных веществ увеличивает концентрацию водорослей, которые разлагаясь поглощают еще больше кислорода. Это приводит к образованию еще большего количества питательных веществ. В то же время большое количество углерода захоронено в отложениях, что приводит к охлаждению Земли. 

    В течение нескольких лет Доминик Хюльс и Энди Риджвелл совершенствовали собственную компьютерную модель планетарной системы, включая в нее все больше и больше процессов. Исследование показывает, что более низкие концентрации кислорода в атмосфере, которые наблюдались в геологическом прошлом, могли спровоцировать сильную обратную связь с питательными веществами и вызвать экстремальные ледниковые периоды на ранней стадии истории Земли.

    «Эта более полная модель земной системы не всегда постепенно стабилизирует климат после фазы потепления, скорее, она может компенсировать его и охладить Землю до температуры значительно ниже начальной — однако этот процесс может занять сотни тысяч лет. В компьютерной модели исследования это может спровоцировать ледниковый период. Используя только силикатное выветривание, мы не смогли смоделировать такие экстремальные значения», — отмечает Доминик Хюльс. 

    Поскольку сейчас в результате деятельности человечества выбросы CO₂ продолжают расти, планета будет нагреваться все сильнее. Согласно модели, построенной исследователями, это может привести к резкому похолоданию. Ученые прогнозируют, что оно будет мягче, поскольку сейчас атмосфера содержит больше кислорода , чем в далеком прошлом. 

    «В конце концов, имеет ли вообще какое-то значение, начнется ли следующий ледниковый период через 50, 100 или 200 тыс. лет? Нам нужно сейчас сосредоточиться на ограничении продолжающегося потепления. Естественное охлаждение Земли не произойдет достаточно быстро, чтобы помочь», — замечает Энди Риджвелл. 

    Далее исследователи хотят использовать собственную модель, чтобы понять, каким образом планете удавалось быстро восстанавливаться после предыдущих значительных климатических потрясений и как взаимодействие с морскими отложениями способствовало этому.

    Результаты исследования опубликованы в журнале Science

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/globalnoe-poteplenye-mozhet-vyzvat-lednykovyj-peryod-vynovaty-lyudy-y-vodorosly/

  • Темной материи и энергии не существует, Вселенная просто стареет, — теория

    Темной материи и энергии не существует, Вселенная просто стареет, — теория

    Новое исследование американских и канадских ученых утверждает, что темной энергии и темной материи, которые так долго пытаются обнаружить ученые, на самом деле может не существовать.

    Уже длительное время научное сообщество склоняется к тому, что темная материя и темная энергия составляют большую часть Вселенной . Однако новое исследование под руководством профессора кафедры физики Оттавского университета Раджендри Гупты ставит под сомнение устоявшиеся взгляды. 

    Исследователи предполагают, что то, что считается темной материей и темной энергией может быть результатом постепенного ослабления фундаментальных сил Вселенной по мере старения. Ученые утверждают, что если ключевые фундаментальные силы, такие как гравитация, медленно меняются во времени и пространстве, они могут объяснить загадочное поведение, которое наблюдают астрофизики, например, вращение и эволюцию галактик, а также расширение Вселенной. 

    «Силы Вселенной на самом деле в среднем ослабевают по мере ее расширения. Это ослабление производит впечатление, будто существует некий таинственный толчок, который ускоряет расширение Вселенной (определяемый как темная энергия). Однако в масштабах галактик и скоплений галактик изменение этих сил в гравитационно связанном пространстве приводит к появлению дополнительной гравитации (считающейся обусловленной темной материей). Но это может быть лишь иллюзией, возникающей из-за эволюции констант, определяющих интенсивность этих взаимодействий», — объясняет Раджендра Гупта. 

    По его словам, темная материя и темная энергия требуют объяснений двух совершенно разных явлений.

    «Первое — в космологическом масштабе, то есть в масштабе более 600 млн световых лет, если предположить, что Вселенная однородна и одинакова во всех направлениях. Второе — в астрофизическом масштабе, то есть в меньших масштабах Вселенная очень неоднородна и зависит от направления. В стандартной модели эти два сценария требуют разных уравнений для объяснения наблюдений с использованием темной материи и темной энергии. Наш сценарий — единственный, который объясняет их одним и тем же уравнением, без необходимости в темной материи или темной энергии. Что действительно интересно, так это то, что этот новый подход позволяет нам объяснить то, что мы видим на небе: вращение галактик, их скопления и даже то, как свет преломляется вокруг массивных объектов, — без необходимости предполагать, что где-то там что-то скрывается. Все это лишь результат изменения констант природы по мере того, как Вселенная стареет и становится неоднородной», — утверждает Гупта. 

    В прошлом году в рамках собственного исследования космологических масштабов Раджендра Гупта поставил под сомнение существование темной материи. Он оспорил имеющиеся теоретические модели кривых вращения галактик. 

    В новой модели параметр, который часто обозначается как α, возникает из-за эволюции констант взаимодействий. Фактически α ведет себя как дополнительная переменная в уравнениях гравитации, создавая эффекты, подобные тем, которые ученые приписывают темной энергии и темной материи.

    В космологических масштабах α считается константой, определяясь в результате сравнения спектральных данных от сверхновых. Однако в масштабах галактик, поскольку распределение обычной материи неоднородно, α также меняется, приводя к тому, что дополнительный гравитационный эффект зависит от местоположения этой материи.

    Новая теория предполагает, что в областях с большим количеством обычной материи дополнительный гравитационный эффект должен быть меньше, а там где имеющаяся плотность материи меньше, он должен быть больше. Таким образом вместо добавления гало темной материи вокруг галактик, в новой модели дополнительное гравитационное притяжение создается α. Этот параметр воспроизводит наблюдаемые «плоские кривые вращения» (звезды, движущиеся быстрее, чем ожидалось, во внешних частях галактик). 

    «Годами мы пытаемся объяснить, как галактики в ранней Вселенной образовались так быстро и стали такими массивными. С нашей моделью не нужно предполагать существование каких-либо экзотических частиц или нарушать законы физики. Временная шкала Вселенной просто растягивается, почти удваивая ее возраст и освобождая место для всего, что мы наблюдаем. Иногда самое простое объяснение — самое лучшее. Возможно, величайшие тайны Вселенной — это лишь хитрости, образованные эволюционными константами природы«, — подчеркивает Раджендра Гупта.

    Фактически, растянутая временная шкала формирования звезд и галактик значительно облегчает объяснение того, как такие большие и сложные структуры (галактики, черные дыры) могли появиться настолько рано во Вселенной. Эта теория может полностью изменить наше представление о Вселенной. Она даже намекает, что поиск частиц темной материи, на который ученые потратили годы и миллиарды долларов, может оказаться ненужным. Даже если эти экзотические частицы будут обнаружены экспериментально, их масса должна быть примерно в шесть раз больше массы стандартной материи.

    Результаты исследования опубликованы в журнале Galaxies

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/temnoj-materyy-y-energyy-ne-sushhestvuet-vselennaya-prosto-stareet-teoryya/