Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #74

• Математики вычислили 62,8 триллиона знаков числа π.
• "Спектр-РГ" увидел 13 событий разрыва звезд черными дырами.
• Метаболизм человека остается стабильным большую часть жизни.
• Почему нужно мыть руки не менее 20 секунд.
• Создано самое прочное в мире стекло.
• Июль 2021 года стал самым горячим месяцем за всю историю наблюдений для всего мира.

Новости одной строкой

• Исследование показало, что регулярные физические упражнения способны снизить риск смерти от естественных причин, даже в случае жителей городов с загрязненным воздухом.
• Проверьте, как изменится климат в вашем регионе с помощью интерактивного атласа МГЭИК (советы тут).
• Орангутанги, живущие в зоопарках, могут использовать молоток для раскалывания орехов, не обучаясь этому навыку и не видя его прежде.
• Камеры в метро Москвы помогли найти 186 преступников за июль. Технология "Сферы" позволяет превращать изображения лиц пассажиров в уникальный биометрический ключ.

Научная среда

Математики вычислили 62,8 триллиона знаков числа π

Швейцарские математики определили 62,8 триллиона знаков числа π и установили новый мировой рекорд. Значение числа π нельзя выразить в виде дроби m/n, где m – целое число, а n – натуральное, поэтому его десятичное представление никогда не заканчивается. Знаменитое значение 3,14 – это лишь округление. Предыдущий рекорд по определению количества знаков после запятой у числа π установлен американцем Тимоти Малликаном, который с помощью программы y-cruncher вычислил 50 триллионов знаков числа π. Весь процесс занял 8 месяцев.

Ученые считают, что использованная ими техника вычислений может пригодиться не только математикам, но и для исследований РНК, моделирования гидродинамики и контент-анализа.

У числа π есть свой собственный праздник, который отмечается 14 марта. Его выбрали неслучайно. Дело в том, что в традиционной американской записи даты месяц идет перед днем, поэтому этот день записывается как 3/14 – то есть первые три цифры самого знаменитого иррационального числа.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Июль 2021 года стал самым горячим месяцем за всю историю наблюдений для всего мира

Об этом заявили специалисты Национального управления океанических и атмосферных исследований NOAA. Это событие вновь показывает всю серьезность климатического кризиса, который касается почти каждой части нашей планеты.

Средняя глобальная температура воздуха за июль 2021 года поднялась до уровня 16,7°С, что на 0,93°С выше, чем средняя температура за весь ХХ век и на 0,01°С больше предыдущего рекорда 2016, 2019 и 2020 годов. Климатологи отмечают, что это самый высокий показатель за 142 года, что ведутся наблюдения за погодными условиями планеты.

Июль, как правило, – самый теплый месяц в году глобально, но июль 2021 года превзошел сам себя! Этот новый рекорд только усугубляет тревожные и разрушительные последствия изменения климата!

Рик Спинрад, администратор NOAA

В Азии в этом году также был зарегистрирован температурный рекорд для июля, а в Европе, которая в этом году охвачена пожарами, был зафиксирован уже второй рекордно жаркий июль. В Австралии в этом году температуры июля бьют рекорды уже в 4-й раз. Сообщается, что самая жаркая из когда-либо зарегистрированных температур в Европе была установлена на Сицилии, где термометры показывали 48,8°C.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Дети неандертальцев и кроманьонцев использовали стебли растений вместо зубочисток

Испанские антропологи проанализировали эмаль коренных и молочных зубов восьми неандертальских и кроманьонских детей, живших между 49 и 12 тысячами лет назад в Кантабрии. Они обнаружили, что сколы и бороздки на образцах возникли вследствие использования стеблей травы в качестве зубочисток и употребления в пищу продуктов с примесью абразивного материала (например, песка). Кроме того, ученые полагают, что дети использовали зубы для манипуляции твердыми предметами в ходе обучения профессиональным навыкам.

Износ эмали зубов у древних людей на протяжении многих лет исследуется палеоантропологами. Так, ученые обнаружили, что использование зубочисток оказалось древнейшей человеческой привычкой, связанной с гигиеной полости рта, свидетельства которой найдены не только у неандертальцев и кроманьонцев, но и у более архаичных людей. По всей видимости, для гигиены древние люди использовали предметы из жестких, но тонких материалов, например, из кости, дерева или из стеблей растений. Применение таких зубочисток приводило к образованию на мезиальной и дистальной поверхностях легко узнаваемых бороздок.

Стоит отметить, что следы нежевательного применения зубов и использования зубочисток до сих пор находили лишь у взрослых.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Создано самое прочное в мире стекло. Оно может поцарапать даже алмаз

Китайские ученые-материаловеды в ходе экспериментов с углеродом создали особое сверхпрочное стекло, которое способно поцарапать даже поверхность алмаза! К тому же новый материал обладает свойствами полупроводника, поэтому его можно использовать при создании фотоэлектрических приборов.

Новое стекло одновременно имеет свойства как природных, так и искусственных алмазов – оно состоит из атомов углерода, но при этом они образуют иную кристаллическую решетку. Если в обычном алмазе атомы соединены друг с другом в форме тетраэдра, то в этом стекле они дезорганизованы, то есть по-своему смещены. Такая особенность свойственна аморфным материалам – пластмассам, гелям и стеклу.

Ученые из Университета Яньшань (Китай) придали стеклу новые свойства. Во время испытаний выяснилось, что оно обладает твердостью в 113 ГПа (по методу определения твердости Виккерса). Для сравнения, твердость мягкой стали - 9 ГПа, а природных алмазов – от 70 до 100 ГПа. Таким образом, это стекло является самым твердым и прочным из известных на данный момент аморфных материалов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

"Спектр-РГ" увидел 13 событий разрыва звезд черными дырами

Астрономы, работающие с рентгеновской космической обсерваторией "Спектр-РГ", составили первый каталог событий приливного разрушения звезд сверхмассивными черными дырами. В него вошли 13 событий, которые интерпретируются как образование аккреционного диска с околокритическим или сверхкритическим режимом аккреции вещества звезд на черные дыры с массами от 103 до 108 масс Солнца.

Группа астрономов из России, Германии, Нидерландов и США во главе с Сергеем Сазоновым из лаборатории экспериментальной астрофизики Института космических исследований РАН опубликовала первый каталог событий приливного разрушения звезд сверхмассивными черными дырами, обнаруженными рентгеновским телескопом eROSITA космической обсерватории "Спектр-РГ" во время его второго (из запланированных восьми) обзора неба в период с 10 июня по 14 декабря 2020 года. Данные космической обсерватории подтверждены наземными оптическими наблюдениями.

Наиболее далекое событие приливного разрушения, SRGE J163831.7+534020, имеет значение красного смещения 0,581, а максимальная длительность свечения среди найденных событий – у SRGE J144738.4+671821, она составляет как минимум шесть месяцев. Рентгеновские спектры наблюдавшихся событий можно описать в рамках модели типичного аккреционного диска с околокритическим или сверхкритическим режимом аккреции вещества на черные дыры с массами от 103 до 108 масс Солнца.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Плаванье и полет животных математически описали в рамках одной модели

Физик из США построил математическую модель, которая помогает вычислить динамические свойства сразу нескольких типов перемещения животных. С ее помощью ученый определил силы и давления, которые испытывают ныряющие животные, а также вычислил тягу, создаваемую крыльями и плавниками при движении в воздухе и воде соответственно. Проведенные расчеты он применил к данным о параметрах реальных животных.

Рассматривая процесс ныряния, автор обратил внимание, что носы и клювы большинства ныряющих животных имеют форму близкую либо к эллипсу, либо к конусу. Он использовал этот факт, чтобы аппроксимировать тело ныряльщика как пластину, ширина которой увеличивается по мере погружения тела. В дальнейшем он переписал выражения для силы и давления в терминах присоединенной массы, что позволило обобщить эти результаты на тела произвольной формы.

Следующим шагом автор применил свою модель для вычисления тяги, создаваемой крылом и плавником. В первом случае он учел, что большая часть создаваемой птицами тяги обычно уходит на компенсацию веса. Это означает, что зависимость подъемной тяги от веса птицы должна быть близка к линейной. Эта гипотеза подтвердилась с помощью массива данных о птицах и летучих мышах различных размеров, за исключением небольшого количества легких животных, которым приходится бороться с сопротивлением воздуха. В случае же водных животных большая часть усилий тратится именно на преодоление сопротивления среды.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Создана платформа для квантовых вычислений, совместимая с оптоволоконными сетями

Физики смогли реализовать комплексную платформу для оптического квантового компьютера. Платформа универсальна и масштабируема, способна осуществлять процессы при комнатной температуре, а также совместима со стандартными волоконно-оптическими сетями.

Ученые из Технического университета Дании разработали платформу для оптического квантового компьютера, которую можно масштабировать до тысячи кубитов. По словам авторов, в плане вычислительной мощности нет никакой разницы, создан компьютер на основе сверхпроводящих или оптических кубитов. Но платформа, созданная датскими учеными, позволяет осуществлять вычисления при комнатной температуре в оптических волокнах, без необходимости криогенных температур, как в квантовых системах на сверхпроводящих кубитах.

Ранее физики разработали и запатентовали полную теоретическую основу для коррекции ошибок в долгосрочной перспективе. Это одна из больших современных проблем в квантовых вычислительных технологиях. Ученые уже наметили дальнейшие шаги и планируют в скором времени реализовать свою квантовую оптическую систему на реальном чипе.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Оказалось, что метаболизм человека остается стабильным большую часть жизни

Считается, что с возрастом скорость метаболизма уменьшается, поэтому человек начинает набирать лишние килограммы. Новое исследование предполагает, что это не совсем так. Оказывается, скорость, с которой мы сжигаем калории, достигает пика гораздо раньше и начинает свое неизбежное снижение позже, чем считалось ранее.

Международная команда ученых проанализировала количество калорий, которые в среднем сжигает человек во время своих повседневных занятий. Всего в исследовании приняло участие 6600 людей. Возраст добровольцев варьировался от одной недели жизни до 95 лет, люди жили в 29 разных странах.

Результаты показали, что самый высокий "уровень метаболизма" или его пик приходится на период младенчества. Потребности в энергии резко возрастают в течение первых 12 месяцев жизни. После первоначального всплеска в младенчестве метаболизм человека замедляется примерно на 3% каждый год до 20 лет, тогда он переходит в "новую норму". Удивительно, но далее метаболизм людей становится стабильным. А период с 20 до 50 лет можно считать наиболее устойчивым.

Авторы исследования говорят о том, что наш метаболизм на самом деле не начинает замедляться вплоть до 60 лет. А человеку в возрасте 90 лет ежедневно требуется на 26% меньше калорий, чем человеку среднего возраста.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Почему нужно мыть руки не менее 20 секунд

Мытье рук — это эффективный способ борьбы с распространением болезнетворных инфекций, однако физика, лежащая в основе гигиенической привычки, до сих пор не была изучена. Ученый создал модель, которая показала, что процессу дезинфекции необходимо время — 20 секунд.

Прикладной математик Пол Хэммонд из Саут-Кембриджшира (британский ученый) создал модель, чтобы изучить, как работает физика мытья рук. Выяснилось, что эффективность процесса зависит не только от того, насколько энергично человек трет руки, но и от длительности этого процесса.

Модель рассматривает руки в микроскопическом масштабе, представляя шероховатость кожи в виде извилистых «каньонов», по которым движутся микроорганизмы и вода. Микробы и бактерии обычно застревают в том, что ученый назвал «потенциальными колодцами». Модель показала, что энергия воды должна быть достаточно сильной, чтобы микроорганизмы могли подниматься из колодцев и вымываться. Разгонять эту энергию помогают интенсивные движения руками.

Если вы двигаете руками слишком вяло, слишком медленно, силы, создаваемые жидкостью, не будут достаточно большими, чтобы преодолеть силы, удерживающие частицы.

Пол Хэммонд

Однако даже при интенсивном мытье частицы не удаляются быстро и легко, модель выявила, что для избавления от всех потенциальных бактерий и вирусов необходимо 20 секунд непрерывных движений.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Всего 6 часов физической активности в неделю снижают риск ожирения у детей, которые проводят много времени перед экраном

Согласно новому исследованию, риск ожирения у детей, которые проводят слишком много времени перед экраном смартфонов и компьютеров, можно снизить с помощью физической активности в течение одного часа в день, или шести – в неделю.

Ученые проанализировали связь между использованием цифровых устройств в подростковом возрасте и увеличением веса. В исследовании приняли участие 4661 ребенок из исследования Finnish Health in Teens (Fin-HIT) которые сообщили об уровне своей физической активности и использовании различных цифровых гаджетов. Исследователи учитывали такие факторы, как диета каждого ребенка, количество сна и количество цифровых носителей, которые они использовали.

Результаты показали, что 11-летние дети, уделяющие физической активности меньше шести часов в неделю, с большей вероятностью будут иметь избыточный вес к 14 годам. Однако дети, которые сообщали о шести и более часах активности в неделю, с возрастом не набирали лишний вес из-за использования цифровых гаджетов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

Основные источники:

• neuronovosti.ru
• popmech.ru
• nplus1.ru
• elementy.ru

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

• Марсианские подледные озера оказались залежами глины.
• Коты не любят напрягаться. Ученые узнали, что кошки никогда не будут решать сложные задачи, если есть простое решение.
• На Большом адронном коллайдере открыт тетракварк с двойным очарованием.
• В модуле "Наука" на МКС начнут выращивать зелень.
• Почему птицы умные, если у их мозга нет коры?
• В Сибири найдены два пещерных львенка, сохранившихся в вечной мерзлоте.

Источник