Текст книги "Юный техник, 2006 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц)

Пошумите, пожалуйста…

Давно известно: опытный мастер может по шуму автомобильного двигателя или иного механизма на слух определить его неисправность. Появились даже компьютеризированные комплексы, которые позволяют производить диагностику по шуму автоматически, тут же показывая на дисплее список возможных дефектов. Однако долгое время никто как-то не догадывался применить подобную методику в медицине, хотя еще античные целители выслушивали своих пациентов, прикладывая ухо к грудной клетке. Потом были придуманы деревянные трубочки-стетоскопы, и, наконец, уже в XX веке появились первые фонендоскопы, в которых для удобства прослушивания шумов организма имеются специальная мембрана и наушники.

Лишь недавно следующий шаг догадались сделать израильские специалисты. А началось с того, что детский врач-педиатр Иегаль Кушнир возмутился, узнав, что одному из его юных пациентов, страдавшему легочными заболеваниями, за год пять раз делали рентгеновское обследование. И задумался о том, как обойтись при обследованиях без рентгена. Однажды он поделился своими трудностями со своим школьным другом, профессиональным математиком Нейром Бюдбюлем, и тот предложил попробовать визиализировать легочные шумы.

Оказалось, что некоторое время назад математик работал над сходной проблемой для нужд машиностроения и разработал алгоритм, по которому компьютер разлагал любой шум на гармонические составляющие, анализировал их и выдавал заключение, чем именно данный конкретный шум отличается от эталонного.

Аналогичную систему друзья решили создать и для медицины. Изобретателям понадобилось более пяти лет, пока на основе первоначальной идеи появился более-менее работоспособный образец комплекса, который способен ставить диагноз по шуму. Выглядит эта процедура на сегодняшний день так.

Больного облачают в сетку-безрукавку, в которую вмонтированы 24 особо чувствительных микрофона. Пациента просят интенсивно подышать минуту-другую, и на экране компьютера появляется диагноз. Сейчас друзья организовали фирму, в которой работает уже около 50 человек, и разворачивают серийное производство подобных диагностических комплексов, работая в то же время над тем, чтобы компьютер, проводя обследование пациента, анализировал не только легкие, но и сердце.

Н. ЗИМИН

СУМАСШЕДШИЕ МЫСЛИ
Чтобы не поплыли звезды в небесах…

«Все видели у дорог автосервис с надписью «Шиномонтаж и балансировка». Для чего приходится монтировать шины – понятно. А вот почему надо делать балансировку колеса, после того как будет поставлена резиновая заплатка весом всего в несколько десятков граммов, многие не понимают». Так начинает свои заметки наш давний автор Сергей СИНЕЛЬНИКОВ. Но если вы подумаете, что речь пойдет о полезных советах для автомобилистов, то ошибаетесь. Сергей пишет о проблемах глобальных. Впрочем, обо всем по порядку…

Насколько важна балансировка колеса, автор заметок убедился на собственном опыте. Как-то заклеив прокол и из любопытства не проведя балансировку колеса, он сел в машину и выехал на трассу. Уже при скорости в 60 км/ч автомобиль стало трясти так, что Сергей вынужден был остановиться. И, поразмыслив, удивился: крошечная заплатка на автомобильной камере заставляет вибрировать всю машину. Но ведь наша Земля тоже вращается, причем гораздо быстрее колеса.

Мы с вами живем на планете, которая делает один оборот в сутки. Учитывая ее размеры, каждый из нас, сам того не подозревая, имеет окружную скорость не 60, как автомобиль, а около 1500 км/час! Между тем, планету нашу никто никогда не балансировал, более того, разного рода изменения происходят на ее поверхности ежесекундно, ежечасно и ежедневно.

Например, по Земле то и дело перемещаются в самых разных направлениях миллионы поездов и самолетов, сотни миллионов автомобилей. Можно предположить, опираясь на теорию вероятностей, что их перемещения взаимно компенсируют друг друга, что их суммарная масса, при всем уважении к творцам земной техники, составляет ничтожную долю от массы всей планеты.

Будем надеяться, рискуя ошибиться, что вся техника влияет на Землю меньше, чем пылинка, севшая на воздушный шарик. Успокаивает еще и то, что некоторые колебания оси вращения планеты – так называемые нутации многие ученые склонны считать природными, а не техногенными.

Но не будем забывать, на земном шаре существуют и иные, куда более грандиозные, массы, способные перемещаться.

Возьмем для примера Антарктиду – территорию, полностью покрытую ледовым панцирем. Его средняя толщина порядка 5 км. Объем льда около 35 млн. куб. км. Вес всей этой кладовой льда ученые определяют как 3,2∙10 ¹⁵тонн. А это примерно в 10 раз превосходит массу всего, что когда-либо было создано людьми. И наше счастье, что центр тяжести всей этой массы находится не на экваторе, а именно на полюсе и как бы вращается вокруг себя.

На другой же «макушке» Земли – в районе Северного полюса – есть остров Гренландия, 82 % которого занято ледовым панцирем. Толщина его в некоторых местах достигает 3,8 км. Объем льда – 2,6 млн. куб. км. Вес – 2,65∙10 ¹⁵тонн. Центр тяжести приходится на 45 градусов западной долготы и на 70 градусов северной широты. А вот это уже серьезно! Хотя льда здесь в десять раз меньше, чем в Антарктиде, Гренландия гораздо больше ее влияет на вращение Земли, поскольку сдвинута в сторону от оси вращения планеты.

Однако так было не всегда. Гренландия не случайно носит название «Зеленой земли»: на Шпицбергене при разработках в толще горных пород шахтеры находят остатки кораллов и отпечатки листьев тропических папоротников, а в Антарктиде при бурении льда с поверхности самого континента был извлечен образец каменного угля.

Радиоуглеродный анализ этого образца показал, что ему около 40 тысяч лет. Поскольку уголь образуется из растений, это означает, что в Антарктиде, скованной сейчас льдами, когда-то была буйная растительность, как сейчас в Крыму или Греции.

Библия и другие древние источники повествуют о Всемирном потопе. Интересная деталь в описании: за три дня до начала Всемирного потопа было предзнаменование – «поплыли звезды в небесах». Это могло быть вызвано изменением положения земной оси.

И в самом деле. Движение огромных масс льда могло привести к изменению положения оси вращения планеты, и наблюдатели на Земле увидели, что звезды начали менять свое положение – «поплыли».

Это догадка. Но опять-таки исследования указывают, что Всемирный потоп мог случиться порядка 35 тысяч лет назад: в Андах, на высоте 4 километров, за 500 километров от моря, были найдены ракушки окаменевших моллюсков, которые могут жить только в морской воде. Причем и в этом случае радиоизотопный анализ показал, что возраст этих ракушек около 36 тысяч лет.

Выходит, что Земля, стараясь сохранить свою балансировку, при сдвиге льдов изменила наклон оси и обрела новое положение в пространстве и новый климат. Но быть может, дело не в движении льдов и есть иные механизмы для смены климата на планете?

Вернемся к рассмотрению процессов на ее «макушках». В Антарктиде идет однонаправленный процесс накопления льда, утверждают ученые. Каждый год толщина ледового панциря увеличивается от 10 до 15 см – 300 млрд. тонн в год. И таять лед не заставляет даже начавшееся глобальное потопление. А если это так, то со временем – через несколько десятков тысяч лет – баланс вращения нашей планеты может нарушится настолько, что она вновь займет иное устойчивое положение. Глядя на глобус, можно даже предугадать какое: роль «грузика»-Антарктиды будет играть при этом Африка, а роль Гренландии – Австралия. А роль льдов на их поверхности сыграют горные массивы, где есть достаточно мощные ледники. При этом вся Европа окажется покрытой льдом и снегом – то есть здесь наступит очередное великое оледенение. А вот в Сибири станет тепло, как в субтропиках.

Такое положение будет сохраняться до тех пор, пока льды на ее бывших «макушках», попав в новом положении под прямые солнечные лучи, со временем не истают настолько, что опять-таки изменят балансировку планеты, и она будет вынуждена вернуться в прежнее, то есть нынешнее, положение. На полюсах вновь начнет намерзать лед. И будет это происходить до тех пор, пока не произойдет новый переворот…

Вот вам одна из версий, почему на нашей планете периодически глобальные потепления сменяются великими оледенениями и наоборот.

«Кстати, косвенным подтверждением моей гипотезы может послужить хотя бы такой факт, – заканчивает свои заметки Сергей Синельников. – После проведения испытаний 30 октября 1961 года на Новой Земле сверхмощной водородной бомбы мощностью 50 мегатонн, взорванной на высоте 4 км, было отмечено нутационное колебание земной оси с размахом почти 100 км вместо обычных 15–20 км. Может быть, тогда повезло всему земному шару. Нутационное колебание земной оси продолжалось почти полгода после взрыва, но постепенно пришло в норму. А что было бы, если бы взорвали бомбу большей силы, да не на Новой Земле, расположенной в Заполярье, а где-нибудь на атолле Тихого океана, в непосредственной близости к экватору?..

Комментарий отдела науки

ЗЕМЛЯ ВСЕ-ТАКИ НЕ ШИНА…

Согласитесь, гипотеза С. Синельникова весьма любопытна. Какой размах мышления! Оттолкнувшись от заплаты на автомобильной камере, дойти до рассуждений о глобальном вращении Земли! Это не каждому дано.

Но можно с его рассуждениями и поспорить. Например, автор берет в рассмотрение только две величины – массы приполярных льдов и массы горных массивов с ледниками, расположенных кольцом вокруг всего земного шара – например, Гималаи, Кавказ, Карпаты, Альпы, Атласские горы. Если лед, по мнению автора, где-то растает, Земля сместится из одного устойчивого положения в другое.

Однако вспомним: Земля – необычайно живая, подвижная планета. Все на ней находится в непрестанном движении. Совершается круговорот воды в природе, перемещаются огромные массивы магмы в глубинах Земли, что приводит даже к перемещению материков.

И, как говорят исследования, материки эти в истории планеты смещались на весьма значительные расстояния. Что, соответственно, тоже могло приводить к переменам в климате Земли.

Казалось бы, что мы можем противопоставить столь глобальным процессам? Тем не менее, как говорил академик В.И. Вернадский, человечество превратилось в геологическую силу, способную заметно перекраивать земные ландшафты – сносить горы, строить моря. А раз так, то, наверное, есть у людей какие-то способы сбалансировать нашу планету, сделать так, чтобы климат на ней больше не менялся или, по крайней мере, сделать его изменения не столь резкими. Словом, сделать так, чтобы на планете было спокойно, уютно.

Как это сделать? Что предложите вы?

Пишите. Лучшие предложения будут опубликованы, а авторов самых замечательных проектов вдут призы. На конверте поставьте пометку: «Конкурс «Уютная планета».

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Мир, в котором мы живем, возможно, состоит не менее чем из 11 измерений

Вот было бы здорово – шагнуть с утра за порог и… оказаться сразу в школе за партой. Или на рабочем месте. Или вообще – за тридевять земель… До последнего времени лишь фантасты описывали телепортацию через параллельные миры. Но недавно физики Оксфорда объявили, что им удалось «напасть на след параллельных миров и иных измерений». О чем же здесь речь?

Перестанем быть «плоскатиками»!

Чтобы все было понятно, проведем мысленный эксперимент. (Впервые, кстати, его провел немецкий физик Г. Гельмгольц в начале XX века.) Представьте себе, что существует лишь одно измерение – длина. Тогда весь мир для нас выразился бы в линии. И достаточно повстречаться на этой линии двум «одномерцам», движущимся навстречу друг другу, как выяснится: разминуться им еще труднее, чем двум баранам на узком мосточке. Ведь для того чтобы пропустить своего сотоварища, кто-то из «одномерцев» должен был бы шагнуть в сторону. И если бы это ему удалось, он бы исчез из поля зрения коллеги, пропав в ином измерении.

Так же обстоит дело и с «двумерцами», живущими на плоскости, имеющей, кроме длины, еще и ширину. Только тут придется прыгать в высоту.

Мы с вами живем в мире, где, кроме трех пространственных параметров – длины, ширины и высоты, неявным образом присутствует еще и четвертый – время. Поэтому физики иногда говорят о пространстве-времени нашего мира. И если с пространственной геометрией мы еще худо-бедно разобрались, то вот со временем – загвоздка. Мы вроде бы умеем его измерять – часами, годами, столетиями. Мы знаем, что время в нашем мире имеет только одно направление: оно движется из прошлого через настоящее в будущее. Но вот какова физическая сущность времени, мы не знаем. Наверное, потому и создание «машины времени» остается всего лишь мечтой…

Больше разных измерений!

Между тем, еще в начале XIX века многие ученые, в том числе знаменитые геометры Мёбиус, Кели, Якоби и Плюккер, стали подозревать, что даже пространственных измерений в окружающем мире вовсе не три, а много больше.

Это, кстати, позволило в 1854 году немецкому математику Риману начать свои исследования многомерной геометрии, краеугольным камнем которой считалась аксиома: измерений у нашего пространства может быть бесконечно много.

С точки зрения здравого смысла это – полный абсурд; ведь каждое «лишнее» измерение дополнительный перпендикуляр, выведенный из одной точки. Мы в нашем обычном мире таких перпендикуляров можете построить только три. Куда же пристроить еще хотя одну линию так, чтобы она была перпендикулярна всем другим?..

Тем не менее, вслед за Риманом многомерностью пространства увлеклись физики. Правда, они о бесконечном числе измерений во Вселенной не говорят. Самая смелая на сегодня теория суперструн, предложенная в 90-х годах XX века английским физиком Стивеном Хокингом, основывается на выводах немецкого теоретика Теодора Калуцы и предполагает, что наша Вселенная имеет 11 измерений.

Параллельные вселенные, похоже, «засветились»

Как устроен такой многомерный мир, никто толком не знает. Лично мне больше других нравится такая аналогия. Представьте себе, что Книга Вселенной представляет собой толстенный том, в котором для нас открыты только первые 3–4 страницы. А что написано на остальных?

Возможно, со временем нам удастся заглянуть и на них. Каким образом? Да ведь все страницы сшиты в одном месте, в корешке. И если представить себя этаким «книжным червем», то можно проникнуть через корешок на любую из страниц.

А вот вам еще одна модель многомерного мира.

«Расчеты теоретиков говорят о том, – пишет доктор физико-математических наук В.А. Барашенков, – что Вселенная, возможно, состоит из двух, наложенных один на другой, очень слабо связанных, почти прозрачных друг для друга миров. Два вида материи: обычная и очень слабо с ней взаимодействующая – «теневая»…

В момент их образования, когда связующее их единое взаимодействие было очень велико, различные виды материи интенсивно перемешивались и составляли единый мир. Последующее расширение Вселенной, при котором плотность вещества снижалась, а гравитационные силы ослабевали, сформировало два практически не зависящих друг от друга мира.

Иными словами, возможно, что по соседству с нами, в том же пространстве-времени, существует «параллельный» мир-невидимка, в точности такой же, как наш, а может быть, и совсем непохожий, ведь несмотря на тождественность физических законов, реальные условия отличаются даже на соседних планетах, а тут речь идет о мирах, расставшихся около 15 млрд. лет назад!

Причем вполне возможно, доктор Барашенков просто поскромничал, и речь может идти не о двух, а как минимум еще о десятке параллельных миров. Вспомните, ныне физики говорят о том, что более 90–95 процентов массы Вселенной находится в скрытом состоянии. Значит, получается» на каждый мир приходится по 9 – 10 процентов, а то и менее того…

«Темная материя» в «потусторонних» измерениях

Впрочем, все разговоры о многомерности были до поры до времени чисто теоретическими. Но вот недавно оксфордские ученые, работавшие под руководством доктора Джозефа Силка, объявили, что им удалось реально «нащупать» в нашей Вселенной, по крайней мере, еще три новых измерения. Помогла «темная материя», в этих измерениях скрывающаяся.

Сейчас многие астрофизики согласны с расчетами, по которым выходит, что обычные материя и энергия составляют всего 4 % в нашем мире. Еще 71 % приходится на долю «темной энергии» – той самой, которая заставляет Вселенную «разбегаться» со все увеличивающейся скоростью. А оставшиеся 25 % приходятся на долю «темной материи». «Темной», напомним, она была названа за то, что никак не проявляет себя по отношению к материи обычной. Мы можем только наблюдать гравитацию, которую она вызывает.

Гравитация «темной материи» проявляется в виде объектов, существование которых невозможно объяснить известными законами физики. Например, галактика NGC 720, по стандартным канонам, не обладает достаточной массой, чтобы удерживать скопившееся вокруг нее газовое облако. Однако оно, это облако, разлетаться не собирается, будто его удерживает на гравитационном «аркане» невидимое сверхмассивное тело. Подобные объекты и стали одним из доказательств существования «темной материи».

Но с чего ученые взяли, что материя эта находится в параллельных измерениях? Наблюдая за подобными системами, оксфордские ученые заметили: чем меньше объект, тем более активно проявляла себя в нем гравитация, тогда как должно быть наоборот.

Расчеты показывают, что такой эффект можно было объяснить, лишь предположив: «темная материя» обитает в трех «потусторонних» измерениях. Частицы неведомого вещества, летая по просторам своего мира, искривляют свое, а заодно и наше пространство, создавая гравитацию, которую мы и воспринимаем, не видя, не ощущая самого вещества.

«Гравитационные взаимодействия между «темной» и обычной материей происходят лишь на очень коротких (в миллиардные доли миллиметра) расстояниях, поскольку дополнительные измерения «свернуты» до микроскопических величии, – пишут ученые. – Поэтому чем больше объект, тем до больших скоростей там «разогнано» «темное вещество» (в малых объектах для разгона не хватает места) и тем реже частицы материи в нем подходят друг к другу на столь малые дистанции. Значит, «параллельные миры» в таких объектах воздействуют на наше пространство гораздо слабее»…

Интересно вот еще что: по утверждениям математиков, для наблюдателя, находящегося в таких «свернутых» измерениях, свернутым представляется уже не его, а наш мир. Иными словами, если бы мы смогли перейти в эти дополнительные измерения, то наш бесконечный мир предстал бы перед нами в виде чрезвычайно компактного объекта. А возвращаясь «домой», мы могли бы произвольно «нырнуть» в любую точку нашей Вселенной. И тот путь, который в нашем мире отнял бы, возможно, миллионы лет, при выходе в мир параллельный сократился бы до минут или секунд.

Кстати, о такой возможности говорил еще в начале XX века наш соотечественник А.А. Фридман. Он даже поспорил по этому поводу с самим А. Эйнштейном, и тот, в конце концов, был вынужден признать правоту нашего теоретика.

Теперь вот получается, что расчеты теоретиков подтверждаются на практике. Но, к сожалению, это пока еще не значит, что уже завтра в нашем распоряжении появятся некие «дыролеты», которые, ныряя в иные измерения, смогут доставлять нас в мгновение ока из одного конца Вселенной в другой. Слишком во многом ученым еще только предстоит разобраться. Но, как говорили древние китайцы, дорогу осилит идущий. Даже если дорога эта ведет в иные измерения…

С. НИКОЛАЕВ, научный обозреватель «ЮТ»

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

ЦВЕТА – НА ОЩУПЬ?Жительница немецкого городка Валленхорста, 48-летняя Габриэлла Симон, слепа от рождения. Тем не менее, она научилась различать цвета. Габриэлла продемонстрировала свои удивительные способности в самом популярном в Германии телешоу «Wettendass». Чтобы исключить возможность обмана, ей завязали глаза. Но плотная повязка не помешала Габриэлле правильно называть цвета маек и блузок, которые она трогала кончиками пальцев. «Для того чтобы развить эти способности, мне понадобилось двадцать лет упорных тренировок», – призналась «цветовидящая».

ЧЕМПИОН С РОГАТКОЙ. Состязания по стрельбе из рогатки собрали на полигоне чуть ли не все взрослое население Каменска-Уральского. Позабыв на время о возрасте, участники состязаний выясняли, кто из них самый меткий и ловкий в стрельбе из рогатки. Причем вооружились спортсмены не самодельными рогатками, а специальными металлическими устройствами, сделанными по последнему слову техники, с прикладом и противовесом. И стреляли по мишеням не камнями, а специальными свинцовыми шариками. Самым метким оказался 45-летний Геннадий Федоров. Чемпион сознался, что выиграть состязание ему помогли навыки, полученные еще в детстве.

ИЗ ШКОЛЫ СРАЗУ В МЭРЫ.В маленьком американском городке Хиледейл (штат Мичиган) с населением 8200 человек мэром недавно был выбран 18-летний юноша Майкл Сешне. 21 сентябри 2005 года он отпраздновал свое совершеннолетие и уже на следующий день выставил свою кандидатуру на выборы. На свою избирательную кампанию Майкл потратил 700 долларов, которые заработал во время летних каникул. Этих денег только-только хватило на изготовление агитационных плакатов. А потому в основном кандидат в мэры день за днем обходил кафе и прачечные, булочные и аптеки, рассказывая людям о своих планах. Главную ставку он делает на таких же, как он молодых людей. Именно они, убежден Сешне, смогут преобразить жизнь городка. Но юный мар обещал и о старшем поколении не забывать: «Поколение наших дедов и отцов сделало очень много, теперь мы будем заботиться о них. И станем прислушиваться к их советам – ведь у них большой опыт.

МОГУТ ЛИ ГОВОРИТЬ ОБЕЗЬЯНЫ?Ученые из шотландского университета Святого Эндрю склонны ответить на этот вопрос положительно. Тщательно обследовав голосовой аппарат мартышек, они пришли к выводу, что с точки зрения физиологии ничто не мешает «нашим братьям меньшим» произносить членораздельные звуки. Этот анализ был подтвержден дополнительными исследованиями на компьютерной модели. Вот только на один вопрос ученые пока так и не смогли дать ответ: если мартышки могут говорить, то почему этого не делают?