Новости

NASA сообщило, что космический аппарат «Вояджер-2» стал вторым созданным человеком устройством, который покинул пределы гелиосферы. Его приборы смогут рассказать нам о неизведанной ранее территории.

© NASA/JPL-Caltech

Две межпланетные станции — «Вояджер-1» и «Вояджер-2» — запустили в 1977 году. Они отправились в разные стороны, преследуя похожие цели. Первый летел исследовать Юпитер и Сатурн. Задача второго заключалась в изучении дальних планет Солнечной системы. Он пролетал рядом с Юпитером и Сатурном и сфотографировал Уран и Нептун в 1986 и 1989 годах соответственно.

Оба аппарата работают на радиоизотопных теплоэлектрических генераторах (radioisotope thermal generator, RTG). Их выходная мощность уменьшается на четыре ватта в год, поэтому некоторые приборы пришлось со временем отключить. Однако на «Вояджер-2» все еще работает плазменный датчик под названием Plasma Science Experiment (PLS). На «Вояджер-1» он вышел из строя еще в 1980 году. Благодаря ему ученые получили достоверные доказательства того, что второй аппарат покинул гелиосферу — область околосолнечного пространства, состоящую из частиц солнечного ветра, которые находятся внутри магнитного поля, созданного Солнцем.

До недавнего времени PLS с помощью электрического тока фиксировал скорость, плотность, температуру и давление солнечного ветра. Пятого ноября «Вояджер-2» показал резкое снижение скорости частиц солнечного ветра. С того дня PLS больше не регистрировал их присутствие. Поэтому сейчас специалисты NASA уверены, что «Вояджер-2» окончательно преодолел гелиопаузу — границу, где встречаются солнечный ветер и холодная межзвездная среда.

Сейчас аппарат удалился от Земли на 18 миллиардов километров. Тем не менее операторы все еще могут получать от него информацию, которая доходит до планеты за 16,5 часа.

Помимо PLS, на борту «Вояджер-2» все еще работают три других прибора: датчик космических лучей (Cosmic Ray Subsystem), магнитометр и датчик частиц высокой энергии (Low-Energy Charged Particle). Сотрудники NASA надеются, что показатели этих приборов расскажут больше о той новой, ранее неизведанной среде, в которой оказался аппарат.

Хотя оба зонда покинули гелиосферу, они еще не вышли за пределы гравитационной границы Солнечной системы, которая определяется внешней частью облака Оорта — сферической областью из комет и небольших объектов, которые все еще удерживаются гравитацией звезды. Точная величина облака Оорта неизвестна, но расстояние от Солнца до внешних границ может составлять от 50 до 100 тысяч астрономических единиц (средняя дистанция от Земли до Солнца). Для выхода за пределы этой области «Вояджеру-2», возможно, потребуется 30 тысяч лет.

«Наши исследования начались с Солнца и распространились на все, чего касается его ветер. Сейчас информация «Вояджеров», которые вырвались из этой области и освободились от влияния звезды, дает нам беспрецедентную возможность узнать что-то по-настоящему новое об абсолютно неизведанной территории», — сказал глава отдела гелиофизики NASA Никола Фокс (Nicola Fox).

«Вояджер-1» официально покинул условную границу Солнечной системы в сентябре 2013 года.

Источник: naked-science .ru

 

Ученые из международной коллаборации Deep Carbon Observatory сообщили о результатах своей работы по исследованию жизни в недрах Земли. Результаты работы, которая велась с 2007 года, показали, что глубоко под землей существует жизнь, распространенная по всей планете.

© depositphotos .com

Ученые обобщили данные почти 200 исследований о пробах с глубины 2,5 км в океанах и 5 км на материках и примерно оценили количество подземной биомассы. По их прикидкам вышло, что организмы, которые живут на глубине, весят от 15 до 23 миллиардов тонн в совокупности, что в среднем в 300 раз больше, чем весят все люди на планете, или столько же, сколько 120 миллионов голубых китов (популяция голубых китов на Земле сейчас составляет около 10 тысяч особей). Это, ни много ни мало, примерно ⅓ от всей биомассы нашей планеты. Количество живых клеток всей этой живой горы — от 2 до 6×10²⁹, а населяют они пространство объемом от 2 до 2,3 миллиарда км — это вдвое больше объема Мирового океана.

Подавляющая часть всей этой астрономической массы приходится на прокариоты — одноклеточные организмы, у которых нет ядра. В основном на глубине живут бактерии и археи, присутствуют и вирусы. Видовое разнообразие подземных микробов, как считают ученые, при этом не уступает тому, что есть среди их собратьев, живущих на поверхности, а то и превосходит его. Образцы, взятые в разных точках Земли, показали, что повсеместно под поверхностью планеты живут в основном одни и те же группы, причем некоторые из них встречаются в самых неожиданных местах.

Так, исследование 2015 года в рамках все той же коллаборации показало, что бактерии, найденные на глубине 2,5 км подо дном северо-западной части Тихого океана, больше похожи на микробиоту, которая живет в заурядных лесных почвах, а не на тех бактерий, что живут на дне все того же Тихого океана.  При этом надо отметить, что и живут они в основном в слоях, богатых лигнитом, то есть окаменевшими остатками деревьев.

То, в чем живут эти микробы, десятки миллионов лет назад было лесом.

Условия для жизни на огромной глубине экстремальные — температура доходит до 70 ℃, а источники энергии очень скудны. Анализ биохимии в образцах показал наличие ферментов, которые используются микробами, вырабатывающими метан в безвоздушной среде. Точно сказать, чем питаются обитатели недр, пока нельзя, но скорее всего это какая-то смесь из серосодержащих пород и остатков мертвых микробов.

Подытоживают свой отчет ученые вопросами, у которых пока нет ответа — как жизнь перемещается в недрах Земли и как она туда вообще попала? А может, она там и зародилась? Чем же все-таки питаются микроорганизмы, которые живут на глубине в несколько километров при температурах около точки кипения воды? Как на жизнь на поверхности Земли влияют организмы, обитающие глубоко в ее коре?

Ответы на них особенно важны в свете поиска жизни на других планетах, например на Марсе. Его поверхность вряд ли может быть обитаема из-за высокой концентрации перхлоратов, но, возможно, есть шансы найти что-то живое на большей глубине?

Источник: chrdk .ru

Стандартная Модель физики элементарных частиц является наилучшим отражением нашего нынешнего понимания устройства и «работы» Вселенной. Однако, эта модель касается всего лишь пяти процентов от того, что находится вокруг нас, остальная часть состоит из того, что называют темной материей и темной энергией о которых ученым стало известно лишь по косвенным данным, по гравитационным взаимодействиям с объектами, состоящими из обычной материи. И недавно один из ученых-физиков из Оксфордского университета выдвинул новую теорию, согласно которой темная материя и темная энергия являются проявлениями одного и того же фактора — так называемой «темной жидкости», имеющей отрицательную массу, которой заполнена вся Вселенная.

Новая теория предполагает, что вселенная заполнена темной жидкостью с отрицательной массой,
которая может объяснить как темную материю, так и темную энергию
© clearviewstock / Depositphotos

Темная энергия и темная материя являются понятиями, принятыми для того, чтобы заткнуть «дыры» между теоретической частью (Стандартной Моделью) и результатами фактических наблюдений. К примеру, наблюдаемое астрономами движение и распределение галактик во Вселенной невозможно, если принимать в расчет только массу материи, которую можно увидеть. И с 1930-х годов существование невидимой дополнительной массы было сопоставлено с существованием невидимой темной материи.

Темная энергия — это более «свежее» понятие, нежели темная материя. Наблюдая за ускорением процесса расширения Вселенной, что было обнаружено в 1998 году, ученые выдвинули предположение о существовании некоего фактора, который несет за это ответственность. И этот фактор получил название темной энергии.

Теперь же, понятия темной материи и темной энергии, совмещенные с теорией Стандартной Модели, являются основой нынешней основной космологической теории, связанной с Большим Взрывом и имеющей название Lambda-CDM. Термин «Lambda» в названии обозначает темную энергию как своего рода физическую константу, А аббревиатура «CDM» означает холодную темную материю (cold dark matter). О низкой «температуре» темной материи говорят те факты, что она перемещается крайне медленно и совершенно не взаимодействует с обычной материей.

До последнего времени темную материю и темную энергию было принято рассматривать, как отдельные явления. Но некоторые из ученых уже давно задавались вопросом, не являются ли они разными проявлениями одного и того же фактора? Последний вопрос является ключевой идеей новой теории, основанной на модели Lambda-CDM и выдвинутой Джейми Фарнесом (Jamie Farnes), астрофизиком из Оксфордского университета.

Согласно новой теории Фарнеса, 95 процентов объема Вселенной заполнены некоей «темной жидкостью», а темная материя и темная энергия являются лишь разными ее проявлениями на физическом уровне. И эта теория, кстати, очень хорошо описывает некоторые из характерных особенностей «темных факторов», которые раньше нельзя было описать ничем другим.

Заполняющая Вселенную «темная жидкость» должна иметь отрицательную массу. Это походит на нечто из научной фантастики, тем не менее, даже с точки зрения ньютоновой физики это является возможным, пока только гипотетически. У объектов, имеющих отрицательную массу, должны иметься совершенно уникальные и экзотические свойства. Такие объекты должны создавать отрицательные гравитационные силы, отталкивая, а не притягивая другие объекты.

Если предположить, что космос заполнен «темной жидкостью» с отрицательной массой, то ее отрицательная гравитация создала бы эффекты, которые полностью соответствуют наблюдаемым явлениям, для объяснения которых было предложено понятие темной энергии. И то, что удерживает галактики, является не положительной гравитацией от скоплений темной материи, а отрицательной гравитацией окружающей их «темной жидкости». Другими словами, галактики — это своего рода «пузыри» обычной материи, плавающие в космическом океане «темной жидкости».

Одним из главных вопросов новой теории является вопрос отрицательной массы, касательно которой еще не имеется подтверждений ее существования. Однако, в своей теории Фарнес указывает на то, что все другие физические силы имеют и отрицательные значения, так почему же масса и гравитация не могут быть положительными и отрицательными? Следует отметить, что в пользу новой теории говорят результаты некоторых последних исследований, в ходе которых ученым удавалось получить жидкости и частицы, демонстрирующие свойства, обусловленные наличием у них отрицательной массы.

Вторым спорным моментом новой теории является то, что по мере расширения Вселенной плотность «темной жидкости» должна уменьшиться настолько, что эффекты от ее отрицательной массы должны перестать оказывать ощутимое влияние на все окружающее. Фарнес объяснил это наличием некоего «тензора создания» в его уравнениях, согласно чему во Вселенной постоянно создается новая материя с отрицательной массой, что позволяет удерживать все время плотность «темной жидкости» на относительно постоянном уровне.

Если теория Фарнеса верна, то все попытки охоты на частицы темной материи заранее обречены на неудачу, что полностью согласуется с результатами проведенных в этом направлении экспериментов. Конечно, имеются весьма немалые шансы, что теория Фарнеса далека от реальности. Так или иначе, Фарнес и его коллеги уже планируют использовать телескоп Square Kilometer Array (SKA) для проведения наблюдений и поиска некоторых эффектов, которые смогут послужить подтверждением теории «темной жидкости», включая сюда и поиски признаков существования во Вселенной объектов с отрицательной массой.

Исследование было опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysics 
Источник: dailytechinfo .org

Исследовательская группа из Лундского университета (Швеция) впервые успешно перепрограммировала клетки кожи человека в клетки иммунитета, называемые дендритными.

Дендритные клетки — гетерогенные клетки костно-мозгового происхождения, участвующие в работе иммунитета. Их функция — «сканировать» ткани организма для обнаружения вирусов, бактерий и раковых клеток. Они отмечают эти вещества как антигены (враждебные к иммунитету), после чего T-лимфоциты распознают врага и атакуют.

Дендритная клетка
© Martin Oeggerli

На основе поведения дендритных клеток ученые пытались создать способ борьбы с раком, однако опухоль атаковала клетки таким образом, что те теряли свою функцию. Поэтому авторы искали искусственные пути получения дендритных клеток. Анализируя их факторы транскрипции, они определили три белка (PU.1, IRF8, BATF3), которые необходимы для превращения фибробластов (клеток соединительной ткани) мышей и человека в дендритные клетки.

Они отметили, что этот процесс может быть индивидуальным для каждого человека, а на перепрограммирование уходит всего девять дней. Эксперименты in vitro показали, что выращенные дендритные клетки ведут себя как естественные.

Первый автор статьи Карлос Филипе Перейра (Carlos Filipe Pereira) разъяснил, какое применение может найти технология:
«Опухоли часто проходят ряд мутаций, превращаясь в гетерогенную единицу, что затрудняет ответ иммунной системы. В более далекой перспективе мы планируем исследовать процесс перепрограммирования дендритных клеток для разработки генной терапии против рака. Мы собираемся вводить три ключевых белка прямо в опухоль, чтобы та сама представляла специфические для этого рака антигены. Это позволит натравить атакующие клетки иммунитета на раковые клетки и уничтожить их. Мы назвали эту концепцию TrojanDC».

Напомним, Нобелевская премия по медицине 2018 года присуждена за открытие в лечении рака. Иммунологов Джеймса Эллисона из США и Тасуку Хондзё из Японии наградили за метод лечения рака путем подавления отрицательной иммунной регуляции. Благодаря их вкладу стала возможной терапия рака ингибиторами контрольных точек иммунного ответа.

Работа опубликована в журнале Science Immunology.
Источник: naked-science .ru

Чумная палочка пришла в Европу не с мигрантами с востока: ученые обнаружили древний местный штамм, который разрушил земледельческие сообщества от Румынии до Швеции задолго появления пришельцев.

Чума — возможно, самая жестокая из эпидемических болезней, с какими только доводилось сталкиваться человечеству, недаром само ее имя стало синонимом смертельной беды. Чума преследует людей с незапамятных времен, повлияв на нашу историю, и до сих пор проявляется вспышками в некоторых регионах мира. Европейские ученые исследовали древнейший обнаруженный случай смерти от чумы — и ДНК древнейшего штамма чумной палочки. Об этом они пишут в новой статье, опубликованной в журнале Cell.

Саймон Расмуссен (Simon Rasmussen) из Копенгагенского университета и его соавторы искали следы патогенных микробов в генетических базах данных. Среди этих образов оказалась и ДНК, полученная из зубов двух человек, останки которых обнаружены в захоронении на территории Швеции и датированы возрастом 4900 лет. Ее последовательность совпала с ДНК бактерии Yersinia pestis, возбудителя чумы. Легко заключить, что именно смертельно опасная бактерия, присутствовавшая в их крови, скорее всего, привела к смерти обоих людей. А возможно, она же стала причиной и всего коллапса земледельческих культур Европы при переходе от каменного к бронзовому веку.

Собственные ДНК останков показали, что это были «чистые» европейцы каменного века, без примеси представителей ямной культуры, миграция которых на запад из прикаспийских и причерноморских степей вскоре приведет к глубоким переменам на континенте — и принесет чуму. Именно у них был найден до сих пор считавшийся самым древним штамм чумной палочки (4800 лет), и неудивительно, что они могли познакомить с ней Европу. Однако, судя по новым данным, ее эпидемии терзали местных жителей еще до появления мигрантов. Чума при этом могла сыграть ключевую роль, ослабив центрально-европейские неолитические сообщества земледельцев и облегчив их вытеснение пришельцами с востока.

По словам Расмуссена и его соавторов, существовавшие на территории современных Румынии, Молдовы, Украины поселения с населением, достигавшим 10-20 тысяч, были многочисленны, но скученны и невероятно грязны. Животные жили бок о бок с людьми, а собиравшиеся тут же запасы привлекали орды грызунов. Все это могло служить идеальным инкубатором для развития эпидемии, которая вскоре по торговым путям распространилась по всей Европе, достигнув и Швеции. Около 5400 года поселения Центральной Восточной Европы опустели.

Подсчитано, что две ветви существующих сегодня штаммов Y. pestis выделились 5100 и 5300 лет назад. Однако геном штамма из шведского захоронения оказался древнее и принадлежал к отдельной ветви, отделившейся около 5700 лет назад. Соответственно, общий предок этих бактерий должен был существовать — и убивать людей — с еще более далекого времени, а уже в каменном веке процветало как минимум несколько отдельных штаммов. Точный момент появления чумы отодвигается еще дальше в прошлое — и по-прежнему остается загадкой.

Источник: naked-science .ru

Исследование, проведенное учеными из Великобритании, раскрывает, как так называемые персистентные клетки манипулируют нашими иммунными клетками, вызывая повторные вспышки болезней. Результаты работы, опубликованные в журнале Science, могут помочь объяснить, почему некоторые люди страдают от повторных приступов болезни, несмотря на то, что они принимали антибиотики. Также новое исследование может дать ответ, как очистить организм от этих бактериальных клеток.

© lightwise / ru.123rf .com

Специалисты из Имперского колледжа Лондона изучали бактериальные клетки Salmonella, которые относятся к резистентным клеткам. Когда бактерии, такие как сальмонелла, вторгаются в организм, многие из них попадают в «режим ожидания» имунной системы организма, что означает, что они не убиваются антибиотиками. Клетки этих бактерий перестают реплицировать и могут оставаться в состоянии «спящей клетки» в течение нескольких дней, недель или даже месяцев. Когда антибактериальное лечение прекращается, некоторые из этих бактериальных клеток могут «проснуться». И если это происходит, они могут вызвать еще одну инфекцию.

Именно персистентные (или резистентные) клетки бактерий часто являются виновниками повторных заболеваний. Такие клетки образуются, когда бактерии захватываются макрофагами — иммунными клетками человека, которые защищают организм от инфекций, поглощая бактерии и вирусы. Оказавшись внутри макрофага, персистентные клетки могут существовать в этом состоянии, в котором антибиотики не смогут убить их в течение недель или даже месяцев.

Впервые подобные клетки были обнаружены в 1944 году и считались спящими неактивными бактериями, которые работают как бомба замедленного действия для рецидива. В последних исследованиях ученые показывают, что персистентные клетки, скрываясь в иммунных клетках организма, действительно способны ослабить способность макрофагов убивать клетки-«вредители».

Доктор Питер Хилл, соавтор исследования, пояснил:
«Раньше считалось, что персистентные клетки полностью неактивны. Однако реальность, которую мы выявили сейчас, намного страшнее. Они отрываются от защиты внутри, ослабляя силу макрофагов — которые являются ключевой частью нашего «боевого арсенала» против инфекций. Это означает, что после прекращения лечения антибиотиками они могли создать гораздо более благоприятную среду для другого заражения или даже совершенно новой инфекции от других бактерий или вирусов».

Сейчас ученые пытаются определить механизм, с помощью которого персистентные клетки ослабляют наши иммунные клетки. От них сложно избавиться, так как они невидимы для антибиотиков, но, возможно, механизм ослабления наших иммунных клеток может быть «ахилессовой пятой» этих клеток.

По  материалам: eurekalert .org
Источник: scientificrussia .ru

 

Международная группа палеонтологов, изучив хорошо сохранившийся окаменевший скелет одного из видов ихтиозавров,  пришла к выводу , что он был способен поддерживать постоянную температуру тела вне зависимости от температуры окружающей среды.

Останки стеноптеригия
© Johan Lindgren

Ихтиозавры представляют собой отдельный отряд рептилий. Они появились на Земле в начале триасового периода, достигли расцвета в юрском и исчезли в меловом периоде. Это были морские обитатели, внешне похожие на современных рыб или дельфинов. Средняя длина ихтиозавров составляла несколько метров, а самые крупные виды достигали 23–24 метров в длину.

Описанный в нынешней работе вид ихтиозавра относится к роду стеноптеригиев (Stenopterygius), останки которых нередко находят в Западной Европе. Данный образец, возраст которого составляет 174,1–182,7 миллионов лет, примечателен тем, что при фоссилизации сохранил не только кости, но и фрагменты мягких тканей. Найден он был в карьере Хольцмаден недалеко от Штутгарта. Руководитель исследовательской группы профессор Йохана Линдгрен (Johan Lindgren) из Лундского университета говорит: «Четко видны как контуры тела, так и остатки внутренних органов. Замечательно, что ископаемое настолько хорошо сохранилось, что в его коже можно наблюдать отдельные клеточные слои». При помощи масс-спектроскопии и рентгенофлуоресцентной спектроскопии ученые определили элементный состав тканей животного и пришли к выводу, что у стеноптеригия имелась прослойка жировой ткани, подобная подкожному жиру современных китов и дельфинов, помогающему сохранять тепло в водной среде.

Также ученые смогли идентифицировать меланофоры в коже стеноптеригия и по их концентрации в разных частях тела установили, что спинная сторона животного была темной, а брюшная – светлой. Подобный тип окраски присущ многим водным животным от рыб до китообразных. Он обеспечивает маскировку в водной среде, а также защиту от ультрафиолетового излучения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature
Источник: polit.ru

Ученые из Института молекулярной биологии РАН имени В. А. Энгельгардта, кафедры иммунологии биологического факультета МГУ, Фрайбургского университета, Гарвардской медицинской школы и Института физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского определили роль белка TNF при воспалительных заболеваниях нервной системы, в частности, рассеянном склерозе. Исследования были  поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Итоги работы подведены в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о них сообщает пресс-служба РНФ.

Структура белка TNF
© Ramin Herati

Белок TNF (фактор некроза опухоли, tumor necrosis factor) выделяется клетками иммунной системы – лейкоцитами и макрофагами – и служит для активации и регуляции воспалительного ответа. Название его может ввести в заблуждение. Дело в том, что Ллойд Олд, открывший этот белок в 1975 году, обнаружил его способность убивать клетки фибросаркомы у лабораторных мышей. Но деятельность TNF не ограничивается борьбой с опухолями. Он универсальный воспалительный агент, дающий сигнал другим клеткам иммунной системы. Если же активность этого белка повышена, это часто оказывается причиной аутоиммунных заболеваний. Поэтому современные медики подавляют белок TNF для лечения, например, аутоиммунного артрита, псориаза или болезни Крона. Но при лечении рассеянного склероза, который также относится к аутоиммунным заболеваниям, такой подход приводил к ухудшению симптомов болезни. Авторы исследования сумели объяснить, почему это происходит.

«Известно, что анти-TNF терапия помогает при некоторых аутоиммунных заболеваниях, но делает только хуже при рассеянном склерозе. Мы предположили, что это может быть связано с тем, что TNF в этом заболевании «подает» какой-то защитный сигнал, который нельзя блокировать», – говорит ведущий автор работы Сергей Недоспасов, доктор биологических наук и академик РАН, заведующий лабораторией Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, заведующий кафедрой иммунологии биологического факультета МГУ.

Фактор некроза опухоли связывается с двумя типами рецепторов: TNFR1 и TNFR2. «Недавно было обнаружено, что один из рецепторов – TNFR2 – широко представлен на Т-регуляторных клетках, особой популяции Т-клеток, участвующих в подавлении аутоиммунитета. Это дало основание предполагать, что именно TNFR2 на Т-регуляторных клетках может иметь тот самый защитный сигнал», – говорит автор работы Камар-Сулу Атретханы, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Ученые подтвердили это предположение экспериментально, использовав лабораторных мышей, которым при помощи технологий редактирования генома были переданы человеческие гены TNF и TNFR2. У мышей с неактивным рецептором TNFR2 на Т-регуляторных клетках эти клетки значительно слабее подавляли активность других типов иммунных клеток (Т-хелперов и Т-киллеров). Кроме того, такие мыши имели более выраженные клинические симптомы мышиной модели рассеянного склероза.

Результаты исследования важны не только тем, что они объясняют роль TNF в защите от рассеянного склероза. Рецептор TNFR2 широко представлен на Т-регуляторных клетках, поэтому его предлагают использовать, как потенциальную мишень для иммунотерапии рака. Нынешнее исследование указывает на возможные побочные эффекты такого подхода, заключающиеся в усилении аутоиммунитета и нейровоспаления. А созданная исследователями линия мышей с человеческими генами TNF и TNFR2 будет очень полезна для дальнейших исследований иммунитета.

Источник: polit .ru

Исследователь из Оксфордского университета, возможно, решил один из самых больших вопросов в современной физике. Он предложил модель, которая объединяет темную материю и темную энергию в единую субстанцию: жидкость с «отрицательной массой». Если бы вы попытались оттолкнуть объект с такой массой, он стал был двигаться быстрее в обратном направлении – то есть, в вашу сторону. Эта удивительная теория может также поддержать предсказание, сделанное Альбертом Эйнштейном 100 лет назад.  Описание теории представлено в журнале Astronomy and Astrophysics.

 © CfA/M. Weiss

Современная модель Вселенной, называемая Лямбда-CDM (ΛCDM), говорит о том, что пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, темной энергией и холодной темной материей. Последние два компонента занимают 95% Вселенной. Но из этой модели не следует, что темная материя и темная энергия похожи между собой физически. Мы знаем о том, что они существуют, только благодаря гравитационным эффектам, которые они оказывают на другую, наблюдаемую материю.

Доктор Джейми Фарнс (Jamie Farnes) из Оксфордского университета предлагает новую теорию: «Теперь мы думаем, что и темная материя, и темная энергия могут быть объединены в жидкость, которая обладает типом «отрицательной гравитации», отталкивая все остальные материалы вокруг них. Получается, что наш космос симметричен как в положительных, так и в отрицательных качествах».

Существование отрицательной материи ранее было исключено, поскольку считалось, что этот материал станет менее плотным по мере расширения Вселенной, что противоречит нашим наблюдениям, которые показывают, что темная энергия не истощается с течением времени. Модель доктора Фарнса демонстрирует, что когда возникает все больше и больше отрицательных масс, эта отрицательная масса жидкости не «размывается» при расширении космоса. Фактически, жидкость, по-видимому, идентична темной энергии.

Новая теория также дает первые верные предсказания того, как ведет себя гало темной материи. Большинство галактик вращаются так быстро, что они должны разрываться на части, – это, в свою очередь, говорит о том, что невидимое «гало» темной материи должно удерживать их вместе. Новое исследование представляет собой компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, которое предсказывает образование гало темной материи, как и те, которые выведены наблюдениями с использованием современных радиотелескопов.

Альберт Эйнштейн представил первый намек на темную вселенную ровно 100 лет назад, когда обнаружил параметр в своих уравнениях, известный как «космологическая константа», который мы теперь знаем как синоним темной энергии. Эйнштейн назвал космологическую константу своей «большой ошибкой», хотя современные астрофизические наблюдения доказывают, что это реальное явление. В примечаниях, относящихся к 1918 году, Эйнштейн описал свою космологическую константу, написав, что «требуется модификация теории, чтобы «пустое пространство» принимало роль отрицательных масс, которые распределены по всему межзвездному пространству».

Доказательство теории доктора Фарнса будет исходить из испытаний, выполненных на ультрасовременном радиотелескопе, известном как Square Kilometre Array, («Квадратная километровая решетка»). В разработке этого международного проекта по созданию крупнейшего в мире телескопа, участвует в том числе и Оксфордский университет.

Д-р Фарнс добавляет: «Я с нетерпением жду, будет ли эта новая расширенная версия Лямбда-CDM точно соответствовать другим данным наблюдений. Если это реально, получается, что недостающие 95% космоса имеют эстетическое решение: мы забыли включить простой знак минуса».

По материалам: eurekalert .org
Источник: scientificrussia .ru

РИА Новости. Британские физики создали новую версию «притягивающего луча», позволяющую извлекать произвольные компоненты клетки и даже нити ДНК, не разрушая ее оболочек и не убивая ее при этом. Их выводы были представлены в журнале Nature Nanotechnology.

Нанопипетка, способная захватывать одиночные молекулы в живых клетках
© Imperial College London

«Используя наши щипцы, мы можем извлечь из клетки минимальное число молекул, нужных для наших экспериментов, не повреждая при этом все остальные ее компоненты. Мы показали, что мы можем захватывать самые разные вещи, начиная с митохондрий и заканчивая ядерной ДНК», — рассказывает Джошуа Эдель (Joshua Edel) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).

Световые щипцы, или оптические пинцеты, представляют собой особые инструменты, способные манипулировать микроскопическими кусочками материи, в том числе живыми клетками, при помощи частиц света. Как правило, главную роль в таких приборах играют микролазерные излучатели, испускающие особые, «закрученные» импульсы света.

Первые подобные устройства, за создание которых была присуждена недавняя Нобелевская премия по физике, обладали массой ограничений. Они не могли работать в «грязной» среде, где в луч лазера попадали «ненужные» частицы, и могли манипулировать ими лишь на небольшом расстоянии.

Это, как отмечает Эдель, не позволяло использовать их для манипуляций отдельными наночастицами или молекулами внутри живых клеток. Подобным образом ученые могли бы напрямую вмешиваться в их жизнь или извлекать какие-то сложные их компоненты, аналоги которых нельзя напрямую создать в пробирке из «неживых» атомных цепочек.

Британские ученые реализовали эту мечту многих биологов-экспериментаторов, научившись захватывать интересующие их клеточные органеллы или молекулы не при помощи вспышек света, а сверхмощных электрических полей.

Они вырабатываются парой очень тонких и почти невидимых электродов из углеродных нанотрубок, вставленных в полый стержень пипетки или «иглы» для клеточных инъекций. Если ее ввести в клетку и пропустить через нее переменный ток, то ближайшие к ней молекулы белков, генетического кода или митохондрии «притянутся» к этой игле и прилипнут к ней.

Сила этих полей настолько высока, что подобная игла может притягивать даже очень короткие нити ДНК и РНК, содержащие в себе всего 200-300 «букв»-нуклеотидов. Данное свойство, как отмечают ученые, позволяет игле проникать внутрь оболочки клетки, не повреждая ее.

Подобный прибор, как отмечает Эдель, позволит не только изымать определенные компоненты из клеток и изучать их роль в развитии болезней, но и напрямую манипулировать их жизнедеятельностью, «вставляя» в них новые нити РНК и прочих сигнальных молекул.

Работу этого «притягивающего луча» физики проверили на культурах раковых клеток человека, выделив из них ДНК и часть митохондрий. Как показали эти опыты, подобные «операции» не привели к мгновенной гибели клетки и разрушению органелл, что позволяет надеяться на скорое проникновение подобной технологии в медицину и науку.

Источник: РИА Новости