Сегодня - 21.01.2017

Задайте вопрос учёному

В этом разделе Вы можете задать вопросы, относящиеся к любому научному направлению: будь то археология или ядерная физика, вопрос о деятельности Сибирского отделения РАН, об организации российской науки и образования, жизни научных центров.

Задавая вопрос, в поле «Кому» Вы можете обозначить, кому он адресован. Если Вы не определились с адресатом, мы найдем для ответа на Ваш вопрос компетентного эксперта. Ответ будет опубликован на сайте, а также отправлен Вам электронной почтой.

Обращаем Ваше внимание на то, что не подлежат рассмотрению вопросы и обращения, в которых содержатся выражения, оскорбляющие чьи-либо честь и достоинство, а также те, из которых не представляется возможным понять суть вопроса.

Задать вопрос

Просим по возможности указывать реальное имя и фамилию.

Image CAPTCHA



Существует ли природный иммунитет к вирусу клещевого энцефалита?

Отвечает заведующая лабораторией молекулярной микробиологии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН доктор биологических наук Нина Викторовна Тикунова.

 


Существует ли природный иммунитет к вирусу клещевого энцефалита? У каких групп людей? Как выяснить, есть ли у меня такой иммунитет?

 

 — Согласно статистике, из ста клещей только шесть являются носителями вируса клещевого энцефалита. Однако даже если взять сто зараженных особей и напустить их на сто людей, то заболеет только 2-6% последних. Зависит это от целого комплекса причин — количество впрыснутого клещом вируса, который успел впрыснуть клещ, какого он был субтипа (к примеру, дальневосточные клещи гораздо опаснее сибирских, оба типа встречаются в наших лесах). Решающим фактором является состояние иммунитета зараженного человека — чем слабее иммунная система, тем выше риск пострадать от клещевого энцефалита.
 
У не заболевшей части людей начнут вырабатываться антитела вируса. Так и появляется «природный» иммунитет к клещевому энцефалиту, но, надо сказать, это большое везение. Как правило, те, кто им обладает — это охотники, рыбаки, то есть те, кто много времени проводит на природе и даже перестает обращать внимание на укусы клещей.
Как это выяснить?
 
В пунктах профилактики клещевых инфекций сдать кровь на количество антител против вируса клещевого энцефалита. Уровень иммунитета способен быть нулевым, средним и высоким. Исходя из этого, можно с определенной степенью надежности сказать, есть ли у человека защита от вируса.
 



Каким образом лазерные технологии используют при удалении опухолей головного мозга?

Отвечает ведущий инженер лаборатории лазерных медицинских технологий Института лазерной физики СО РАН Сергей Григорьевич Струц

 


Каким образом лазерные технологии используют при удалении опухолей головного мозга?

 

— Результат лазерного воздействия на те или иные структуры определяется их отражающей, поглощающей и пропускающей способностями и зависит от длины волны излучения, его мощности и продолжительности обработки. Подбирая эти параметры, можно обеспечить нагрев, коагуляцию, испарение, карбонизацию или рассечение биологической ткани. Морфологические изменения в ней вызываются поглощенной ею при облучении долей света.
 
В нейрохирургии для удаления менингиом используются, главным образом, коагулирующие свойства лазерного света — поглощение излучения вызывает быстрый локальный нагрев облучаемого участка мозга до такой температуры, при которой происходит денатурация (свертывание) патологически измененных тканей и крови без ущерба для здоровых поверхностей, прилегающих к месту воздействия. Обработанный таким образом фрагмент новообразования удаляется практически без кровопотерь.
 
Использование лазерного излучения особенно важно при устранении злокачественной опухоли, поскольку попутно осуществляется апоптоз ее клеток, по какой-либо причине оставшихся в граничащем с ней слое здоровой ткани. Происходит локальная гипертермия, что значительно снижает риск рецидива заболевания. Излучение из лазерного хирургического аппарата подается в зону воздействия по гибкому оптическому волокну бесконтактно: наконечник не касается поверхности обрабатываемого участка, что уменьшает травматичность вмешательства и обеспечивает высокую стерильность.
 
Наши исследования по использованию в нейрохирургической практике неодимового лазера с длиной волны 1,06 мкм продемонстрировали ряд преимуществ по сравнению с традиционно применяемыми методами — электрокоагуляцией и криодеструкцией.
 
Фото из открытых источников (анонс)



Почему так плохо развиты электронные системы перевода звука в текст?

Отвечает старший научный сотрудник Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН кандидат физико-математических наук Дамир Ревинирович Исламов

 


Мне очень интересно, почему в наш век развитых технологий до сих пор не решена такая простая, казалось бы, задача, как перевод звука в текст? Знаю, что подобные программы создавались, но судя по всему, они оказались малоэффективными, иначе бы все журналисты уже давно про них знали. А пока нам приходится тратить уйму времени на вбивание текста диктофонной записи в компьютер вручную.

 

Проблема распознавания образов, в том числе перевод звуков в буквы — задача крайне нетривиальная. Существующие программы используют для этого нейронные сети. Но в отличие от картинки, которую можно разбить на сетку, разделить по цветам, оцифровать, по каким-то алгоритмам выработать её контур, со звуком всё гораздо сложнее. Во-первых, разные люди говорят с совершенно разной скоростью, даже один человек может менять темп своей речи в течение небольшого промежутка времени. Во-вторых, у каждого из нас есть свой тембр голоса. Третья причина: помимо общепринятых слов существуют различные термины и жаргонные выражения, которых система может не знать, поэтому она заменяет их другими, наиболее близкими к ним по звучанию, но смыслу совсем не подходящими. В-четвёртых, человек не всегда произносит слово, как оно пишется (например, «код» и «кот» в речи звучат одинаково), а второй собеседник догадывается о правильном значении из контекста. Это как раз тот вариант, когда у нас имеются не все входные данные, а наш мозг, анализируя информацию, додумывает, дополняет и строит уже более полную картину. Что же касается появляющихся сегодня систем распознавания голоса, вроде "О'кей, Google", то есть два варианта: возможно,  у них всё же есть группа обученных людей, которые распознают и печатают информацию. Либо там используются какие-то очень большие вычислительные мощности. Какой ценой достигается результат, мы не знаем, Google пока не распространяет эту информацию. Человеческий мозг сегодня работает эффективней даже самых развитых  вычислительных машин. Например, занимающий лидирующие строки в рейтинге суперкомпьютеров китайский Tianhe-2 потребляет 18 ГВт электроэнергии, а если учесть систему охлаждения — все 24 ГВт. Мозг же для своей работы в активной фазе расходует всего 20 Вт, при этом справляется со многими задачами гораздо лучше. Создать эффективные программы перевода звука в текст, скорее всего, будет возможно, с развитием нейроморфных компьютеров.
 
Фото из открытых источников (анонс)



Что такое «ионосферное» или «геофизическое» оружие?

Отвечает заместитель директора иркутского Института солнечно−земной физики СО РАН доктор физико−математических наук Андрей Всеволодович Медведев

 


Что может представлять из себя «ионосферное» или «геофизическое» оружие,  появление которого стали прогнозировать в последнее время?

 

Речь идет о потенциальной (и пока не очень хорошо понимаемой) возможности стимуляции катастрофических процессов в атмосфере Земли путем воздействия на ионосферу мощным потоком коротковолнового излучения в диапазоне от 1 до 10 мегагерц. Этот диапазон соответствует собственным плазменным частотам ионосферы и зависит от концентрации заряженных частиц в этой области. Существует гипотеза (пока математически не просчитанная) о том, что существуют некоторые триггерные механизмы, которые позволяют под воздействием снизу, с Земли, некоторым образом инициировать поток направленного высыпания частиц высоких энергий из радиационных поясов магнитосферы в ионосферу. Это очень серьезные энергии, в природном варианте последствия от таких событий мы испытываем во время сильных магнитных бурь. К примеру, усиленные ионосферные токи  начинают наводиться на протяженные рукотворные электрические цепи, и они могут  выходить из строя. Известен блэкаут 1989 года в Канаде, когда во время геомагнитной бури ионосферные токи естественного происхождения вывели из строя большой участок энергетической системы, и буквально полстраны погрузилось в темноту. Если кто-то сумеет организовать такой процесс с Земли, то как раз получит «геомагнитное оружие» (хотя, повторюсь, механизмы иницииации такого процесса не совсем понятны). У всех на слуху установка HARP на Аляске: она как раз находится «под подозрением» в проведении исследований именно таких воздействий. Результаты экспериментов американцы публикуют в открытой печати ― но всех ли? Я думаю, что нет.
 
Фото: (анонс) из открытых источников
 



Что будет, если человек выйдет в космос без скафандра, только в кислородной маске?

Отвечает младший научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича, кандидат физико-математических наук Дмитрий Эпштейн

 


В фильме «Стражи галактики» был эпизод, где герой выходит в открытый космос без скафандра, в одной кислородной маске, и беспокоится только о том, что может замерзнуть: разве его не должно разорвать от внутреннего давления?

 

Выходить в одной кислородной маске точно не стоит, потому что если снаружи резко упадёт давление, то человек очень быстро задохнётся — наступит кислородное голодание, декомпрессионная болезнь, и начнётся кипение крови. Кроме этого, скорее всего, произойдет потеря слуха, так как давление внутри уха выдавит барабанные перепонки наружу, а так же, возможно, исчезнет зрение из-за мгновенного закипания и испарения слёзной плёнки и разрушения глаз по причине внутреннего давления.
 
Если же внимательно присмотреться к герою Криса Пратта в сценах выхода в открытый космос, то видно, что его фантастическая маска как раз защищает глаза и уши. А вот замерзать в космосе человек станет медленно, так как в вакууме очень плохая теплопроводимость, и тепло от тела не будет быстро утекать. 
 



Как общаться с другом, если время у вас идет по-разному?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Алексеевич Шошин

 


Предположим, что технологии позволяют построить в космосе станцию, представляющую из себя орбиту радиусом несколько тысяч километров. Расположенные по окружности двигатели раскручивают её до нескольких оборотов в секунду. Пять-шесть, например — не так уж и много, но благодаря этому на внешней окружности достигается линейная скорость, близкая к скорости света (или даже превосходящая её). Если я буду находиться в центре этой орбиты, а мой собеседник — удаляться от меня к краю окружности, что будет происходить с нашим общением (предположим, у нас будут бинокли, телескопы, рации)? Ведь, получается, для моего товарища две недели со скоростью света будут равны ста годам для меня (про это соответствие знаю из документального фильма по «Дискавери», где рассказывалось про поезд, двигающийся по экватору со скоростью света).

 

Ваша задача ничем не отличается от случая, когда вокруг вас летает по кругу ракета (с собеседником) со скоростью, близкой к скорости света. Причем с вашей точки зрения у товарища время будет идти медленнее, а ему будет казаться, что ваше время отстаёт от его часов. Общаться вам будет сложно, так как сигналы станут приходить редко, через большие промежутки. Чтобы получить его ответную фразу из нескольких слов, вам потребуется значительное время. 

 



Что было бы, если бы космос был тёплый, а солнце — холодным?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин

 

Все мы знаем, что космос огромный и холодный. У меня такой вопрос. Что будет, если он был бы, допустим, комнатной температуры, а вместо солнца (и других звёзд) были бы гигантские холодные планеты? И отталкиваясь от этого вопроса, что было бы, если бы космос начал разогреваться? 

 

Не очень понятно, что здесь подразумевается под температурой космоса. Под этим предметом обычно понимают характеристику вещества. Оно в космосе присутствует в весьма малых количествах — в пределах нашей галактики 1-100 атомов на кубический метр, что делает космос примерно на 19 порядков более разряженной средой, чем воздух при нормальных условиях на поверхности Земли. 
 
С какой стати «космос» в таком состоянии будет разогреваться, тоже не очень понятно. Механизмом горения звёзд являются термоядерные реакции, при которых хотя бы два атомных ядра должны столкнуться, что в «космосе» является не очень вероятным процессом.
 
Сразу после Большого взрыва, когда Вселенная была ещё очень молодой и компактной, во время стадии инфляции действительно всё разогревалось и расширялось, но в этот момент оно было более-менее однородно, без каких-либо неоднородностей в виде планет и звёзд.
 
Фото из открытых источников
 



Как ученые могут утверждать, из чего состоят другие планеты?

Отвечает сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева Сергей Владимирович Ращенко

 


С детства меня мучает вопрос, если из космоса падают «неизвестные» материалы, то как ученые могут утверждать, из чего состоят другие планеты, пробы грунта которых мы не брали и не изучали, а только видели, да и то вряд ли? Мы же ограничены таблицей Менделеева.

Во-первых, не такие уж и «неизвестные» материалы падают на нашу планету из космоса. Несмотря на научную ценность каждого метеорита, подавляющее их большинство не представляет большой загадки для учёных, поскольку относится к давно изученным типам: каменным (хондритам и ахондритам), железным и железокаменным. Происхождение этих разновидностей хорошо описывается существующей теорией образования Солнечной системы и текущие исследования метеоритов лишь уточняют её детали.

Первомайский метеорит

Основным положением этой теории является общее происхождение Солнца и планет из газопылевого облака 4,5 млрд лет назад. Таким образом, оценив содержание различных элементов в солнечном веществе (для этого анализируется спектр соответствующего света), можно понять, из чего должны состоять и планеты. В соответствии с этим, основными компонентами Солнечной системы являются лёгкие водород и гелий, составляющие более 90% её массы; далее по распространённости следуют кислород, азот и углерод (два последних склонны к образованию газообразных соединений с водородом – аммиака и метана); завершают группу наиболее распространённых элементов кремний, магний и железо. При этом в составе планет Si и Mg связываются с кислородом, образуя твёрдые силикатные минералы, Fe же может как входить в состав этих минералов, так и существовать в свободном металлическом виде.
 
Комбинируя эти данные с плотностью планет, вычисленной астрономическими методами, уже можно предложить модели их состава: так, очевидно, что планеты-гиганты с большой массой, но низкой плотностью должны состоять преимущественно из лёгких элементов — водорода и гелия (с небольшой примесью аммиака и метана), тогда как маленькие и плотные планеты земной группы  теоретически сложены плотными силикатными минералами и железом.
 
Все дальнейшие исследования сводятся к уточнению этих моделей. Так, изучение динамики вращения планет и особенностей их магнитного поля позволяют установить наличие жидкого проводящего ядра, исследование состава поверхности и атмосферы — выявить особенности химической эволюции и магматизма, картирование рельефа — сделать выводы о проявлениях тектоники и т.п. Лучше всего в этом отношении изучена наша соседка — Луна, на которой даже проводились сейсмические исследования. Менее всего — дальние планеты Солнечной системы, изучение которых ограничивается внешними слоями атмосферы.
 
Фото предоставлено ИГМ СО РАН
 



Как приобрести суперспособности эльфа Леголаса?

Отвечает старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин

 


В фильме «Хоббит» эльф Леголас с легкостью выполняет чудесные акробатические трюки — в частности, прыгает вверх по обрушивающимся в пропасть камням, как по лестнице, и выбирается наверх. Какие должны выполняться физические условия (возможно, пониженная гравитация?), чтобы это можно было бы сделать на самом деле? 


Толкиен явно утверждал, что Средиземье было именно на Земле, то есть гравитация в этой выдуманной вселенной должна быть именно такой, какая есть у нас. Доцент физики в университете Луизианы Рэтт Аллэйн  провёл хронометраж падающих камней упомянутого моста (перевод можно почитать здесь), и у него получилось, что их ускорение равно порядка 2 м/c^2, что меньше стандартного ускорения g=9.8 м/c^2. Затем профессор попытался рассмотреть ситуацию специально замедленной съёмки, и оценить физические параметры Леголаса в этом предположении. Всё равно концы не сходились. В результате было сделано заключение: что физические законы на этого эльфа не действуют.
 
Следует отметить, Рэтт не рассматривал вариант, при котором камни были волшебные или содержали немного антигравитационного вещества (почему бы и нет?) и, соответственно, специально падали медленнее, чем должны были бы.  Но это легко можно сделать самостоятельно, воспользовавшись измерениями Рэтта. 
 
Так же при нормальных  условиях ведущие передачи «Разрушители легенд» пытались пробежаться по «рушащемуся мосту». Что у них вышло, можно поглядеть здесь.
 
Фото из открытых источников



Откуда в алмазах появляются всякие включения?

Отвечает сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева Сергей Владимирович Ращенко

 
 

Откуда в алмазах появляются всякие включения?

Алмаз из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия) с включениями мантийных минералов оливина (слева) и граната (справа). Размер порядка 1 ммВключения являются характерной чертой большинства кристаллов, выросших в природе — каждый наблюдал это явление, например, в виде мелких пузырьков воздуха в замёрзшем льду. Как правило, включения представляют собой частички среды, в которой рос кристалл, захваченные им в процессе роста. С этой точки зрения они несут очень важную для геологов информацию — с их помощью можно реконструировать температуру, давление и состав минералообразующего окружения (занимается этим геологическая дисциплина термобарогеохимия).
 
Поскольку кристаллы алмаза образуются на глубине в сотни километров, включения в них представляют ещё больший интерес. Фактически благодаря им, в руки геологов попадают пробы вещества мантии Земли, которые невозможно извлечь на поверхность никакими другими способами. Важную роль играет чрезвычайная прочность кристаллической решётки и химическая инертность алмаза — по этим причинам во включениях может сохраняться вещество, образовавшееся под давлением в десятки тысяч атмосфер, характерным для мантии нашей планеты. Таким образом, в виде включений в алмазе могут сохраняться даже минералы, устойчивые только при высоких давлениях.
 
Фото предоставлено Д. Зедгенизовым (ИГМ СО РАН)

Система Orphus