Сегодня - 23.10.2019

Задайте вопрос учёному

В этом разделе вы можете задать вопросы, относящиеся к любому научному направлению: будь то археология или ядерная физика. Задавая вопрос, вы можете обозначить, ученому какой специальности он адресован. Если вы не определились с адресатом, мы найдем для ответа на ваш вопрос компетентного эксперта. Ответ будет опубликован на сайте.

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.

Вопросы вы можете направлять на электронный адрес: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой в теме: «Вопрос ученому»



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)



Не опасно ли купаться в соленых озерах Сибири?

Отвечает Отвечает старший научный сотрудник Института биофизики СО РАН, доцент кафедры биофизики Сибирского федерального университета кандидат физико-математических наук Денис Рогозин.

 

С учетом особенных сообществ микроорганизмов в соленых озерах Сибири, не опасно ли купаться в таких водоемах? 

Шунет, одно из соленых озер Хакасии

Микроорганизмы в огромных количествах обитают во всех природных экосистемах, в том числе, конечно же, и во всех водоемах. Даже в одном миллилитре родниковой воды содержится несколько сотен бактериальных клеток, и соленые озера не исключение.  Условно патогенными можно считать все микроорганизмы, но бояться этого не стоит — наше тело умеет защищаться от чужеродных бактерий. Достаточно сказать, что на нас постоянно «живет» больше не видимых глазу существ, чем людей на нашей планете. Поэтому смело купайтесь. В большинстве случаев «природные» микроорганизмы для человека не страшны, иначе нас бы уже не было. Хотя польза от них не очевидна, поэтому лучше все-таки принимать душ после плавания, если есть возможность. И пить воду из таких водоемов, конечно же, не стоит, поскольку фекальные и прочие антропогенные загрязнения — это источник повышенной опасности.
 



Как могли получиться ярко-рыжие или черно-белые домашние кошки, если их предки были совершенно другого цвета?

Отвечает заведующий лабораторией Института цитологии и генетики СО РАН доктор биологических наук Павел Михайлович Бородин.

 


Все дикие кошки, которых я видел в зоопарках и на фотографиях, примерно одной окраса. Скажите, как могли получиться домашние, например, ярко-рыжие или черно-белые, или полностью черные или белые, если их предки были совершенно другого цвета?


Разноцветные окраски домашних кошек — это результаты проявления мутантных генов, контролирующих основные пути развития шерсти. Мутации в генах синтеза пигментов ведут к сиамскому  или бирманскому  альбинизму, в генах, отвечающих за расселение пигментных клеток — превращают полосы в разводы или точки,  вызывают образование белых пятен разного размера. Понятно, что в дикой природе у носителей таких изменений мало шансов на выживание. Любые нарушения камуфляжной окраски затрудняют  возможность подкрасться к жертве и укрыться от врага, поэтому они крайне редки, но не отсутствуют вовсе: например, известны черные леопарды или белые тигры. У домашней кошки эти мутации не отбраковывались естественным отбором, более того,  поддерживались   искусственным образом: на их основе создавались породы. Именно поэтому таких изменений много среди домашних кошек и мало у диких представителей семейства. 

 

Фото Елены Трухиной

 




Создается ли в университетах электронная инженерная база, по которой можно найти нужное оборудование?

Отвечает начальник Центра инновационного консалтинга Сибирского федерального университета Артур Туманян.

 

Создается ли в наших университетах для удобства конструирования чего-либо электронная инженерная база, по которой можно найти нужные станки, оборудование, инструменты, модули, детали, крепления, вещества с указанием производителей, патентной информации, характеристик? Если нет, то возможна ли ее организация? Будет ли она находиться в общественном пользовании и каковы перспективы этого?

 

В Сибирском федеральном университете в 2008 году был создан Центр коллективного пользования (ЦКП), который включает в себя 5 лабораторий, оснащенных современным научным оборудованием. Приборы различные: от атомно-эмиссионных спектрометров до измерителей вибрации, с полным списком оборудования можно ознакомиться на сайте университета. Оборудованием активно пользуются ученые и аспиранты для проведения своих исследований, но из-за того, что оно сложное и дорогостоящее, горожанам «просто» прийти попользоваться, к сожалению, не получится, нужна подготовка и предварительное обучение работе с тем или иным прибором. В нынешнем году на базе СФУ открывается R&D-офис, который решает эту проблему — любой желающий сможет прийти со своим вопросом и сотрудники ЦКП сделают экспертное исследование на соответствующем аппарате.

 

Система Orphus