Парадокси й таємниці пізнання

Фізика П’ять найбільших, не розгаданих дотепер таємниць фізики

1. Що таке темна енергія? Незважаючи на вплив протидії сили гравітації, Всесвіт постійно розширюється. Вчені вважають, що існує якась невивчена сила, яка перешкоджає цій гравітації, і називають її темною енергією. Разом з розширенням простору його створюється все більше, і одночасно з цим збільшується темна енергія. Спостерігаючи за темпами зростання Всесвіту космологи розрахували, що темна енергія повинна займати щонайменше 70% всього космічного простору. Проте до цих пір не ясно, де і яким чином цю енергію можна виявити.

    2. Що таке темна матерія? За даними вчених, понад 80% матерії у Всесвіті неможливо побачити: вона не випромінює і не поглинає світло. Припущення про існування і властивості темної матерії будуються за рахунок її впливу на видиму матерію і Всесвіт. Відомо, що ця темна субстанція, що пронизує околиці Галактики, складається з слабо взаємодіючих частинок. Але досі ці частинки не були виявлені ні одним приладом.

      3. Чому існує «стріла часу»? На підставі властивості Всесвіту під назвою «ентропія» (рівень збільшення безладу) можна зробити висновок, що час рухається вперед. Звернути зростання ентропії неможливо. «Стріла часу» є концепцією, час у якому позначено як пряма, спрямована з минулого в майбутнє. Вчені не можуть розібратися, чому в момент зародження Всесвіту ентропія перебувала на низькому рівні? Адже відносно невеликий простір тоді переповнювала гігантська енергія.

     4. Чи існують паралельні Всесвіти? Згідно з даними астрофізиків, просторово-часовий континуум може бути не зігнутим, а плоским. Отже, він може тривати нескінченно довго, а наш Всесвіт входить в нескінченно величезний Мультивсесвіт. Фізики розрахували, що після Великого вибуху сформувалося 10^10^10^7 (^ – ступінь) всесвітів. Виходячи з цього, паралельних всесвітів існує дуже багато, але як їх «намацати», вчені поки не представляють.

      5. Чому матерії більше, ніж антиматерії? Деякі вчені дотримуються гіпотези, згідно якої матерія і антиматерія після Великого вибуху були симетричні. Однак у такому разі видимого нами світу не існувало б, оскільки почалася б реакція електронів з антиелектронами, протонів з антипротонами і так далі. На підставі того, що ми існуємо, можна зробити висновок, що матерії значно більше. На питання, як так сталося, у вчених поки немає пояснення.

 Вчені довели, що рослинам під силу математика. Здавалося б, рослини тільки й створені для того, щоб ними милуватися; та якими б простими не здавалися вони на перший погляд, варто усвідомлювати, що щодня у них перебігає безліч сРослинакладних процесів, які регулюють їх роботу. До цього часу було відомо, що за кожну з життєво важливих функцій рослини, а саме ріст, розвиток, дихання, обмін речовин, подразнення та розмноження, відповідає певна тканина чи орган. Проте, навіть біологи недооцінювали розум рослини. Вивчаючи поведінку зразків у лабораторії, дослідники з Центру Джона Іннеса, Великобританія, встановили, що при визначенні швидкості використання крохмалю, який запасається у вакуолях, рослини фактично виконують математичну операцію ділення. Це докорінно перевернуло уявлення ботаніків про структуру рослинного організму.
       Для денного живлення рослини використовують отриману від Сонця енергію, перетворюючи з її допомогою вуглекислий газ на крохмаль і цукор. Так поживні речовини за день накопичуються, і їх доводиться споживати рослині вночі в умовах відсутності світла.  Якщо запас крохмалю закінчиться раніше, аніж потрібно, рослина відчуває голод і її ріст припиняється, якщо  ж навпаки, крохмаль використовується повільно, – частина його виявляється непотрібною. Професори Мартін Говард та Алісон Сміт виявили, що у листках рослинних організмів міститься специфічний механізм, який за рахунок простого алгоритму регулює споживання крохмалю. Це відбувається наступним чином: механізм вимірює залишковий запас полісахариду і, використовуючи власний внутрішній біологічний годинник, оцінює, скільки часу залишилося до світанку. Тоді визначається відношення першої величини до другої, і вуаля! Швидкість споживання крохмалю визначено!

     До того ж, такий алгоритм дає  гарантію, що до самого світанку рослина буде забезпечена харчуванням, навіть якщо ніч закінчиться занадто рано або з якихось причин зміниться рівень крохмалю у вакуолях. Як результат, до сходу Сонця споживається приблизно 95% накопиченого крохмалю, тобто рослина уникає нічного голодування і водночас максимально ефективно використовує живлення для нічного росту.

     На думку Мартіна та Алісон, кодування вихідних даних, що необхідні для обчислень, може відбуватися за рахунок концентрацій молекул двох типів – S (концентрація крохмалю) та Т (час). Якщо концентрація S-молекул збільшується, механізм стимулює споживання крохмалю, а збільшення концентрації молекул типу Т призводуть до сповільнення цього процесу. Результуюча ж швидкість, за цією теорією, визначається саме відношенням концентрацій. Професори-ботаніки вважають, що для підвищення врожайності сільськогоспродарських культур відкрита ними особливість росту рослин у темряві виявиться надзвичайно корисною.

Краще, ніж в США. Вчені розповіли подробиці про медицину стародавніх інків. 

Дослідники, які вивчали черепи давно померлих інків, зробили приголомшливе відкриття: у пацієнтів індіанських медиків були високі шанси вижити після операції на черепі. Виявилося, що після такої операції інки виживали вдвічі частіше, ніж ті пацієнти, яких оперували під час громадянської війни у США – приблизно 400 років пізніше. Інки Перу часто практикували цю операцію. Більш ніж 800 черепів з ознаками трепанації було знайдено під час археологічних розкопок в прибережних районах і Андському нагір’ї Перу, починаючи з 400 року до нашої ери. Це більше, ніж загальна кількість трепанованих черепів, знайдених в інших країнах. Результати розкопок показують, як методи хірургів інків еволюціонували з плином часу, що призвело до неймовірного виживання пацієнтів – понад 80%. На фото – черепа зі слідами трепанації.

“Є ще багато невідомих даних про саму процедуру і тих людей, на яких проводилася трепанація, але результати під час громадянської війни були похмурими порівняно з часами інків”, – сказав невролог Девід Кушнер з Медичної школи Університету Майамі Міллера.

Судячи з усього, технологія трепанації поліпшувалася з часом: отвори ставали менше, що знижувало ризики проколу захисної мембрани мозку і появи інфекцій.

“За часів інків смертність становила від 17 до 25 відсотків, а під час громадянської війни вона становила від 46 до 56 відсотків. Це велика різниця. Питання в тому, як у древніх перуанських хірургів були результати, які значно перевершували результати хірургів під час американської громадянської війни?”, – зазначає Кушнер.

Однією з причин таких показників може бути гігієна. Військові лікарі часто використовували при операціях нестерилізовані інструменти і навіть пальці. Крім того, часто забруднені пов’язки використовувалися знову і знову. Крім того, травми, які траплялися під час Громадянської війни, дуже відрізнялися від травм, які виникали за часів інків.

“Однак, з часом, медики інків дізналися, які методи були краще. Фізичні дані виразно свідчать про те, що стародавні хірурги поліпшили процедуру з плином часу. Їх успіх дійсно чудовий”, – підкреслює Девід Кушнер.