Самый черный в мире материал становится "еще чернее"


В свое время мы рассказывали о чудо-материале под названием Vantablack, изготовленном в 2014 году компанией Surrey NanoSystems, который способен абсорбировать 99.96 процентов падающего на его поверхность света и который является самым черным материалом, созданным учеными за всю историю человечества. А на прошедшей неделе представители компании Surrey NanoSystems объявили о том, что им удалось сделать материал Vantablack еще чернее. Правда, определить насколько именно им уже не удалось из-за того, что даже самые высокочувствительные спектрометры не в состоянии измерить количество отражаемого этим материалом света.

Материал Vantablack создается путем выращивания на алюминиевом основании "леса" из углеродных нанотрубок. Этот процесс достаточно прост, быстр и недорог. Для сравнения, почти все попытки создания черных материалов других типов требовали применения дорогостоящих высокотемпературных процессов.

Вполне вероятно, вы задаетесь вопросом, зачем именно было положено множество усилий на создание подобных материалов? Эти материалы создаются для применения в различных оптических электронных устройствах, где наличие даже слабого отраженного света может привести если не к потере работоспособности, то к сильным искажениям полезного сигнала, к примеру, в телескопах, предназначенных для "рассматривания" очень тусклых далеких звезд. В данном случае покрытие материалом Vantablack внутренних элементов конструкции телескопа позволяет максимально избавиться от нежелательного отраженного света и получить изображения более высокого качества.

Кроме этого, отсутствие отраженного света может повысить качество работы проекционных лазерных систем, технологий сбора энергии солнечных лучей и множества других подобных вещей. Более того, эксклюзивные права на использование материала Vantablack в произведениях художественного искусства были выкуплены недавно известным художником-скульптором Анишем Капуром (Anish Kapoor), по всей видимости, не за горам появление весьма необычных скульптур и других предметов искусства, демонстрирующих нам все прелести "абсолютной черноты".

А на приведенных ниже видеороликах вы сами можете убедиться, насколько черным является новый материал Vantablack. Луч лазера, попавший на его поверхность, кажется, полностью исчезает в пустоте.



Источник

Ученые впервые произвели высокоточные измерения параметра объекта возле черной дыры, удаленной от Земли на 5 миллиардов световых лет


Группа испанских ученых из университета Гранады (University of Granada, UGR) впервые за всю историю астрономии обнаружила и произвела самые высокоточные параметры объекта, находящегося во внутренней области квазара черной дыры, удаленной от Земли на расстояние более пяти миллиардов световых лет. Данные измерения являются высокоточными измерениями параметров самого маленького и самого удаленного космического объекта. Это дело затруднено тем, что квазар испускает огромное количество энергии, его яркость сопоставима с суммарной яркостью свечения всех звезд окружающей его галактики. А помог ученым произвести подобные измерения эффект гравитационного преломления (gravitational microlensing), вызванный звездами галактики, находящейся между Землей и квазаром.

Если быть более точным, то испанским ученым удалось точно "обмерить" размеры внутренней границы диска материи, двигающейся вокруг квазара Q2237+0305, известного под названием "Крест Эйнштейна" (Einstein Cross). Это было сделано путем регистрации изменений яркости четырех различных изображений квазара. Для получения изображений ученые использовали данные, собранные в ходе экспериментов OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) и GLITP (Gravitational Lensing International Time Project), в рамках которых наблюдения за квазаром проводились в течение 12 лет и в течение 9 месяцев соответственно.

Квазар испускает энергию благодаря наличию у него диска материи, разогретой до сверхвысокой температуры, которая движется вокруг и которая постепенно поглощается черной дырой, масса которой превышает массу Солнца в миллиард раз. Размер диска квазара Q2237+0305 сопоставим с размером Солнечной системы, но из-за большого удаления от Земли его размеры и другие параметры невозможно измерить напрямую обычными средствами.

"Наше достижение заключается в том, что мы смогли различить элементы структуры диска материи на таком большом расстоянии" - рассказывает Хорхе Хименес Висенте (Jorge Jimenez Vicente), ученый из университета Гранады, - "Это было сделано лишь благодаря эффекту линзы гравитационного преломления света и это сопоставимо с обнаружением монеты в один евро с расстояния более 100 тысяч километров".

Уникальность квазара Q2237+0305 заключается в том, что только он один из 500 известных ученым самых ярких квазаров затронут влиянием эффекта гравитационного преломления. Полученная учеными информация будет очень полезна для понимания природы процессов, происходящих в непосредственной близости от черных дыр, что, в свою очередь, даст достаточно информации для понимания процессов формирования и дальнейшего развития галактик и скоплений галактик.

Источник

Ученые-биологи превратили колонию бактерий в "рой" био-ботов


Бактерии различных видов играют огромную роль в нашей жизни. Некоторые из них участвуют в процессе пищеварения, другие защищают поверхность нашей кожи и этот перечень полезных функций бактерий можно продолжать достаточно долго. Кроме этого, специализированные бактерии являются перспективным медицинским инструментом, они могут бороться с другими вредными бактериями, вырабатывать лекарственные препараты, только для этого потребуется научиться управлять их функциями и поведением. Первый шаг в этом направлении сделали исследователи из университета Дюка, они создали штамм бактерий, которые могут выживать, лишь сгруппировавшись в многочисленный "рой", а отбившиеся от этого роя отдельные микроорганизмы незамедлительно погибают, не успев причинить никакого вреда.

Ученые использовали в своих интересах тот факт, что некоторые бактерии изменяют свое поведение коренным образом когда их концентрация в объеме пространства превышает некий предел. Чтобы превратить колонию бактерий в контролируемый "рой" био-ботов, ученые вырастили безопасный штамм бактерий E. Coli, способных вырабатывать молекулы сигнального вещества AHL (N-Acyl homoserine lactone).

Часть из модифицированных на генном уровне бактерий начинает активно вырабатывать молекулы AHL тогда, когда концентрация бактерий становится высока. Бактерии с несколько иными генными модификациями реагируют на наличие в окружающей среде молекул AHL, сокращая свои щупальцеподобные придатки и становясь своего рода "связующим" материалом. Этот материал превращает колонию бактерий в подобие тонкой биопленки. И третья разновидность бактерий, бактерии вида Vibrio fischeri, начинают светиться в ответ на наличие сигнального вещества AHL, что позволяет им выступать в качестве светового индикатора.

Этот опытный рой бактерий-биоботов, реагируя на наличие AHL, за счет дополнительных генных модификаций начинает вырабатывать белок, делающий его устойчивым по отношению к антибиотикам, а бактерии, отбившиеся от роя, прекращают вырабатывать этот белок. Во время экспериментов рой биоботов был помещен в раствор сильного антибиотика. В отличие от колонии обычных бактерий, которые постоянно отбивались от колонии и быстро погибали, бактерии роя держались постоянно вместе, сохраняя устойчивость к воздействию антибиотика.

Ученые считают, что бактерии, получившие подобные генные модификации, могут оказаться полезным инструментом для ряда применений в области биомедицины. Они могут вырабатывать недостающие в организме пациента белки и даже сложные лекарственные препараты, моментально реагируя на происходящие в организме изменения. Кроме этого, модификации микроорганизмов позволят реализовать более сложные стратегии управления их поведением. К примеру, при условии наличия определенных факторов, колония полезных "медицинских" микроорганизмов может резко увеличить свою численность, ударными темпами выработать большое количество лекарственного вещества, снизить количество и впасть в спячку после того, как организм пациента вернется в нормальное состояние.


Источник

Новая математическая модель указывает на то, что подобные Земле планеты являются большой редкостью во Вселенной


Международная группа, в состав которой входили ученые из трех научных учреждений из Швеции и одного из Америки, создала новую компьютерную модель, предназначенную для оценки количества планет во Вселенной, которые могут быть колыбелью жизни. И расчеты этой модели дали весьма неожиданные результаты, согласно которым количество подобных Земле планет во Вселенной мало настолько, что их по праву можно считать огромной редкостью.

Созданная модель охватывала период развития Вселенной в 13.8 миллиардов лет и в ее основе лежали расчеты трансформации химических элементов, из которых и состоит все во Вселенной, за вышеуказанный период времени. Для достоверной работы новой модели в нее были введены дополнительные систематизированные данные, описывающие почти все, что известно о Вселенной, включая данные об известных экзопланетах, информацию о физических законах и их влиянии на естественные процессы.

В результате расчетов в недрах математической модели "родилось" приблизительно 700 миллионов триллионов экзопланет. Но самым удивительным стало то, что подавляющее большинство этих виртуальных планет были намного более старыми, нежели Земля.

Если данные расчетов новой модели соответствуют действительности в некоторой мере, это означает, что планеты, подобные Земле, являются гораздо большей редкостью, нежели это показывали другие, менее совершенные модели, созданные в более ранние времена. Кроме этого, полученные результаты говорят о том, что внеземная жизнь, которая могла зародиться на подобных Земле планетах несмотря на их редкость, зародилась гораздо раньше, чем на Земле.

Однако, тот факт, что земным ученым пока так и не удалось обнаружить признаков существования развитых внеземных цивилизаций, говорит о том, что Земля может быть еще более уникальной, нежели на это указывают результаты расчетов новой модели. Более того, согласно данным новой модели большинство подобных Земле экзопланет должно находиться в галактиках, которые намного больше нашей галактики, галактики Млечного Пути, в среде которых траектории движения и основные типы большинства звезд имеют кардинальные отличия от подобных характеристик нашего Солнца.

В результатах расчетов новой модели ученым удалось идентифицировать всего 2 тысячи планет, характеристики которых позволяют назвать их максимально подобными Земле. Это число представляет собой очень и очень маленький процент от общего количества планет, говорящий о том, насколько сильно повезло человечеству в целом.

Сами ученые признают, что работа их модели основана на некоторых данных, которые поняты ими не до самого конца. Практическая проверка этих данных невозможна из-за отсутствия у ученых астрономических инструментов с необходимой точностью. Ведь даже самые совершенные современные инструменты дают результаты с большой погрешностью и, поэтому, даже ученые не могут сказать, насколько точны результаты расчетов их модели.

Источник