«Развитие языка» Гая Дойчера и другой нон-фикшн января

Дело в том, что дискуссии, как формируются циркадные ритмы — изнутри или снаружи, — шли аж до 1971 года. В тот год калифорнийские ученые смогли доказать, что за циркадными ритмами стоят гены. Исследование отличное было, вам понравится. Опять все как в мультике, простите мне мои смешные примеры. Короче, помните, как черепашки-ниндзя мутировали под действием радиоактивной слизи? Вот тут примерно та же логика. Ученые капали мутагены на яйца мушек-дрозофил, вызывая изменения в случайных генах. И сумели получить три разных по «ритмике» линии дрозофил. Циркадный ритм первой линии — назовем ее Донателло — составлял 28 часов, второй — скажем, Леонардо — 19 часов, а в третьей — Микеланджело — цикл вообще было невозможно определить. После анализа этих ниндзя-мух, прицельно разобравшись, что же именно у них изменилось, ученые и сделали открытие о генной природе циркадных ритмов. И даже смогли выделить участок, предположительно ответственный за нашу с вами «совость» или «жаворонковость». Им оказался ген в половой Х-хромосоме, который был назван period. Но дальше исследования не пошли, так как на тот момент были технически невозможны. Поэтому самое интересное для нас с вами — мы же помним, да, что на все эти исследования меня вдохновила мечта о справке «настоящая сова»? — так вот, самое интересное открытие в этой сфере произошло в 2017 году. К этому моменту ученые уже понимали, что сам по себе ген period не влияет на циркадный ритм, ему нужны партнеры. То есть какой-то другой ген, который его активизирует. Но какой? И вот наконец-то ученый из университета Рокфеллера в Нью-Йорке Майкл Янг наш

ел ответ. Он выявил еще один ген и назвал его timeless. А также доказал, что белки этих двух генов — period и timeless — могут попасть в клетку, только слившись в экстазе. Один без другого не работает. Больше скажу, без связи они вообще моментально разрушаются.

Простой рецепт материи во Вселенной

1. Начните с кварков и лептонов.
2. Добавьте кварки вместе, чтобы сформировать протоны и нейтроны.
3. Объедините протоны, нейтроны и электроны (отрицательно заряженный тип лептонов), чтобы построить ваши первые атомы.
4. Смешайте эти атомы вместе, чтобы создать молекулы.
5. Накопите молекулы в разных формах и комбинациях, чтобы создать планеты, петунии и людей.

Четыре фундаментальные силы

Вот четыре фундаментальные силы, которые управляют нашей Вселенной:

1. Гравитация, которую вы знаете.
2. Сильное взаимодействие удерживает частицы вместе в центре атомов.
3. Слабое взаимодействие заставляет атомы распадаться и выделять энергию. Кроме того, оно на самом деле не слабое. Оно намного сильнее гравитации. Но оно не такое мощное, как сильное взаимодействие.
4. Электромагнитное взаимодействие связывает отрицательно заряженные электроны с положительно заряженными протонами в центре атомов. Она также связывает группы атомов, известные как молекулы. Но давайте упростим это: гравитация связывает большие вещи, а три другие силы работают с маленькими вещами.

Первоначально коллеги относились к теории Эйнштейна как к бессмысленному ребячеству гениального юноши. Впоследствии именно за эту работу он получил Нобелевскую премию. Если Планк — отец теории, то Эйнштейн — родитель, который ее взрастил.

Но, как и все детища, теория затем пошла своим путем, непризнанным самим Эйнштейном. Во втором и третьем десятилетиях двадцатого века именно датчанин Нильс Бор был пионером ее развития. Именно Бор понял, что энергия электронов в атомах может принимать только определенные значения, например, энергию света, и, что особенно важно, что электроны могут «прыгать» между одной атомной орбитой и другой только с фиксированной энергией, испуская или поглощая фотон при прыжке. Это знаменитые «квантовые скачки». И именно в его институте в Копенгагене собрались самые блестящие молодые умы века, чтобы исследовать и попытаться упорядочить эти непонятные аспекты поведения в атомном мире и построить на их основе связную теорию. В 1925 году уравнения теории наконец появились, заменив всю механику Ньютона.

Трудно представить себе большее достижение. Одним махом все обретает смысл, и вы можете все рассчитать. Возьмем один пример: вы помните периодическую таблицу элементов, разработанную Менделеевым, в которой перечислены все возможные элементарные вещества, из которых состоит вселенная, от водорода до урана, и которая висела на стенах многих классов? Почему именно эти элементы там перечислены, и почему периодическая таблица имеет такую конкретную структуру, с этими периодами и с элементами, обладающими такими специфическими свойствами? Ответ в том, что каждый элемент соответствует одному решению основного уравнения квантовой механики. Вся химия возникает из одного уравнения.

Все это время взаимодействие материи в форме субатомных частиц и энергии в форме фотонов (безмассовых сосудов световой энергии, которые являются как волнами, так и частицами) было непрерывным. Вселенная была достаточно горячей для того, чтобы эти фотоны спонтанно преобразовывали свою энергию в пары частиц материя-антиматерия, которые немедленно после этого аннигилируют, возвращая свою энергию обратно фотонам. Да, антиматерия реальна. И мы ее открыли, а не писатели-фантасты. Эти превращения полностью предписаны самым известным уравнением Эйнштейна: E = mc2, которое является двусторонним рецептом того, сколько материи стоит ваша энергия, и сколько энергии стоит ваша материя. C2 — это квадрат скорости света — огромное число, которое, умноженное на массу, напоминает нам, сколько энергии вы на самом деле получаете в этом упражнении.

Незадолго до, во время и после того, как сильные и электрослабые силы расстались, Вселенная представляла собой бурлящий суп из кварков, лептонов и их антиматерии, а также бозонов — частиц, которые обеспечивают их взаимодействие. Ни одно из этих семейств частиц не считается делимым на что-то меньшее или более простое, хотя каждое из них имеет несколько разновидностей. Обычный фотон является членом семейства бозонов.

Лептоны, наиболее знакомые нефизику, — это электрон и, возможно, нейтрино; а самые знакомые кварки — это… ну, знакомых кварков нет. Каждому из их шести подвидов было присвоено абстрактное название, которое не служит никакой реальной филологической, философской или педагогической цели, кроме как отличать его от других: вверх и вниз, странный и очарованный, а также верхний и нижний. Кстати, бозоны названы в честь индийского ученого Сатьендры Натха Бозе. Слово «лептон» происходит от греческого слова leptos, что означает «легкий» или «маленький». Однако «кварк» имеет литературное и гораздо более образное происхождение. Физик Мюррей Гелл-Манн, который в 1964 году предположил существование кварков как внутренних компонентов нейтронов и протонов, и который в то время считал, что в семье кварков всего три члена, взял название из характерно неуловимой строки из «Поминок по Финнегану» Джеймса Джойса: «Три кварка для Muster Mark!» Одна вещь, которая действительно есть у кварков, это то, что все их имена просты — то, чего химики, биологи и особенно геологи, похоже, не способны достичь, называя свои собственные вещи. Кварки — странные звери.

В отличие от протонов, каждый из которых имеет электрический заряд +1, и электронов с зарядом -1, кварки имеют дробные заряды, которые идут в третях. И вы никогда не поймаете кварк сам по себе; он всегда будет сжимать другие кварки поблизости. Фактически, сила, которая удерживает два (или более) из них вместе, на самом деле становится сильнее, чем больше вы их разделяете — как будто они связаны какой-то субъядерной резинкой. Разделите кварки достаточно, резинка порвется, и накопленная энергия вызовет E = mc2, чтобы создать новый кварк на каждом конце, оставив вас там, где вы начали. Во время кварк-лептонной эры Вселенная была достаточно плотной, чтобы среднее расстояние между неприсоединенными кварками могло соперничать с расстоянием между прикрепленными кварками.

В этих условиях верность между соседними кварками не могла быть установлена однозначно, и они свободно перемещались между собой, несмотря на то, что были коллективно связаны друг с другом. Об открытии этого состояния материи, своего рода кваркового котла, впервые сообщила в 2002 году группа физиков из Брукхейвенской национальной лаборатории, Лонг-Айленд, Нью-Йорк.

Веские теоретические доказательства свидетельствуют о том, что эпизод в очень ранней Вселенной, возможно, во время одного из разделений сил, наделил Вселенную замечательной асимметрией, в которой частицы материи едва ли превосходили по численности частицы антиматерии: на миллиард и один к миллиарду. Эта небольшая разница в численности населения вряд ли была бы замечена кем-то среди непрерывного создания, уничтожения и воссоздания кварков и антикварков, электронов и антиэлектронов (более известных как позитроны), нейтрино и антинейтрино.