Джейкоб Норри. Не разбрызган
Существуют ли в природе шаровые молнии? Из чего состоит таинственная темная материя, составляющая большую часть массы Вселенной? Для чего человеку нужны уникальные узоры на кончиках пальцев? Почему зевота так заразительна? Что заставляет некоторых людей чихать от яркого солнечного света? Почему правшей в мире подавляющее большинство? И как работает загадочный эффект плацебо? На эти и другие фундаментальные вопросы современной науки пока нет однозначных ответов. Ученые Пермского политехнического университета (ПНИПУ) поделились своими взглядами на эти неразгаданные тайны.
Загадка шаровой молнии: природный феномен или научная головоломка?
Чтобы понять природу шаровой молнии, полезно вспомнить механизм возникновения обычной молнии. Земля обладает отрицательным зарядом, а в грозовых облаках происходит разделение зарядов: положительные частицы скапливаются вверху, а отрицательные — внизу. Когда разность потенциалов становится критической, возникает мощный электрический разряд — молния.
— К Земле от Солнца постоянно движется поток положительно заряженных протонов. Попадая в атмосферу, они могут инициировать ядерные реакции. Эти частицы создают в воздухе ионизированные каналы, по которым устремляются электроны от разрядов молний, — объясняет Вячеслав Кирчанов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей физики ПНИПУ.
Шаровая молния — это редкое и загадочное явление: светящаяся сфера, которая может парить в воздухе, часто во время грозы. Она может появляться из ниоткуда, иногда внутри помещений и даже, согласно свидетельствам, внутри подводных лодок. Одна из первых научных фиксаций произошла в 1954 году, когда физик Тар Домокош наблюдал, как после удара обычной молнии в землю возникла вращающаяся светящаяся сфера, просуществовавшая несколько секунд. Ученые предполагают, что она может формироваться из-за разности температур и образования вихревых колец в канале молнии.
Прорыв в исследованиях случился в 2012 году, когда китайским ученым удалось зафиксировать шаровую молнию на Тибетском нагорье с помощью спектрометра. Анализ спектра показал наличие линий железа, кремния и кальция — элементов, входящих в состав почвы. Еще в середине XX века Петр Капица, нобелевский лауреат, смог получить в лаборатории сферический газовый разряд в гелии, что указывает на возможную электромагнитную природу явления.
— Фундаментальная проблема долговременного сохранения электромагнитной энергии без потерь до сих пор не решена наукой. Природа же, похоже, нашла свое решение в виде шаровой молнии, — заключает физик из Пермского Политеха.
Темная материя и энергия: невидимая основа Вселенной
Современная космология утверждает, что привычная нам видимая материя — звезды, планеты, галактики — составляет лишь около 5% от общей массы Вселенной. Остальные 95% приходятся на невидимые и загадочные компоненты: темную материю (около 25%) и темную энергию (около 70%).
— Темная материя не излучает и не поглощает свет, поэтому ее невозможно наблюдать напрямую. Однако она проявляет себя через гравитационное воздействие на видимые объекты, например, заставляя галактики вращаться быстрее, чем это следует из расчетов, — поясняет Вячеслав Кирчанов.
Темная энергия — еще более загадочная субстанция. Она действует как сила антигравитации, отвечая за ускоренное расширение нашей Вселенной. Она равномерно распределена в пространстве и взаимодействует с обычной материей практически исключительно через гравитацию. Природа и состав этих «темных» компонентов остаются одной из главных загадок фундаментальной физики.
Зачем мы зеваем: охлаждение мозга или социальный сигнал?
— Зевают все: от младенцев до животных. Но точная причина этого действия до сих пор не установлена, — рассказывает Ольга Юрьева, доцент кафедры социологии и политологии ПНИПУ, докторант психологических наук. — Наиболее убедительная на сегодня гипотеза связывает зевоту с терморегуляцией мозга. Кроме того, зевота часто возникает в моменты скуки или монотонной деятельности, что может указывать на ее роль в поддержании бодрствования и внимания.
Особый интерес представляет феномен «заразной» зевоты, когда вид зевающего человека провоцирует зевоту у окружающих. Нейробиологи объясняют это работой зеркальных нейронов, которые помогают нам эмпатически считывать и копировать состояния других людей. Интересно, что люди с расстройствами аутистического спектра менее подвержены такой «социальной» зевоте.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
Эффект плацебо: сила веры и ожидания
Плацебо — это вещество без явного лечебного эффекта (например, таблетка-«пустышка»), которое, тем не менее, может улучшать состояние пациента благодаря его вере в лечение. Исследования этого феномена активно ведутся с середины XX века, и сегодня известно, что эффект плацебо работает при самых разных заболеваниях.
— В науке различают «плацебо» (сам препарат или процедура) и «эффект плацебо» — комплекс изменений в организме пациента после его приема, — уточняет Ольга Юрьева. — Существует и обратная сторона — эффект ноцебо, когда ожидание негативных последствий (например, побочных эффектов) действительно приводит к ухудшению самочувствия.
Эффект плацебо — это сложный психобиологический процесс, затрагивающий мозг на физиологическом и биохимическом уровнях. Ключевую роль играет префронтальная кора, отвечающая за ожидания и планирование. На силу эффекта влияют множество факторов: авторитет врача, внешний вид и цена препарата, предыдущий опыт пациента и даже информация из рекламы или отзывов. Если пациент не знает, что его лечат, эффективность терапии часто снижается, что подчеркивает важность психологического компонента в медицине.
Узоры на пальцах: зачем нужны отпечатки?
Узоры на кончиках пальцев — папиллярные линии — уникальны для каждого человека, даже для однояйцевых близнецов. Они формируются еще в утробе матери, на 17-й неделе развития, и остаются неизменными на протяжении всей жизни, способны восстанавливаться после повреждений.
— Однако ученые до сих пор спорят об их истинном предназначении, — отмечает Ольга Юрьева. — Основных гипотез две: первая гласит, что эти узоры увеличивают трение и помогают лучше удерживать предметы. Вторая предполагает, что особая структура кожи на кончиках пальцев усиливает нашу тактильную чувствительность, позволяя точнее ощущать текстуры и вибрации.
Световой чихательный рефлекс: почему солнце заставляет чихать?
— Феномен, когда яркий свет (особенно солнечный) вызывает чихание, называется световым чихательным рефлексом. Им страдает от 18% до 35% людей, и это врожденная особенность, — говорит психолог ПНИПУ. — Описание этого явления можно найти еще у Аристотеля, но единого объяснения у науки до сих пор нет.
Одна из ведущих теорий связывает рефлекс со строением черепных нервов. Тройничный нерв, отвечающий в том числе за чихание, расположен очень близко к зрительному нерву. При резком увеличении освещенности сигналы в мозге могут «перекрещиваться», и стимуляция зрительного нерва ошибочно активирует реакцию чихания.
Правши и левши: в чем причина мозговой асимметрии?
Разделение на правшей и левшей связано с функциональной асимметрией полушарий головного мозга. Каждое полушарие имеет свою специализацию в обработке информации и управлении телом.
— В процессе развития у человека доминирует либо левое, либо правое полушарие. Почему это происходит именно так, до конца не ясно. Основная гипотеза заключается в том, что дублирование функций для обоих полушарий было бы неэффективно с эволюционной точки зрения, — объясняет психолог ПНИПУ.
В мире правшей около 85%, а левшей — 10-15%. Это соотношение остается стабильным на протяжении истории. Преобладание правшей, вероятно, связано с тем, что человеческие общества исторически развивались как «праворукие». Существуют также амбидекстры — люди, одинаково хорошо владеющие обеими руками. Некоторые исследования показывают, что многие дети рождаются с потенциалом к амбидекстрии, но под влиянием культуры и обучения становятся правшами или левшами. Взрослый человек может развить навыки владения неведущей рукой с помощью специальных упражнений.
[Моя] Наука Поп-ученый Физика Психология Биология Длинная статья 16
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Топ-7 загадок, которые наука не решила до сих пор. Рассказывают ученые Пермского Политеха.