Наука на этой неделе потрясает воображение: микробы пермогорода приносят катастрофу, объекты движутся почти со скоростью света, а Черная дыра М87* выпускает невероятные выбросы

В этом выпуске новостей из мира науки особенно ярко проявляется синергия исследований, открытий и потенциальных угроз для нашей планеты и космического пространства. Разглядим самые захватывающие события: от пробуждения миллионов микроорганизмов в вечной мерзлоте, до экстремальных экспериментов, показывающих иллюзию движения с nearly световой скоростью, и новых данных о самых мощных космических выбросах, которые осуществляется черной дырой М87*. Каждое из этих событий по-своему раскрывает тайны природы и ставит перед учеными новые вопросы.

Пробуждение древних микробов из вечной мерзлоты: угроза ускорения климатических изменений

На первый план вышли исследования, связанные с пермогородами — слоями вечной мерзлоты в Аляске, где миллионы микроорганизмов находились в состоянии анабиоза до 40 000 лет. Последние эксперименты показали, что при таянии слоя пермогородов они могут проснуться и начать выбрасывать в атмосферу огромные количества углекислого газа (CO2). Это становится особенно тревожным с учетом текущих тенденций глобального потепления.

Микробы, включающие бактерии и археи, адаптировались к экстремально суровым условиям и в течение веков оставались в «спящем» состоянии. Но, как показали исследования, их активизация происходит за считанные месяцы после начала таяния. В одном из прецедентов ученые зафиксировали рост метаболической активности микроорганизмов при повышении температуры пермогородов на всего несколько градусов. В результате, выделение CO2 увеличивается в геометрической прогрессии — это может стать дополнительным драйвером климатического кризиса.

Эксперименты и модели — опасные показатели

Используя моделирование и лабораторные условия, исследователи подтвердили, что в условиях быстрого потепления пермогорода выбросы углекислого газа могут достигать миллиона тонн в год. Это приблизительно равно ежегодным выбросам некоторых небольших стран. Интересно, что аналогичные микробы обнаружены также в других холодных регионах, например, в канадском и сибирском пермакроте.

Опасность в том, что эти микроорганизмы могут запускать так называемый «положительный обратный цикл»: чем больше растапливается вечной мерзлоты, тем больше микробов пробуждается, и тем сильнее ускоряется глобальный нагрев. В результате, ученые предсказывают возможное «климата-климат» — динамику, при которой неконтролируемое потепление ведет к ещё более экстремальным климатическим условиям.

Изображение морского пространства и гиперскоростные объекты: новые горизонты физики

Переходим к весьма необычным физическим экспериментам и космическим наблюдениям. Впервые в истории физики ученым удалось сымитировать эффект Террелла-Пенроуза — оптическую иллюзию, возникающую при движении объектов с почти световой скоростью. Это было осуществлено с помощью лазеров и нестандартных методов захвата изображения, что позволяет нам взглянуть на сущность специальных теорий Эйнштейна под новым углом.

Иллюзия, меняющая восприятие реальности

Объект, который в эксперименте моделировался как движущийся со скоростью 99,9% от скорости света, не был реально ускорен до таких скоростей. Его движение было «воссоздано» при помощи сложной обработки данных и управляемых лазерных лучей. Итогом стало получение изображения, в котором наблюдается эффект частичного вращения сферы — результат того, что лучи света от различных частей объекта прибывали с разной задержкой.

Это дает новое понимание о том, как световые пути создают видимость объектов в условиях экстремальных скоростей и нарушают наши привычные представления о движении и восприятии.

Исследование не только расширяет горизонты теории относительности, но и открывает возможности для разработки новых технологий — например, более точных систем навигации и астрофизических моделей, учитывающих эффекты сверхсветовых скоростей.

Космические открытия: М87* и мощные выбросы из черной дыры

Черная дыра М87* стала одним из самых изученных объектов в современной астрономии, особенно после первого в истории изображения ее горизонта событий в 2019 году. Однако новые снимки, полученные с помощью телескопа Джеймса Уэбба, потрясли научное сообщество своей детализацией — учёные впервые зафиксировали мощные джеты, выбрасываемые из горизонта события в двух противоположных направлениях.

Два гигантских струй: космическое течение энергии

На снимках, опубликованных недавно, видно, что черная дыра М87* извергает два огромных струи материи со скоростью, приближающейся к световой — примерно 99,8%. Одна из них — так называемый «прогрессивный» джет, направленный вперед, а вторая — «обратный» — мощный контр-джет, который движется в противоположную сторону.

Детальное изображение позволило астрономам понять, как формируются и управляются эти выбросы. Оказалось, что струи состоят из высокоэнергетического вещества, вращающегося с околосветовой скоростью, что подтверждает модели о формировании джетов вокруг вращающихся сверхмассивных черных дыр.

Что это значит для теорий и будущих исследований?

Эти новые данные помогают понять механизмы, позволяющие черной дыре создавать такие мощные излучатели энергии, а также дают ключ к разгадке процессов, влияющих на развитие галактик. В частности, это помогает уточнить существующие модели о том, как активные центры галактик могут влиять на формирование звезд и структуру окружения. Кроме того, исследования подобных явлений важны для коррекции теорий о свойствах пространства и времени вблизи горизонта событий.

Наши перспективы и вызовы

Работы по изучению микробов в пермогородах демонстрируют опасность, которую скрывает планета, — изменение климата, выходящее за пределы привычных сценариев. В то время как космические открытия раскрывают все новые границы реальности и физики, они одновременно напоминают о необходимости охраны и понимания нашего общего дома — Земли.

Современные технологии позволяют моделировать удивительные эффекты и наблюдать за самыми экзотическими явлениями космоса. В перспективе — создание новых методов диагностики и предсказания изменений климата, а также развитие астрофизики, которая поможет понять происхождение Вселенной. Но все это подчеркивает важность междисциплинарных исследований и необходимости глобального сотрудничества.