наука

Пять странных фактов. Часть XXXV

Обязательный Disclaimer: Я обычно пишу большие лонгриды на всякую странную тематику, но в процессах поисков натыкаюсь на кучу мелких историй, растянуть которые в полноценную статью не позволяет даже моя графомания. Поэтому — небольшую подборку странных штук из мира вокруг. Они не особо подвергались проверкам с моей стороны — искать доказательства и подтверждения всего этого времени просто не было. Можно возражать, исправлять и гнобить, кто вам запретит, да?

Картинка в заголовке статьи служит для привлечения внимания. Так нейросетка представляет этот выпуск, после скармливания всех ключевых слов из статьи. Ищите пасхалки сами.

Короче, если я правильно понял — это та самая точка, откуда началось всё «великое самурайское кровоизлияние». Ну помните, когда от удара мечом из японца льётся сразу фонтан кровищи. И вот вам фильм Sanjuro. Естественно, это Куросава. И фишка всего этого факта в том, что перед нами была совершенная случайность. Должна была произойти куда более естественная реакция раны — просто пойти кровь. Но мешок с жидкостью случайно порвался и содержимое ломанулась оттуда вся и сразу. А там было довольно много — объём рассчитывался на несколько дублей. А он вылился за один. Зато все на съёмочной площадке решили, что это было круто. Настолько, что дубль оставили, а троп пошёл в фильмы и в народ.

--- Порядок должен быть в массиве ---

Не могу не поделиться прекрасным, что я узнал буквально недавно. Два замечательных сортировочных алгоритма:
1. Сортировка по-сталински. Работает всегда за один проход. Удивительная быстрота. Просто двигаемся по массиву и удаляем те из них, которые не отвечают условию сортировки. Типа: разобрать по возрастанию массив чисел 1, 4, 5, 2, 4, 6. Результат: 1, 4, 5, 6.
Ну да, некоторые данные будут потеряны, но народ готов пойти на такие жертвы ради эффективности!

2. Бого-сортировка. Просто перемешиваем весь массив и смотрим, а не по порядку ли числа выстроился. Да, иногда процесс затягивается, но, с другой стороны, может и с первой попытки сработать.
Как собирают кораблики в бутылках? Кидают туда клей, нитки, кусочки ткани и деревяшки. Трясут. Обычно получается всякая хрень. Но иногда — кораблик.

--- Вьетнамский тартан ---

При виде этого узора многие из 90-х и 2000-х испытали вьетнамский флешбэк. А вы вообще в курсе, что есть такая штука, как тартан? Это узор. Зародился он далеко от Шотландии, но набрал популярность именно за счёт этих гордых горцев. Дело в том, что такой узор в клеточку является очень важным для понимания того, из какого именно ты клана. А если ты не оттуда, то и надевать его «цвета», не имеешь никакого права. И подобные узоры существовали в этой стране много для чего. Отдельный для клана, специальный для его главы, для определённой местности, для отдельных отрядов армии. Есть даже королевский который никто, кроме короля носить не может. В общем — цветовая дифференциация килтов. 

А ещё есть целый сайт, где можно проверить на кого «зарегистрирован» то или иное цветовое сочетание... И вот внезапно: это. Да, оказывается этот паттерн, кто-то догадался внести в подобную базу и присвоил ему имя.

--- Дискриминация в армии США ---

Казалось бы — Страна Свободы, демократии и Второй поправки. Но внезапно, выясняется, что в армии США существует дискриминация по интеллектуальному развитию. Хотя все думают, что у нас здесь всех берут, без разницы. Но нет. Отдавать свою жизнь за родную страну нельзя тем у кого IQ ниже 80. А людей, у которых такой показатель в пределах 80—90, должно быть не больше чем 20% в набор. Как они это выяснили? Во времена Вьетнама, когда USA is need you этот показатель снизили, чтобы грести народ толпами. А потом посмотрели, что на обучение подобных новобранцев требуется гораздо больше времени, а смертность среди них при этом всё равно превышает все разумные пределы. В общем, запрет опять вернули.

--- Первая жизнь на самом молодом острове ---

А перед вами шикарный вид на остров Сюртсей. Он один из немногих счастливчиков, которые находятся под пристальным наблюдением учёных, буквально с момента появления. Да, он здесь новенький — появился 14 ноября 1963 года после извержения вулкана. Долгое время остров целиком состоял лишь из пемзы, и на него тут же приехали позырить куча учёных со всего мира. Ведь это... это... ну, как минимум интересно. Можно посмотреть, как происходит зарождение жизни на отдельно взятом пустующем острове! И выяснилось, что всякие бактерии и микроорганизмы появились там в первые часы существования. Потом попёрли растения и прочее. Птицы стали приземляться, удобряли своим помётом всё это дело, семена. Ну и сейчас уже и насекомые завелись — прилетали на птицах или всё в том же гуано.

Но вот недавно, один из исследователей рассказал историю о том, что, оказывается, первое растение появилось там буквально через год, но все знающие тщательно держали язык за зубами. Как? Откуда? Почему? Неужели инопланетяне постарались? Нет, как считает сам рассказчик — кто-то из учёных, первым прибывшим на остров, тупо... ну, не выдержал напряжения и сходил по большому в этом заповедном месте. А перед этим он, похоже, съел помидорку. И вот через некоторое время, семечко взошло на высоту где-то 15 сантиметров.

И это притом, что сам остров сохраняется как закрытая территория, куда допускались единицы. Вот так, чьи-то проблемы с животом чуть не испортили долгий и уникальный биологический эксперимент... Впрочем, почему чуть? Может быть, и испортили. Нам никогда не узнать всей правды.

Масштабное исследование выявило 21 универсальное выражение лица

Американские психологи провели крупное исследование эмоций в разных культурах с помощью глубокой нейронной сети. В эксперименте почти шесть тысяч участников подражали фотографиям лиц с различными выражениями, а затем определяли изображенные эмоции. Используя нейросеть, ученые проанализировали полученные данные и выявили 21 выражение с высокой культурной универсальностью.

Эмоции можно назвать универсальным языком человечества. Дарвин объяснял их возникновение и развитие эволюционной необходимостью. Психолог Пол Экман выделял шесть универсальных выражений лица: гнев, отвращение, страх, удивление, печаль и радость. Но эмоций и выражений внутреннего состояния существует несколько десятков, и в разных культурах они называются по-разному. Сколько вообще эмоций можно передать мимикой и насколько они универсальны?

Подобными вопросами задались исследователи из США. Они собрали базу данных из выражений лиц 5833 участников из шести стран: Китая, Эфиопии, Индии, Южной Африки, США и Венесуэлы. Ученые взяли 4659 изображений различных выражений лица и попросили испытуемых сфотографировать себя, имитируя мимику на картинках.

Участники в сумме сделали 423 193 фотографии и оценили эмоциональную интенсивность от нуля до 100 согласно 48 эмоциональным определениям в шести странах. Используя глубокую нейросеть, которую обучили предсказывать значения движений лица, игнорируя внешность и контекст, исследователи выявили 21 выражение с высокой культурной универсальностью. Результаты опубликованы в журнале iScience.

Главные недостатки предыдущих подобных исследований, как утверждают авторы статьи, состояли в недостаточной выборке и в том, что нейросеть ранее обучалась на эмоциях одной культуры. Чтобы избежать неправильного перевода определений в разных культурах, в новой работе нейросеть обучали определять выражение лица в каждой культуре отдельно — у нее не было предварительных знаний о том, как эмоциональные понятия переводятся с одной языка на другой.

Участники проходили эксперимент в два этапа. Сначала они подражали случайным выражениям лица из 4659 предложенных изображений. Затем они определяли, что чувствует человек на картинке, и оценивали интенсивность эмоции от нуля до 100. Испытуемые из Индии, Южной Африки и США использовали термины английского языка, из Китая — китайского, из Эфиопии — амхарского, из Венесуэлы — испанского. На втором этапе независимая группа участников из каждой страны по тем же критериям оценивала мимику на фотографиях других испытуемых.

В результате выяснилось, что выражения лица, которые ассоциируются с 17 разными эмоциями, определялись одинаково во всех шести странах. Это «гнев», «скука», «концентрация», «отвращение», «страх», «радость», «боль», «грусть», «сексуальное желание», «(положительное) удивление», «усталость», «триумф», «спокойствие», «растерянность», «разочарование», «страдание» и «интерес». Четыре других понятия ученые классифицировали не так точно: «созерцание» в одних странах ассоциировалось с «сомнением» в других, то же самое случилось с парами «любовь» / «романтика»; «удовлетворение» / «довольство»; «(негативное) удивление» / «благоговение».

Однако, как отметили авторы, их исследование не лишено ограничений. Так, 4659 выражений лица испытуемых — это далеко не все возможные комбинации движений лицевых мышц. К тому же, помимо четырех выбранных языков, на которых говорит 40% населения Земли, существует еще 189 стран и 6500 других языков. Также до конца не ясно, как меняется мимика в зависимости от пола, социального класса и прочих индивидуальных различий.

Российские астрономы открыли 39 новых пульсаров.

Исследователи из Пущинской радиоастрономической обсерватории совместно с коллегами провели обзор, в ходе которого обнаружили 330 пульсаров, 39 из которых прежде не наблюдались. 

Команда российских астрономов из Пущинской радиоастрономической обсерватории (ПРАО) и их коллеги сообщили об обнаружении 39 новых пульсаров.

Пульсары — это сильно магнетизированные вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие пучок электромагнитного излучения. Обычно они обнаруживаются в виде коротких всплесков радиоизлучения, но некоторые из них также наблюдаются с помощью оптических, рентгеновских и гамма-лучевых телескопов.

Группа астрономов под руководством Сергея Тюльбашева из ПРАО обнаружила 39 новых пульсаров. Открытие было сделано с использованием радиотелескопа Large Phased Array (LPA) на частоте 111 МГц.

«Ежедневные круглосуточные наблюдения проводились примерно в течение 3000 дней. Продолжительность сеанса наблюдений для каждого направления на небе составляла 3,5 минуты в сутки. Поиск пульсаров осуществлялся по спектрам мощности. Для поиска слабых пульсаров спектры мощности суммировались», — рассказали радиоастрономы.

В результате команда обнаружила 330 пульсаров с регулярным излучением в рамках слепого поиска в области со склонениями от −9 до +55 градусов, используя сложенные спектры мощности. Из этой выборки 39 пульсаров ранее не были зарегистрированы.

Обнаруженные пульсары имеют периоды вращения от 0,033 до 3,74 секунды, а их мера дисперсии варьируется от 13 до 145 пк/см3. Таким образом, медианные значения периода вращения и дисперсионной меры составляют соответственно 0,9 секунды и 43 пк/см3.

Что касается большой выборки из всех 330 обнаруженных пульсаров, то астрономы отметили, что по крайней мере некоторые из них могут показывать изменение наблюдаемых свойств. Некоторые из них могут быть так называемыми вращающимися радиопульсарами (RRATs, Rotating radio transients) — подклассом пульсаров, характеризующихся спорадическим излучением.

На картах, созданных при обработке сигналов, показаны два недавно обнаруженных пульсара: J0553+41 (верхний ряд) и J2015+27 (нижний ряд). Источник: Тюльбашев и соавторы.

Природа RRATs до сих пор не ясна. Считается, что это обычные пульсары, которые излучают сильные импульсы. До сих пор найдено только чуть больше 100 RRATs, поэтому астрономы заинтересованы в обнаружении большего количества этих объектов для лучшего изучения их характеристик и расширения знаний об их природе.

Подводя итоги, авторы статьи подчеркнули высокую чувствительность своего поиска пульсаров с периодами вращения в секундном диапазоне. «У нас одна из самых высоких чувствительностей в мире при поиске пульсаров с периодами вращения в метровом диапазоне длин волн. Эта чувствительность может быть на порядок лучше, чем полученная в ходе исследования LOTAAS, проведенном на LOFAR* на частоте 135 МГц», — заключили учёные.

* LOFAR (Low Frequency Array) — это международный радиоастрономический проект, представляющий собой массив радиотелескопов, работающих на низкой частоте. За счёт особой конструкции и расположения телескопов LOFAR обеспечивает высокую чувствительность и широкую полосу пропускания, позволяя исследовать не только радиоизлучение из небольших областей небесной сферы, но и проводить обзоры больших участков. LOFAR состоит из сотен антенн, расположенных по всей Европе. Эти антенны собирают радиоволны, которые затем комбинируются и анализируются с помощью сложных алгоритмов обработки данных. LOFAR активно используется для проведения различных исследований, включая изучение пульсаров, космических лучей, галактик и других явлений во Вселенной.

Источник:

https://www.ixbt.com/news/2024/01/31/rossijskie-astronomy-otkryli-39-novyh-pulsarov.html

Физики решили «проблему Фейнмана» об инвертированном разбрызгивателе. Ответ очевидный, а вот объяснение — нет

В какую сторону будет вращаться обычный садовый опрыскиватель, если поток жидкости в нем обернуть вспять? Ответ на этот вопрос выглядит абсолютно очевидным. И он всегда разный в зависимости от степени понимания отвечающим физики протекающих процессов. Поэтому неудивительно, что загадка об инвертированном разбрызгивателе занимала лучшие умы человечества многие десятилетия. К счастью, американские ученые наконец-то теоретически и экспериментально обосновали по-настоящему правильное ее решение.

Разбрызгиватель, работающий в инвертированном режиме (вода движется к центру устройства через трубки-сопла внутрь). Хорошо видны формирующиеся внутри него вихри разного размера и направления

Для начала стоит упомянуть, что проблема инвертированного разбрызгивателя — наглядная иллюстрация закона Стиглера: Ричард Фейнман лишь популяризовал загадку, но сформулировал ее далеко не первым. Наиболее раннее упоминание этого теоретического вопроса встречается в труде The Science of Mechanics (1883 год) небезызвестного Эрнста Маха, именем которого названо число Маха. Экспериментальные попытки определить, в какую сторону будет вращаться инвертированный разбрызгиватель, стали предпринимать примерно с 1940-х годов.

Имя Фейнмана с этой задачей связано следующим образом. Во-первых, когда он услышал обсуждение проблемы инвертированного разбрызгивателя (как раз в 1940-е) коллегами-аспирантами, предложил провести эксперимент. И не где-нибудь, а в помещении циклотрона Принстонского университета. Опыт закончился феерично: задействованный в процессе стеклянный бак разорвало от избыточного давления. Результат оказался спорным, разбрызгиватель сначала немного дернулся вокруг своей оси, а затем замер и больше не двигался. Хотя вода через него продолжила проходить.

Во-вторых, именно Фейнман познакомил широкую публику с проблемой инвертированного разбрызгивателя. Она упоминается в его автобиографической книге «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман» (1985 год). Хотя в среде популяризаторов науки и ученых эта задача и ранее ассоциировалась с его фамилией, чем гениальный физик явно не был доволен. Он справедливо указывал, что лавры первооткрывателя принадлежат не ему, а Маху.

60-дюймовый циклотрон в Лаборатории радиации им. Лоуренса Калифорнийского университета в Беркли

Упрощенно суть проблемы заключается в следующем. Полностью погрузим садовый S-образный вращающийся разбрызгиватель в большую емкость и попробуем откачать через него воду. В какую сторону будет вращаться разбрызгиватель и будет ли он это делать вообще? Возможных решений три:

1 - Он будет вращаться в сторону, противоположную «обычному» режиму разбрызгивания: вода же всасывается, следовательно, на срезе сопел возникает разрежение. Это объяснение наименее полное с точки зрения физики, но интуитивно кажется самым логичным.

2 - Он будет вращаться в ту же сторону, что и «обычный» разбрызгиватель: увлекаемая в него вода передает часть крутящего момента на изгибающееся сопло. Этот вариант требует как можно меньшего трения во всех вращающихся деталях разбрызгивателя.

Разбрызгиватель, работающий в режиме обычного опрыскивателя (вода движется от центра устройства через трубки-сопла наружу)

На протяжении последнего полувека различные исследователи проводили эксперименты, чтобы определить, какой из этих вариантов соответствует действительности. Но результаты были всегда неоднозначные. Даже в тех случаях, когда трение движущихся частей разбрызгивателя удавалось снизить практически полностью, он либо стоял на месте, либо едва заметно вращался в противоположную сторону. Полноценного ответа найти не получалось.

За решение эпохальной задачи взялась лаборатория прикладной математики Курантовского института математических наук (NYU Courant: Institute) — независимого подразделения Нью-Йоркского университета. В ней уже не раз отвечали на животрепещущие вопросы «жизни, Вселенной и вообще»: в 2018 году нашли рецепт идеальных мыльных пузырей, в 2021-м объяснили формирование загадочных каменных лесов, а в 2022-м изучили нюансы аэродинамики планеров с тончайшими крыльями (что позволяет делать самые эффективные бумажные самолетики). Новая научная работа плодотворной исследовательской организации опубликована в рецензируемом журнале Physical Review Letters.

Чтобы во всех деталях изучить происходящее с инвертированным разбрызгивателем, ученым пришлось попотеть. Сначала они создали наиболее полную модель устройства, провели все необходимые вычисления и рассчитали разные варианты развития событий в эксперименте. Для опыта исследователи собрали такую установку, в которой не только минимизировано трение, но и устранены возможные возмущения от потоков жидкости вокруг самого разбрызгивателя.

Во время эксперимента использовали не обычную воду — в нее добавили отражающие микрочастицы, которые ярко светились в лучах подсвечивающего лазера. Так получилось наглядно увидеть поток жидкости и все возникающие в нем турбулентности. Результатом экспериментов и моделирования стала удивительная картина: инвертированный разбрызгиватель действительно будет крутиться в сторону, противоположную «обычному» режиму работы. Только в 50 раз медленнее. Самое удивительное, что обнаружили исследователи: механизм этого вращения полностью идентичен таковому у «правильного», не инвертированного разбрызгивателя. И его секрет кроется в том, что происходит внутри устройства.

Схема эксперимента: (a) — разбрызгиватель в разрезе (он способен работать и в обычном и в инвертированном режиме); (b) — чертеж всей установки; (c) — иллюстрация, показывающая метод визуализации турбулентных потоков (в плоскости трубок-сопел работает «лазерная завеса», которая подсвечивает отражающие микрочастицы, двигающиеся вместе с водой)

Дело в том, что при всасывании воды, трубки-сопла тоже формируют струи, только не снаружи разбрызгивателя, а внутри. Даже если они расположены строго на противоположных сторонах кольца и оси их параллельны, получившиеся струи не обязательно столкнутся в центре. Ведь сопла изгибаются, меняют направление движения воды, а она, в свою очередь, получает от этого дополнительный импульс. И когда покидает трубку, часть этого импульса заставляет поток отклоняться от прямолинейной траектории.

В результате внутри разбрызгивателя возникает несколько вихрей, вращающихся в противоположные стороны. Но их размер, а вместе с тем скорость и объем вовлеченной воды, не одинаковый. Это приводит к неравномерному распределению момента силы в разных направлениях. И устройство вращается.

Вывод исследования можно кратко сформулировать так: будет ли фейнмановский разбрызгиватель вращаться и если да, то в какую сторону, — в первую очередь зависит от внутренней геометрии этого разбрызгивателя. В общем случае он будет едва заметно вращаться в обратную сторону, но если трение в его деталях велико, то это движение зафиксировать трудно.

Статья спизжена отсюда

Пять странных фактов. Часть XXXIII

Обязательный Disclaimer: Я обычно пишу большие лонгриды на всякую странную тематику, но в процессах поисков натыкаюсь на кучу мелких историй, растянуть которые в полноценную статью не позволяет даже моя графомания. Поэтому — небольшую подборку странных штук из мира вокруг. Они не особо подвергались проверкам с моей стороны — искать доказательства и подтверждения всего этого времени просто не было. Можно возражать, исправлять и гнобить, кто вам запретит, да?

Картинка в заголовке статьи служит для привлечения внимания. Так нейросетка представляет этот выпуск, после скармливания всех ключевых слов из статьи. Ищите пасхалки сами.

Итак, работа в науке.
Фантазии: Ты раскрываешь геномы неизведанных существ, ищешь лекарства от болезней.
Реальность: Пукаешь на чашку Петри.

Где-то в 2000 году на научно-популярное шоу позвонила медсестра и задала ведущему вопрос: «Иногда я ассистировала во время операций в стерильной среде и при этом пукала. Нарушают ли подобные поступки чистоту в зале или нет?» И учёные взялись это выяснять, так как ответа на этот вопрос у них не было. Был проведён эксперимент. С расстояния в 5 сантиметров были произведены несколько залпов в чашки Петри (вот сейчас, визуализировали это, просто ради прикола). Часть была выполнена в одежде, другие эксперименты проводились со спущенными штанами.

Результат: газы прошедшие через ткань никакой реакции не выдали. В чашках Петри, куда попали пуки (где-то начал смеяться мой сын) без одёжного фильтра — образовались колонии бактерий, которые встречаются в кишечнике и на коже (видимо, сорванные с ягодиц потоком газов). Но даже эти бактерии не были вредоносными. Как описали сами микробиологи — это были что-то вроде тех микроорганизмов, что содержаться в йогуртах.

Короче, не пукайте без штанов возле еды. А если это и случится, ничего страшного не произойдёт. При худшем развитии событий у вас будет йогурт.


--- Мудрость и предприимчивость ---

В интернете начали продавать пульты управления тараканами. Набор (https://backyardbrains.com/products/roboroach) крепится к насекомому и начинает воздействовать на его нервы, превращая в его управляемого киборга. 

Tickling the dragons tail!!!!

ЭНЕРГИЯ ПРИ СЖАТИИ ВОДЫ

Глубоко уважаемые пидоры, нужна помощь.

Мне стало интересно, возможно ли теоретически сделать эндотермическую бомбу(для тушения пожара, например)

Как идея, использовать сжатую воду.

Подскажите, как расчитать, сколько энергии будет затрачено при сжатии одного литра воды до 0.5 литров?