От мрежа от телескопи, обхващаща голяма част от земното кълбо, до психологическо проучване, обхващащо 67 държави, ето най-големите научни експерименти на планетата.
(Image credit: Lionel FLUSIN via Getty Images; Michigan State University; VCG via Getty Images; IceCube/NSF)
Понякога науката трябва да се развихри. От телескопи, обхващащи целия свят, до ускорители на частици, чието обхождане би отнело над 24 часа, тези експерименти са сред най-големите, провеждани някога.
Лов на гравитационни вълни
(Image credit: Caltech/MIT/LIGO Lab)
Вълните в гравитационното поле на Вселената, известни като гравитационни вълни, са остатъци от масивни галактически събития, като сблъсъци на черни дупки и сливане на неутронни звезди. Тези вълни могат дори да регистрират ехо от Големия взрив. За да ги открият, учените се нуждаят от голямо оборудване, като например Лазерната интерферометрична гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO).
LIGO се състои от два големи инструмента, всеки с две рамена с дължина 4 километра (2,5 мили). Инструментите се намират в щата Вашингтон и Луизиана, на около 3000 км едно от друго. Раменете са лазерни интерферометри, подредени в L-образна форма. Един лазерен лъч се разделя наполовина, като всяка половина се изпраща надолу по едно от раменете. В края на всяко рамо има набор от огледала, които отразяват всяка половина лазерен лъч няколкостотин пъти и след това се връщат обратно нагоре по раменете, за да се съберат отново.
Чрез изследване на интерферентната картина – начинът, по който се комбинират върховете и спадовете на светлинните вълни – учените могат да определят дали по време на експеримента е възникнала гравитационна пулсация. Ако е така, те могат да я изучат подробно. Колкото по-големи са ръкавите, толкова по-чувствителен е инструментът, поради което LIGO се гордее с най-дългите лазерни интерферометри, създавани някога.
LIGO е засекла всякакви мистериозни галактически явления, от сливане между неутронна звезда и (вероятно) свръхлека черна дупка до множество сблъсъци между неутронни звезди. (Засечени са и ято гарвани, кълващи ледени висулки във Вашингтонското съоръжение – наблюдение с по-малко последици за динамиката на Вселената.)
Най-големият атомен разрушител в света
(Image credit: Lionel FLUSIN via Getty Images)
За да изучават много малки неща, учените понякога трябва да използват много големи инструменти. Те не са по-големи от Големия адронен колайдер (LHC), най-големият ускорител на частици в света. Управляван от CERN, Европейската организация за ядрени изследвания, този пръстен с диаметър 27 км е осеян с четири детектора, известни като ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Подходящ за местоположението си, ATLAS с тегло 7700 тона (7000 метрични тона) е най-големият детектор на частици, строен някога. Инструментът измерва широк спектър от субатомни частици, създадени, когато учените насочват лъчи от частици един към друг с висока скорост, създавайки сблъсъци, които изхвърлят неуловими елементарни частици като бозона на Хигс.
Големият адронен колайдер (LHC) може да се похвали с над 10 000 тона (9 000 метрични тона) желязо в своите магнитни системи и достатъчно ниобий-титанов кабел, за да се простира до слънцето и обратно над шест пъти, а след това между Земята и Луната още няколко пъти. Това е и най-големият и най-студен хладилник на Земята, защото магнитите трябва да се поддържат при минус 456,25 градуса по Фаренхайт (минус 271,25 градуса по Целзий), малко по-студено от космоса.
Миниатюрни тропически гори на Амазонка
Чрез изпомпване на тонове въглероден диоксид (CO2) в атмосферата всяка година чрез изгаряне на изкопаеми горива, човечеството провежда изключително мащабен – и много неконтролиран – експеримент. В тропическите гори на Амазонка изследователите се опитват да разберат последиците от тези парникови газове в собствен голям експеримент.
Проектът, наречен AmazonFACE, има за цел да увеличи концентрацията на въглероден диоксид в части от най-големия тропически горски басейн в света, за да разбере въздействието на повишените нива на CO2 върху „белите дробове на планетата“.
FACE е съкращение от „Free-Air Carbon Dioxide Enrichment“ (Обогатяване с въглероден диоксид в свободен въздух). Експериментът се състои от 12 наблюдателни масива в шест участъка с диаметър 30 м: три с концентрации на въглероден диоксид в околната среда и три с по-високи концентрации. Най-високата концентрация – 615 части на милион – се очаква да бъде достигната до 70-те години на 20-ти век по среден път към смекчаване на климатичните промени, при който страните постигат бавен и неравномерен напредък към устойчивост.
Всеки участък съдържа около 400 растителни вида и много повече екземпляри от гъбички и почвени микроби – пълноценна екосистема. С увеличаването на въглеродния диоксид растенията фотосинтезират по-бързо и отделят по-малко вода от листата си, обясни Бето Кесада, изпълнителен мениджър на проекта и изследовател в Националния институт за изследвания на Амазонка. Това би могло да помогне за защитата на гората от въздействието на изменението на климата, което се очаква да донесе суша в района на Амазонка.
Но балансът между тези два процеса и повратната точка между здрава гора и колапсираща екосистема са неизвестни, каза Дейвид Лапола, научен координатор на проекта и изследовател в Центъра за метеорологични и климатични изследвания, приложни към селското стопанство, към Университета в Кампинас (UNICAMP) в Бразилия.
„Ще се опитаме да разрешим една от най-големите несигурности по отношение на бъдещето на амазонската гора в светлината на изменението на климата“, каза Лапола пред Live Science.
Изследователите ще измерят въздействието на допълнителния CO2 върху физиологията на растенията, включително дали растенията в богата на въглерод атмосфера добавят временни структури, като листа, или по-постоянни характеристики, като дърво. Това е важно за изучаване, защото дървото задържа въглерода в продължение на векове, докато въглеродът, използван за растежа на листата, се връща в околната среда в рамките на година или две. Очаква се експериментът да продължи поне десетилетие.
„Това е експеримент в екосистемен мащаб“, каза Кесада, „но е много повече от това. Става въпрос за социалните, икономическите и екологичните последици, които ще има загубата на дъждовната гора.“
Наистина мащабно съоръжение за улавяне на въглерод
(Image credit: Equatic)
Според Междуправителствения панел по изменение на климата, човечеството не е нужно само да спре отделянето на въглероден диоксид в атмосферата, за да избегне повишаване на глобалната температура с повече от 1,5°C (2,7°F) над прединдустриалните нива. Също така трябва да извлечем въглерод от въздуха.
До 2050 г. трябва да бъдат премахнати от 6 до 10 гигатона въглероден еквивалент, за да се избегне достигане на прага на затопляне, определен от Парижкото споразумение. Има много възможности за улавяне на въглерод, като например улавяне на потоци от промишлени отпадъци и заравяне на биомаса. Но първото по рода си съоръжение за улавяне на въглерод в морски мащаб има за цел да премахва въглерода директно от океана.
Океанът естествено поема въглерод от атмосферата, но не може да го абсорбира достатъчно бързо, за да окаже климатично влияние в мащаба на човешкия живот. Компанията за улавяне на въглерод Equatic се стреми да ускори този срок.
„Търговската инсталация на Equatic отнема пет минути, за да премахне един тон въглерод, като изпомпва морска вода, пропуска електрически ток и след това осъществява контакт с морската вода с поток въздух от атмосферата“, каза Едуард Сандърс, главен оперативен директор на Equatic, пред Live Science в имейл. „Еквивалентна площ от открит океан отнема 12 месеца, за да премахне този един тон въглерод.“
Химичният процес, който премахва въглерода от морската вода, създава и водород, химикал, който е използван в много индустрии и може да се изгаря като гориво, покривайки 40% от енергийните разходи за процеса на улавяне на въглерод. След това въглеродът се улавя като бикарбонат, същият материал, който се намира в морските черупки, и който ще предпази въглерода от попадане в атмосферата до 10 000 години. Този бикарбонат може да се върне в морето или да се използва в торове. Може да служи и като строителен материал при възстановяване на крайбрежието, каза Сандърс.
Подобни експерименти са провеждани в пилотен мащаб, но съоръжението на Equatic в Квебек ще се стреми да улавя 120 700 тона (109 500 метрични тона) въглерод годишно, започвайки от 2027 г. Това ще бъде първият опит в търговски мащаб да се намали претоварването с парникови газове в атмосферата чрез океаните.
Свят на бебета
(Image credit: Shutterstock)
Как бебетата учат език? Кога разбират жестове? Програмирани ли са да имитират възрастни? Всички тези въпроси са трудни за отговор, защото бебетата са предизвикателни обекти на изследване, склонни към плач и неочаквани дрямки.
Трудността при набирането на заети, изтощени родители и техните често несътрудничещи бебета за провеждане на изследвания доведе до раждането на ManyBabies. Това глобално сътрудничество на изследователи от над 50 държави обединява по-малки изследвания на развитието на бебетата в големи извадки - често хиляди бебета.
Изследователското сътрудничество установи, че бебетата наистина предпочитат бебешкия говор пред речта на възрастните, което предполага, че естествената склонност да се гука за неспокойствието на бебето е еволюционна адаптация, която им помага да учат език. Сега изследователите изучават как бебетата развиват разбиране за вярванията на другите хора - умение, известно като теория на ума - и се опитват да разберат кога се научават да прилагат абстрактни правила към ситуации. Те също така разработват нови методи, като например технология за проследяване на очите и неинвазивни техники за изобразяване на мозъка, за да разберат какво учат бебетата.
Парче антарктически лед с размерите на град
(Image credit: IceCube/NSF)
Неутрино често се наричат „частици-призраци“, защото почти безмасовите частици едва взаимодействат, докато преминават през материята. Тъй като рядко смущават друга материя, те са трудни за откриване. Но откриването на неутрино от далечни космически източници може да бъде начин за наблюдение и анализ на високоенергийни среди като пулсари, свръхнови и черни дупки.
„Нуждаем се от много голяма цел, като например милиард тона материал, за да имаме шанс – от време на време – да уловим някои от тях“, каза Албрехт Карле, професор по физика в Университета на Уисконсин-Мадисън.
Тези милиарди тонове материал идват от кубичен километър лед на Южния полюс. Карле е заместник-директор по наука и инструменти в неутринната обсерватория IceCube, която е забележителна както с размера си, така и с отдалечеността си. IceCube се състои от серия оптични детектори на струни, преминаващи през отвори, пробити на 4800 до 8000 фута (1450 до 2450 метра) в антарктическия лед.
Когато неутрино взаимодейства с леда, то създава други частици, които излъчват малки светлинни проблясъци. Сензорите откриват тази светлина и могат да измерят дължината на вълната ѝ, за да разкрият вида на неутриното и неговия източник. (Ето защо прозрачната среда, като лед, е важна, каза Карл пред Live Science - материалът трябва да е прозрачен, за да може светлината да бъде открита.)
Данните от IceCube позволиха на учените да направят първата карта на Млечния път, използвайки материя, а не само светлина. Обсерваторията също така разкри странни, високоенергийни космически лъчи, за които няма лесно обяснение. А Карл и колегите му имат планове да направят още по-големи. В момента те разработват план за IceCube Gen-2, който би разширил настоящата обсерватория до осем пъти повече от сегашния ѝ размер, с радиодетекторна решетка от 200 квадратни мили (500 квадратни километра) за усилване на входящите неутрино. Това би увеличило значително чувствителността на детектора и би позволило по-добра класификация на неутриното, които преминават през него, каза Карл.
Проучване на психологията, обхващащо целия свят
(Image credit: Uma Shankar sharma via Getty Images)
Пандемията от COVID-19 беше своеобразен глобален експеримент, макар и с огромен брой неконтролирани променливи. Психолозите се възползваха от този споделен глобален опит с някои от най-големите психологически проучвания на всички времена.
Едно от тях, с почти 50 000 участници, установи, че хората с по-силна национална идентичност реагират по-склонно на усилията в областта на общественото здравеопазване. В 67 държави хората с по-силно чувство за идентификация със своята нация са по-склонни от тези с по-слабо чувство да останат по време на карантина, да подкрепят политиките за обществено здраве и да заявят, че са се ангажирали със социално дистанциране и по-строга физическа хигиена след началото на пандемията. Националната идентичност е свързана с чувство за колективна принадлежност и взаимно сътрудничество, отбелязват авторите. Това е различно от вярванията за национално превъзходство, което е убеждението, че страната е по-добра от другите.
„Тези резултати са в съответствие със социално-психологическата литература за ползите от идентифицирането със социалните групи“, пишат авторите. „Те също така подчертават потенциалната полза от [националната идентичност], която може да е от значение по време на национална или глобална здравна криза.“
Друго голямо проучване от ерата на COVID, с близо 27 000 участници, установи, че посланията, подчертаващи автономността, насърчават спазването на препоръките за социално дистанциране. Проучването тества различни стратегии за послания за социално дистанциране в 89 държави и установи, че тези, които се фокусират върху личната автономност и стойността на обмислените избори, са по-ефективни от посланията, които подчертават срама и натиска.
Вековен експеримент с растения
(Снимка: Мичигански държавен университет)
Малък по размер, но голям по продължителност, експериментът за жизнеспособност на семената на ботаника Уилям Джеймс Бийл от Мичиганския държавен университет се провежда непрекъснато от 1879 г. Целта на този експеримент е да се установи колко дълго семената на различни растения могат да престоят в латентно състояние, преди да покълнат. За да разбере, Бийл заровил бутилки със семена от 23 различни растения на дълбочина 0,9 м на необезпокоявано (и тайно) място, за да не могат да покълнат. Той започнал да изкопава бутилки на интервали от пет години - интервал, който в крайна сметка бил удължен до всеки 10 години.
Невероятно, но експериментът все още продължава - и сега изследователите удължават интервала между отварянето на бутилките до 20 години, защото семената просто продължават да покълват. Последните бутилки бяха отворени през 2021 г., а следващият комплект ще получи своя блясък през 2040 г. Констатациите имат значение за еволюцията на растенията и покълването на семената и биха могли да бъдат полезни за разбирането на процеса на възстановяване на местообитанията и съхранение на семена или за запазване на семена за потенциална употреба в далечното бъдеще.
Според Мичиганския държавен университет, планът е експериментът да продължи до 2100 г. Ще бъде ли това време достатъчно, за да се установи максималната възраст, на която семената им могат да покълнат? Вероятно не; растения са покълвали от семена на възраст до 2000 години.
Чудовищно огромният радиотелескоп на Китай
(Image credit: VCG via Getty Images)
Китайският петстотинметров сферичен телескоп (FAST) е най-големият в света радиотелескоп с една антена, с диаметър 1640 фута. Антенната е подпряна на стоманени кули с дължина 328 фута (100 м) и 6670 кабела. Сега, нов етап от строителството е добавянето на 24 подвижни радиотелескопа с дължина 131 фута (40 м) към съоръжението.
Анализът е разположен в естествена вдлъбнатина, наречена Дауоданг, в неравния релеф на китайската провинция Гуейджоу. Това го предпазва от електромагнитни смущения от човешки източници и увеличава чувствителността му към космически радиосигнали. Целта, според Китайската академия на науките (CAS), е да се използва чувствителността на телескопа за провеждане на мащабни изследвания на Вселената.
FAST започна да работи с пълен капацитет през 2020 г. и вече е открил повече от 200 пулсара, които са въртящи се неутронни звезди, излъчващи редовни импулси от електромагнитно излъчване. Те включват пулсара PSR J0318+0253, който, на 4000 светлинни години разстояние и с период на въртене по-малък от 10 милисекунди, е един от най-слабите радиомилисекундни пулсари, откривани някога, според CAS.
Мрежа от телескопи, която обхваща по-голямата част от света
(Image credit: EHT Collaboration)
Какво бихте могли да видите с телескоп с размерите на света? Ами, черната дупка в сърцето на Млечния път, например.
Телескопът „Хоризонт на събитията“ (EHT) е мрежа от радиотелескопи, простиращи се от Гренландия до Южния полюс (от север на юг) и от Испания до Хавай (от изток на запад). Точният брой обсерватории в EHT се променя с времето (към 2021 г. е бил 11), а в бъдеще ще бъдат добавени нови телескопи, включително един, планиран за Канарските острови.
Тези обсерватории работят заедно, за да откриват слаби радиосигнали, свързани с черни дупки. Това сътрудничество генерира първия по рода си изглед на черна дупка, включително контурите на хоризонта на събитията, границата, през която не може да избяга светлина или материя. Учените също така са видели хипнотизиращия вихър на черната дупка в центъра на нашата собствена галактика и са наблюдавали гигантски електромагнитни струи, изстрелващи се от свръхмасивната черна дупка в сърцето на галактиката Персей А. Наскоро те надникнаха в сърцето на квазар, свръхсветло галактическо ядро, захранвано от масивна черна дупка.
EHT трябва да бъде голям, защото разчита на способността да наблюдава Вселената непрекъснато в продължение на 8 до 14 часа от няколко ъгъла, според Black Hole Partnerships for International Research and Education, сътрудничество, което разработва алгоритмите, използвани от телескопа. Тези алгоритми също разчитат на въртенето на Земята, за да се припокриват наблюденията, което позволява на изследователите да комбинират изображения от множество телескопи. Само тогава те могат да надникнат в някои от най-големите, но най-трудните за наблюдение явления във Вселената.
Източник за статията
Понякога науката трябва да се развихри. От телескопи, обхващащи целия свят, до ускорители на частици, чието обхождане би отнело над 24 часа, тези експерименти са сред най-големите, провеждани някога.
Лов на гравитационни вълни
Вълните в гравитационното поле на Вселената, известни като гравитационни вълни, са остатъци от масивни галактически събития, като сблъсъци на черни дупки и сливане на неутронни звезди. Тези вълни могат дори да регистрират ехо от Големия взрив. За да ги открият, учените се нуждаят от голямо оборудване, като например Лазерната интерферометрична гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO).
LIGO се състои от два големи инструмента, всеки с две рамена с дължина 4 километра (2,5 мили). Инструментите се намират в щата Вашингтон и Луизиана, на около 3000 км едно от друго. Раменете са лазерни интерферометри, подредени в L-образна форма. Един лазерен лъч се разделя наполовина, като всяка половина се изпраща надолу по едно от раменете. В края на всяко рамо има набор от огледала, които отразяват всяка половина лазерен лъч няколкостотин пъти и след това се връщат обратно нагоре по раменете, за да се съберат отново.
Чрез изследване на интерферентната картина – начинът, по който се комбинират върховете и спадовете на светлинните вълни – учените могат да определят дали по време на експеримента е възникнала гравитационна пулсация. Ако е така, те могат да я изучат подробно. Колкото по-големи са ръкавите, толкова по-чувствителен е инструментът, поради което LIGO се гордее с най-дългите лазерни интерферометри, създавани някога.
LIGO е засекла всякакви мистериозни галактически явления, от сливане между неутронна звезда и (вероятно) свръхлека черна дупка до множество сблъсъци между неутронни звезди. (Засечени са и ято гарвани, кълващи ледени висулки във Вашингтонското съоръжение – наблюдение с по-малко последици за динамиката на Вселената.)
Най-големият атомен разрушител в света
За да изучават много малки неща, учените понякога трябва да използват много големи инструменти. Те не са по-големи от Големия адронен колайдер (LHC), най-големият ускорител на частици в света. Управляван от CERN, Европейската организация за ядрени изследвания, този пръстен с диаметър 27 км е осеян с четири детектора, известни като ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Подходящ за местоположението си, ATLAS с тегло 7700 тона (7000 метрични тона) е най-големият детектор на частици, строен някога. Инструментът измерва широк спектър от субатомни частици, създадени, когато учените насочват лъчи от частици един към друг с висока скорост, създавайки сблъсъци, които изхвърлят неуловими елементарни частици като бозона на Хигс.
Големият адронен колайдер (LHC) може да се похвали с над 10 000 тона (9 000 метрични тона) желязо в своите магнитни системи и достатъчно ниобий-титанов кабел, за да се простира до слънцето и обратно над шест пъти, а след това между Земята и Луната още няколко пъти. Това е и най-големият и най-студен хладилник на Земята, защото магнитите трябва да се поддържат при минус 456,25 градуса по Фаренхайт (минус 271,25 градуса по Целзий), малко по-студено от космоса.
Миниатюрни тропически гори на Амазонка
Чрез изпомпване на тонове въглероден диоксид (CO2) в атмосферата всяка година чрез изгаряне на изкопаеми горива, човечеството провежда изключително мащабен – и много неконтролиран – експеримент. В тропическите гори на Амазонка изследователите се опитват да разберат последиците от тези парникови газове в собствен голям експеримент.
Проектът, наречен AmazonFACE, има за цел да увеличи концентрацията на въглероден диоксид в части от най-големия тропически горски басейн в света, за да разбере въздействието на повишените нива на CO2 върху „белите дробове на планетата“.
FACE е съкращение от „Free-Air Carbon Dioxide Enrichment“ (Обогатяване с въглероден диоксид в свободен въздух). Експериментът се състои от 12 наблюдателни масива в шест участъка с диаметър 30 м: три с концентрации на въглероден диоксид в околната среда и три с по-високи концентрации. Най-високата концентрация – 615 части на милион – се очаква да бъде достигната до 70-те години на 20-ти век по среден път към смекчаване на климатичните промени, при който страните постигат бавен и неравномерен напредък към устойчивост.
Всеки участък съдържа около 400 растителни вида и много повече екземпляри от гъбички и почвени микроби – пълноценна екосистема. С увеличаването на въглеродния диоксид растенията фотосинтезират по-бързо и отделят по-малко вода от листата си, обясни Бето Кесада, изпълнителен мениджър на проекта и изследовател в Националния институт за изследвания на Амазонка. Това би могло да помогне за защитата на гората от въздействието на изменението на климата, което се очаква да донесе суша в района на Амазонка.
Но балансът между тези два процеса и повратната точка между здрава гора и колапсираща екосистема са неизвестни, каза Дейвид Лапола, научен координатор на проекта и изследовател в Центъра за метеорологични и климатични изследвания, приложни към селското стопанство, към Университета в Кампинас (UNICAMP) в Бразилия.
„Ще се опитаме да разрешим една от най-големите несигурности по отношение на бъдещето на амазонската гора в светлината на изменението на климата“, каза Лапола пред Live Science.
Изследователите ще измерят въздействието на допълнителния CO2 върху физиологията на растенията, включително дали растенията в богата на въглерод атмосфера добавят временни структури, като листа, или по-постоянни характеристики, като дърво. Това е важно за изучаване, защото дървото задържа въглерода в продължение на векове, докато въглеродът, използван за растежа на листата, се връща в околната среда в рамките на година или две. Очаква се експериментът да продължи поне десетилетие.
„Това е експеримент в екосистемен мащаб“, каза Кесада, „но е много повече от това. Става въпрос за социалните, икономическите и екологичните последици, които ще има загубата на дъждовната гора.“
Наистина мащабно съоръжение за улавяне на въглерод
Според Междуправителствения панел по изменение на климата, човечеството не е нужно само да спре отделянето на въглероден диоксид в атмосферата, за да избегне повишаване на глобалната температура с повече от 1,5°C (2,7°F) над прединдустриалните нива. Също така трябва да извлечем въглерод от въздуха.
До 2050 г. трябва да бъдат премахнати от 6 до 10 гигатона въглероден еквивалент, за да се избегне достигане на прага на затопляне, определен от Парижкото споразумение. Има много възможности за улавяне на въглерод, като например улавяне на потоци от промишлени отпадъци и заравяне на биомаса. Но първото по рода си съоръжение за улавяне на въглерод в морски мащаб има за цел да премахва въглерода директно от океана.
Океанът естествено поема въглерод от атмосферата, но не може да го абсорбира достатъчно бързо, за да окаже климатично влияние в мащаба на човешкия живот. Компанията за улавяне на въглерод Equatic се стреми да ускори този срок.
„Търговската инсталация на Equatic отнема пет минути, за да премахне един тон въглерод, като изпомпва морска вода, пропуска електрически ток и след това осъществява контакт с морската вода с поток въздух от атмосферата“, каза Едуард Сандърс, главен оперативен директор на Equatic, пред Live Science в имейл. „Еквивалентна площ от открит океан отнема 12 месеца, за да премахне този един тон въглерод.“
Химичният процес, който премахва въглерода от морската вода, създава и водород, химикал, който е използван в много индустрии и може да се изгаря като гориво, покривайки 40% от енергийните разходи за процеса на улавяне на въглерод. След това въглеродът се улавя като бикарбонат, същият материал, който се намира в морските черупки, и който ще предпази въглерода от попадане в атмосферата до 10 000 години. Този бикарбонат може да се върне в морето или да се използва в торове. Може да служи и като строителен материал при възстановяване на крайбрежието, каза Сандърс.
Подобни експерименти са провеждани в пилотен мащаб, но съоръжението на Equatic в Квебек ще се стреми да улавя 120 700 тона (109 500 метрични тона) въглерод годишно, започвайки от 2027 г. Това ще бъде първият опит в търговски мащаб да се намали претоварването с парникови газове в атмосферата чрез океаните.
Свят на бебета
Как бебетата учат език? Кога разбират жестове? Програмирани ли са да имитират възрастни? Всички тези въпроси са трудни за отговор, защото бебетата са предизвикателни обекти на изследване, склонни към плач и неочаквани дрямки.
Трудността при набирането на заети, изтощени родители и техните често несътрудничещи бебета за провеждане на изследвания доведе до раждането на ManyBabies. Това глобално сътрудничество на изследователи от над 50 държави обединява по-малки изследвания на развитието на бебетата в големи извадки - често хиляди бебета.
Изследователското сътрудничество установи, че бебетата наистина предпочитат бебешкия говор пред речта на възрастните, което предполага, че естествената склонност да се гука за неспокойствието на бебето е еволюционна адаптация, която им помага да учат език. Сега изследователите изучават как бебетата развиват разбиране за вярванията на другите хора - умение, известно като теория на ума - и се опитват да разберат кога се научават да прилагат абстрактни правила към ситуации. Те също така разработват нови методи, като например технология за проследяване на очите и неинвазивни техники за изобразяване на мозъка, за да разберат какво учат бебетата.
Парче антарктически лед с размерите на град
Неутрино често се наричат „частици-призраци“, защото почти безмасовите частици едва взаимодействат, докато преминават през материята. Тъй като рядко смущават друга материя, те са трудни за откриване. Но откриването на неутрино от далечни космически източници може да бъде начин за наблюдение и анализ на високоенергийни среди като пулсари, свръхнови и черни дупки.
„Нуждаем се от много голяма цел, като например милиард тона материал, за да имаме шанс – от време на време – да уловим някои от тях“, каза Албрехт Карле, професор по физика в Университета на Уисконсин-Мадисън.
Тези милиарди тонове материал идват от кубичен километър лед на Южния полюс. Карле е заместник-директор по наука и инструменти в неутринната обсерватория IceCube, която е забележителна както с размера си, така и с отдалечеността си. IceCube се състои от серия оптични детектори на струни, преминаващи през отвори, пробити на 4800 до 8000 фута (1450 до 2450 метра) в антарктическия лед.
Когато неутрино взаимодейства с леда, то създава други частици, които излъчват малки светлинни проблясъци. Сензорите откриват тази светлина и могат да измерят дължината на вълната ѝ, за да разкрият вида на неутриното и неговия източник. (Ето защо прозрачната среда, като лед, е важна, каза Карл пред Live Science - материалът трябва да е прозрачен, за да може светлината да бъде открита.)
Данните от IceCube позволиха на учените да направят първата карта на Млечния път, използвайки материя, а не само светлина. Обсерваторията също така разкри странни, високоенергийни космически лъчи, за които няма лесно обяснение. А Карл и колегите му имат планове да направят още по-големи. В момента те разработват план за IceCube Gen-2, който би разширил настоящата обсерватория до осем пъти повече от сегашния ѝ размер, с радиодетекторна решетка от 200 квадратни мили (500 квадратни километра) за усилване на входящите неутрино. Това би увеличило значително чувствителността на детектора и би позволило по-добра класификация на неутриното, които преминават през него, каза Карл.
Проучване на психологията, обхващащо целия свят
Пандемията от COVID-19 беше своеобразен глобален експеримент, макар и с огромен брой неконтролирани променливи. Психолозите се възползваха от този споделен глобален опит с някои от най-големите психологически проучвания на всички времена.
Едно от тях, с почти 50 000 участници, установи, че хората с по-силна национална идентичност реагират по-склонно на усилията в областта на общественото здравеопазване. В 67 държави хората с по-силно чувство за идентификация със своята нация са по-склонни от тези с по-слабо чувство да останат по време на карантина, да подкрепят политиките за обществено здраве и да заявят, че са се ангажирали със социално дистанциране и по-строга физическа хигиена след началото на пандемията. Националната идентичност е свързана с чувство за колективна принадлежност и взаимно сътрудничество, отбелязват авторите. Това е различно от вярванията за национално превъзходство, което е убеждението, че страната е по-добра от другите.
„Тези резултати са в съответствие със социално-психологическата литература за ползите от идентифицирането със социалните групи“, пишат авторите. „Те също така подчертават потенциалната полза от [националната идентичност], която може да е от значение по време на национална или глобална здравна криза.“
Друго голямо проучване от ерата на COVID, с близо 27 000 участници, установи, че посланията, подчертаващи автономността, насърчават спазването на препоръките за социално дистанциране. Проучването тества различни стратегии за послания за социално дистанциране в 89 държави и установи, че тези, които се фокусират върху личната автономност и стойността на обмислените избори, са по-ефективни от посланията, които подчертават срама и натиска.
Вековен експеримент с растения
Малък по размер, но голям по продължителност, експериментът за жизнеспособност на семената на ботаника Уилям Джеймс Бийл от Мичиганския държавен университет се провежда непрекъснато от 1879 г. Целта на този експеримент е да се установи колко дълго семената на различни растения могат да престоят в латентно състояние, преди да покълнат. За да разбере, Бийл заровил бутилки със семена от 23 различни растения на дълбочина 0,9 м на необезпокоявано (и тайно) място, за да не могат да покълнат. Той започнал да изкопава бутилки на интервали от пет години - интервал, който в крайна сметка бил удължен до всеки 10 години.
Невероятно, но експериментът все още продължава - и сега изследователите удължават интервала между отварянето на бутилките до 20 години, защото семената просто продължават да покълват. Последните бутилки бяха отворени през 2021 г., а следващият комплект ще получи своя блясък през 2040 г. Констатациите имат значение за еволюцията на растенията и покълването на семената и биха могли да бъдат полезни за разбирането на процеса на възстановяване на местообитанията и съхранение на семена или за запазване на семена за потенциална употреба в далечното бъдеще.
Според Мичиганския държавен университет, планът е експериментът да продължи до 2100 г. Ще бъде ли това време достатъчно, за да се установи максималната възраст, на която семената им могат да покълнат? Вероятно не; растения са покълвали от семена на възраст до 2000 години.
Чудовищно огромният радиотелескоп на Китай
Китайският петстотинметров сферичен телескоп (FAST) е най-големият в света радиотелескоп с една антена, с диаметър 1640 фута. Антенната е подпряна на стоманени кули с дължина 328 фута (100 м) и 6670 кабела. Сега, нов етап от строителството е добавянето на 24 подвижни радиотелескопа с дължина 131 фута (40 м) към съоръжението.
Анализът е разположен в естествена вдлъбнатина, наречена Дауоданг, в неравния релеф на китайската провинция Гуейджоу. Това го предпазва от електромагнитни смущения от човешки източници и увеличава чувствителността му към космически радиосигнали. Целта, според Китайската академия на науките (CAS), е да се използва чувствителността на телескопа за провеждане на мащабни изследвания на Вселената.
FAST започна да работи с пълен капацитет през 2020 г. и вече е открил повече от 200 пулсара, които са въртящи се неутронни звезди, излъчващи редовни импулси от електромагнитно излъчване. Те включват пулсара PSR J0318+0253, който, на 4000 светлинни години разстояние и с период на въртене по-малък от 10 милисекунди, е един от най-слабите радиомилисекундни пулсари, откривани някога, според CAS.
Мрежа от телескопи, която обхваща по-голямата част от света
Какво бихте могли да видите с телескоп с размерите на света? Ами, черната дупка в сърцето на Млечния път, например.
Телескопът „Хоризонт на събитията“ (EHT) е мрежа от радиотелескопи, простиращи се от Гренландия до Южния полюс (от север на юг) и от Испания до Хавай (от изток на запад). Точният брой обсерватории в EHT се променя с времето (към 2021 г. е бил 11), а в бъдеще ще бъдат добавени нови телескопи, включително един, планиран за Канарските острови.
Тези обсерватории работят заедно, за да откриват слаби радиосигнали, свързани с черни дупки. Това сътрудничество генерира първия по рода си изглед на черна дупка, включително контурите на хоризонта на събитията, границата, през която не може да избяга светлина или материя. Учените също така са видели хипнотизиращия вихър на черната дупка в центъра на нашата собствена галактика и са наблюдавали гигантски електромагнитни струи, изстрелващи се от свръхмасивната черна дупка в сърцето на галактиката Персей А. Наскоро те надникнаха в сърцето на квазар, свръхсветло галактическо ядро, захранвано от масивна черна дупка.
EHT трябва да бъде голям, защото разчита на способността да наблюдава Вселената непрекъснато в продължение на 8 до 14 часа от няколко ъгъла, според Black Hole Partnerships for International Research and Education, сътрудничество, което разработва алгоритмите, използвани от телескопа. Тези алгоритми също разчитат на въртенето на Земята, за да се припокриват наблюденията, което позволява на изследователите да комбинират изображения от множество телескопи. Само тогава те могат да надникнат в някои от най-големите, но най-трудните за наблюдение явления във Вселената.
Tags:
Наука