Приложение на нанотехнологиите в медицината и офталмологията

Автор: Доц. д-р Красимир Коев

Медицински университет София

nanomedicine

Абстракт: В обзора е изложено какво представляват нанотехнологиите и как се прилагат в медицината, и по-конкретно в офталмологията. Засегнати са едни от основните цели на наномедицината, т.е. всеобхватно наблюдение, контрол,защита и подобряване на биологичните системи на молекулярно ниво, използвайки инженерни нанометоди и наноструктури, които да постигнат лечебен резултат. Описани са приложенията, които нанотехнологиите намират  в офталмологията (включително начините на лечение на оксидативния стрес, проектиране на фрактални устройства, имплантирани в очите, доставяне на лекарстав с микропомпи и лечение на дегенеративни заболявания на ретината с генна терапия, протезиране и регенеративна наномедицина). Проследяват се революционните подходи на нанотехнологиите, насочени към настоящите терапевтични предизвикателства, като предоставяне на лекарства и премахване на следоперативни белези. Нанотехнологиите могат да дадат възможност за справяне с нерешими до момента проблеми (например лечение на пациенти с дегенеративни очни заболявания).

Нанотехнологията е наука и технология, чиито методи се прилагат на нано ниво. Мерните единици, с които борави тя са от 1 до 100 нанометра (1).

Нанонауката и нанотехнологиите са съсредоточени в изучаването и прилагането на най-малките частици. Тя може да се използва във всички други области на науката, като химия, биология, физика, материалознание и инженерство.

Средновековните стъклописи са пример за това как една форма на нанотехнологиите е била използвала в пре – модерната епоха .

Трудно е да си представим, колко малки са нанотехнологиите. Един нанометър се равнява на една милиардна част от метъра. Ето няколко примера:

Един инч съдържа 25400000 нанометра;

Един лист от вестник е с дебелина около 100 000 нанометра;

Нанонауката и нанотехнологиите включват наблюдение и контрол над отделните атоми и молекули. Всичко на Земята е съставено от атоми – храната, сградите и къщите, в които живеем и нашите собствени тела.

Нещо толкова малко като един атом е невъзможно да се види с невъоръжено око без помощта на микроскоп. Микроскопите, необходими за наблюдаване на наночастиците са създадени сравнително скоро – преди около 30 години.

Съвременните учени и инженери намират широко приложение за нано технологиите, като използват свойства, като например по-висока скорост, по-голямо тегло, засилен контрол на светлинния спектър.

Лечение, насочено към рака като ракета, рецептори, които „разговарят” с лекаря, когато кръвното налягане е прекалено високо, тумор, който променя цвета си за подпомагане на хирурзите – всичко това звучи като научна фантастика, която се превръща в реалност, благодарение на нанотехнологиите в медицината. Нанотехнологиите помагат в революционизирането на лечение на ракови заболявания , като предоставят по-бързи и по-достъпни здравни грижи (2).

Наномедицина

За медицински процедури като химиотерапията, лечението е като опит да се улучи малка цел с пожарникарски маркуч. Вероятността да се уцели целта е висока, но по време на процеса съществтува опасност и останалата част да бъде повредена. Сходен е случаят и с търсенето на раковите клетки. Химиотерапията е ефективна, но води до множество нежелани странични ефекти(3).

Наномедицината има за цел да превърне пожарникарския маркуч в точна стрела. Лекарства, имащи за цел да достигнат токсините в туморите, без да засягат други части на тялото, вече са приоритет на клиничните проучвания. Целта е и откриването на причината за болестта на Алцхаймер.

Тази нова технология не намира приложение само в лечението. С изследвания се проучва метод, при който с помощта на наночастиците се предоставят специфични изображения, помагащи по време на операции. В комбинация със специфична боя, частиците реагират на тумори, като по този начин се визуализира местонахождението на раковите тъкани. Тези иновации могат да направят операциите по-бързи и по-ефективни.

Нанопроводници

Чрез имплантиране на нанопроводници, които записват важни показатели, може да предупредят пациента или лекаря при наличие на тревожни колебания в кръвното налягане. Сигналите могат да бъдат особено полезни, когато пациентите пътуват в чужбина. В момента, най-удобният метод за измерване на кръвното налягане е с апарат, който се запасва около рамото, но с помощта на нанопроводниците, малък часовник може да записва данните и дори да изпраща сигнали в случай на спиране на сърдечната дейност (4).

Контролът на инфекциите е друга област на нанотехнологиите в здравеопазването, която може да има положително действие. Създадени са лабораторни екипировки, изработени от наноразмерни силиконови частици, които отблъскват микроскопичните материали. Силиконът създава напрежение върху повърхността на дрехите, като подпомага отхвърлянето на 99,9 процента от опасните бактерии, открити в кръвта и при повръщанене, които могат да бъдат опасни за лекарите и медицинските сестри. Иновативните материали, от които са изработени медицинските екипировки не само осигуряват безопасността на медицинските специалисти, но и предотвратяват разпространението на болести върху други пациенти.

Приложение на нанотехнологиите в офталмологията (5):

 • Създаден е метод за повишаване на проникването на капките в очите чрез използване на наночастици от хидролизирано багрило;

• Навлизането на капките в очната сфера се ограничава предимно от роговицата, която функционира като бариера;

•Чрез използването на наночастици, съставени от хидролизирано багрило ( с частици от около 200 нанометра в диаметър ) се постига десет пъти по-ефективно очно проникване.

• Наночастиците се получават чрез метода на повторното преутаяване;

• Лазерна конфокална флуоресцентна микроскопия показва, че багрилата, получени от наночастици, покриват епителната бариера на роговицата, която има тесни връзки, като така се постига по-дълбоко проникване в роговицата;

• По-голямото проникване на багрилото в роговицата се дължи на размера на наночастиците и на трансформирането на багрилната полярност от липофилна към хидрофилна в хидролизните реакции ин виво;

• Използването на хидролизните реакции ин виво за промяна на физикохимичното свойство на наночастици, съставени от хидролизируеми съединения, е ефективен подход за повишаване на по-доброто проникване на капки в очите.

Един от научните стремежи е съсредоточен върху проектирането на фрактални устройства, които се поставят в очите. Изследователски екипи преследват една иновационна стратегия – отглеждането на наноцветя, които ще помогнат на хора, загубили зрението си, например тези, страдащи от дегенерация на макулата. Тези наноцветя не са рози или лалета. Това са наноцветя, поникнали от засети метални наноразмерни частици, които растат по естествен начин – агрегация с ограничена дифузия. Те ще бъдат фрактали и ще общуват ефективно с невроните (6).

Фракталите са частици с неправилни криви форми, които могат да се наблюдават с микроскоп. В математиката този термин е познат като полусходство. Дървета, облаците, реките, галактиките, белите дробове и невроните са фрактали.

Очните хирурзи ще имат възможността да имплантират тези фрактални устройства в очите на слепи пациенти, чрез интерфейсна верига, която ще събира светлината, хващана от ретината и ще я отвежда до невроните за получаване на зрителен образ.

Чрез този подход могат да се преодолеят проблеми, възникващи с настоящите усилия за имплантиране на фотодиоди зад очите. Настоящият чип е с ограничени възможности, тъй като не позволява достатъчно връзки с невроните.

В Кентърбъри, Нова Зеландия, се провеждат експерименти с различни метали за отглеждане на фрактални цветя на имплантируеми чипове.

Цифровите фотоапарати се приближават до капацитета за улавяне на 127 мегапиксела на човешкото око, но настоящият чип, базиран на импланти, поради своя интерфейс може да осигури около 50 пиксела резолюция.

Едно от предизвикателствата е определянето на това кои метали могат безопасно да навлязат в тялото, без да предизвикат проблеми с токсичността. Крайната цел е разработването на чип, който помага на слепите да прогледнат.

Необходимостта от намиране на лекарство за лечение на заболяване на ретината в момента е доминирана от лекарствена терапия, която да използва механизма на интравитреална инжекция. Това не само отнема време за клиничните процедури, но със сигурност е изключително изтощително за пациента. Инжекцията е предпоставка и  за възникването на риск от усложнения като ендофталмит, вътреочно възпаление, регматогенно отлепване на ретината, разкъсване на ретината и ятрогенна травматична катаракта (7).

Бъдещите изследвания са съсредоточени върху механизма на откриване на лекарство за очите, както и върху състава и ефективността на лекарства за анти – съдови ендотелни растежни фактори. В устройството на иновационните системи за създаване на очни лекарства, особено за задната очна камера, ще бъдат включвани нанотехнологиите и микроелектромеханичните системи. Разработва се продукт, който е биоразграждащ се имплант, съдържащ дексаметазон и кортикостероид.

Съществува възможност за изработването на „интелигентни” устройства, които могат да се управляват дистанционно или дори при по – сложни ситуации – да се саморегулират. Преглед на лекарствения метаболизъм в задната очна камера се осигурява от иновационни микропомпи. Напредничавото развитие на микроелектрониката променя нивата на функционалност и контрол на евентуалните имплантирани миниатюрни помпени устройства.

В най-опростеното си ниво, миниатюрната помпа ще бъде със собствен източник на енергия, лекарствен резервоар и няма да има външен котнрол върху нивата на доставяното количество лекарство. Устройството ще бъде капацитетно ограничено от  захранващия източник. Накрая устройството трябва да се експлантира от окото с предоставяне възможността от поставянето на друг подобен уред.

С повишено ниво на сложност, може се позволи външен контрол върху устройството, например светлинно – модулиран управляващ сигнал. Това ниво на контрол може да стартира или да спре устройство и да променя скоростта на доставяне на лекарство. В тази комуникационна функция, може да се включи и „разпитващо” устройство чрез активиране на режим „превъртане”. По този начин данните биха могли да бъдат прочетени от устройство, използващо оптично кодирани техники.

Кодираните данни може да включват, например, данни за еквивалентен обем на разпределеното лекарство, както и статуса на източника на захранване. Съвременната електроника със сигурност има взможността да предостави това ниво на функционалност. Ключов елемент на дизайна на подобна система ще бъде устойчивостта на софтуера.

В най-добрия случай, източниците на енергия трябва да могат да подават мощност по подразбиране, без необходимостта от допълване или подмяна на източника. Технологията, използвана за функционирането на батерията, изисква високи енергийни обемни фактори. Предаването на енергия в източника, чрез използването на микровълнова печка и електромагнитната индукция също е възможно. Такива системи вече са разработени за по-големи системи за имплантиране. Една от тях е с висока плътност на акумулаторната батерия, интегрирана в силициеви схеми за биомедицински приложения за имплантация. Редица технологии имат потенциал за монтирането на миниатюрни помпени системи за доставяне на лекарства. Основният елемент на такава помпена система са импулсите на променливия ток (положителни и отрицателни), които причиняват деформация на мембраната в различните сетива.

В началния етап, течността се изтегля в камерата на помпата при затворен изходящ отвор. В крайната фаза, течността преминава през изпускателния канал при затворен входен канал. Тези помпени системи  имат оптимална честота за нивото на доставяне на лекарства. Ключов елемент в дизайна е да се сведе до минимум операциония стрес върху мембранния  материал и да се предотврати повреда.

Модернизираните техники за разширена цифрова симулация се използват за оптимизиране на дизайна и конфигурациите на нанотехнологиите. С помощта на електрохимичен и йонно – проводим полимерен филм може да се постигне задвижване на микро – помпите, споменати по-горе. Те биха могли да предоставят достатъчно енергия и достатъчно количество лекарство в изпълнение на основната си функция.

Приложение на лекарсвени средства и генна терапия в наномедицината (8)

Наночастиците могат да се приемат от клетките чрез различни механизми – например с фагоцитоза, макропиноцитоза, ендоцитоза или клатрин – медиирана ендоцитоза, посредством които наночастиците могат да достигнат до различни вътреклетъчни структури.

Възможно е конструирането на наночастици, насочени към конкретен начин за вътреклетъчно приемане, в зависимост от това към кои молекули са насочени наночастиците, например, холестеролът може да бъде повлиян чрез кавеолин-медиирана ендоцитоза. Възможно е и насочването на наночастиците към специфични субклетъчни органели, например митохондрии или ядро.

При някои пациенти с пигментен ретинит се среща мутация на тирозин киназа, наблюдавана и при лабораторни плъхове. Чрез експеримент се установява, че пигментния епител на ретината на плъхове не фагоцитира фоторецепторни външни сегменти правилно, в резултат на дегенерацията на колбичките и конусите на фоторецепторите.

Оксидативното увреждане играе роля в патогенезата на много заболявания на ретината, включително възрастовата макулна дегенерация, диабетна ретинопатия, ретинопатия при недоносени и фототоксичност. Тъй като размерът на наночастиците на сериевия оксид (CeO2) намалява, те индикират образуването на повече свободни атоми кислород в кристалната структура, особено при диаметър 3-5 нм. Като резултат, наночастиците могат да открият реактивните кислородни частици.

Свободното насочване на наночастици подпомага намаляването на патологичната неоваскуларизация на ретината при мишките, което намалява мутацията на генните рецептори на липопротеин.

Тази регресия се проявява дори когато наночастиците са инжектирани интравитреално след установена мутация на ретиналния фенотип. С помощта на една инжекция се потиска неоваскуларизацията в продължение на седмици, тъй като наночастиците действат като регенеративен антиоксидант. Наночастиците забавят развитието на повишени нива на съдовия ендотелен растежен фактор чрез този метод. Това означава, че наночастиците могат да бъдат ефективни при лечение на оток на макулата при диабетиците и оток на ретината, предизвикан от хороидална неоваскуларизация.

Вирусните вектори могат да доставят по ефективен начин гени, но също могат да крият рискове, например имуногенност и мутагенеза. Невирусните вектори (например, полимери, липиди) са висока преносимост на гени и носят нисък риск от развитие на имуногенност и са сравнително по-лесни за производство.

Наночастиците могат ефективно да доставят гени до клетките и се считат за средство за доставяне на гени в диагностиката и лечението на очни заболявания. Комплексни катионни полимери и отрицателно зареден плазмид на ДНК, наречени полиплекси, имат по-ефективна трансфекция, в сравнение с аденовирусните вектори. Полиплексите имат нанометров размер, голям векторен капацитет и могат да виреят в нуклеазна среда. Те са с относително висока транефективност, както за клетките, които се делят, така и за тези които не се делят (3).

Литература:

1. Jason H. Sakamoto, Anne L. van de Ven, Biana Godin, Enabling individualized therapy through nanotechnology, Pharmacol Res. Author manuscript; available in PMC 2010 August 1.

Published in final edited form as: Pharmacol Res. 2010 August; 62(2): 57–89.

2. Tewodros Mamo, E 2.Ashley Moseman, Nagesh Kolishetti, Carolina Salvador Morales,Emerging nanotechnology approaches for HIV/AIDS treatment and prevention

Nanomedicine (Lond) Author manuscript; available in PMC 2010 December 1.

Published in final edited form as: Nanomedicine (Lond). 2010 February; 5(2): 269–285. doi: 10.2217/nnm.10.1

3. Muniza Zahid, Byeonghoon Kim, Rafaqat Hussain, DNA nanotechnology: a future perspective, Nanoscale Res Lett. 2013; 8(1): 119. Published online 2013 March 4. doi: 10.1186/1556-276X-8-119

4. Hira Lal Gupta, Pulkit Gupta, Rekha Gupta, Nanotechnology in ophthalmology

Indian J Ophthalmol. 2013 May; 61(5): 244–245. doi: 10.4103/0301-4738.97557

5. Qingguo Xu, Siva P. Kambhampati, Rangaramanujam M. Kannan, Nanotechnology Approaches for Ocular Drug Delivery

Middle East Afr J Ophthalmol. 2013 Jan-Mar; 20(1): 26–37. doi: 10.4103/0974-9233.106384

6. Dong Hyun Jo, Tae Geol Lee, Jeong Hun Kim, Nanotechnology and Nanotoxicology in Retinopathy, Int J Mol Sci. 2011; 12(11): 8288–8301.

7. Miki Honda, Tomohiro Asai, Naoto Oku, Liposomes and nanotechnology in drug development: focus on ocular targets, Int J Nanomedicine. 2013; 8: 495–504.

8. David G Birch, Fong Qi Liang, Age-related macular degeneration: a target for nanotechnology derived medicines, Int J Nanomedicine. 2007 March; 2(1): 65–77.

Източник: nauka.bg

Първият етап от сблъскването на светлинни частици в ЦЕРН

Автор: Неделин Бояджиев

Учените от CERN са провели първия етап от изследването си за скоростта на светлината чрез сблъсък на светлинни частици.

higgs-boson

Физикът Оливър Бухмюлер заяви пред Ройтерс, че основен приоритет през 2011 г. и 2012 г. ще бъде намирането на доказателства за супер-симетрията, другите измерения, другите вселени, тъмната материя, черните дупки и не на последно място – производството на неуловимия бозон на Хигс.

Тези идеи са новите граници на научните изследвания, които са напуснали някогашните предели на научната фантастика. Тези изследвания ще допълнят познанията на астрономите, астрофизиците и космолозите и ще иследват възможността нашата Вселена да (не) е единствена.

Стивън Хокинг и математикът Брайън Грийн търсят доказателства за наличието на друга Вселена преди Големия взрив или за съществуването на паралелна Вселена.

ЦЕРН започна изследванията си в областта на т. нар. „нова физика“ в гигантския подземен адронен колайдер на 31 март миналата година. Той е бил спрян на 6 декември за обслужване на неговите сложни съоръжения.

В подземните почти кръгъл тунел се създават мини-експлозии като Големия взрив от преди 13 700 000 000 г., който е довел до образуването на познатата ни Вселена и всичко в нея.

Друг ускорител на частици, подобен на адронния колайдер, е ускорителя Tevatron в САЩ. Планирано е тамошните изследвания да приключат до края на 2011 г.

И двата колайдера изследват бозона на Хигс, който е частица, чието съществуване е постулирано като агент, който е бил създаден от Големия взрив и после е станала част от масата на звездите и планетите.

Учените смятат, че все повече трябва да се научава по темите, които някога са били мислени като научна фантастика или фентъзи.

Източник: http://www.redorbit.com/

Как се измерва силата на земетресенията?

earthquakes

Какво причинява земетресенията? Земетресенията се причиняват или от вулканичната дейност, при която магмата откъртва части от земната кора, или – от пропадане или разместване на пластове от земната кора.

Всяка година има хиляди земетресения по целия свят, но само няколко от тях успяват да причинят сериозни щети и човешки жертви. Много често, освен жертвите, има и ранени, и безследно изчезнали.
Днес най-често за измерване на едно земетресение се използва магнитудната скала на Рихтер. В края на XIX в. за тази цел служела основно 10-степенната скала на Роси-Форел. През 1902 г. е създадена скалата на Меркали – 12-степенна скала, която измервала интензитета на земетръса. Скалата на Меркали изчислява силата на труса по време на това явление въз основа на щетите и на разказите на оцелелите. Поради това тя е много субективна и несигурна. Още повече че силата на труса се променя от едно място на друго по време на земетресението. Ето защо скалата на Меркали може да даде различни показания за едно и също природно бедствие.

За разлика от скалата на Меркали тази на Рихтер измерва силата на земетресението в неговия епицентър. Така тя дава само една величина.
Скалата на Рихтер е скала за определяне и сравняване на силата на земетресенията. Скалата на Рихтер показва енергията на земетресението или т. нар. негов магнитуд. Тя представлява десетобална логаритмична скала, получена чрез изчисление на десетичния логаритъм на общата хоризонтална амплитуда на най-голямото изместване от нулата на сеизмографа. Намаляването на амплитудата, когато сеизмометърът е на разстояние от земетръсния епицентър, се отчита при пресмятане на магнитуда.

Скалата е изобретена през 1935 г. Идеята на Чарлз Рихтер е да се създаде местна магнитудна скала, която да отдели огромното количество по-малки земетресения от големите, наблюдавани в Калифорния по това време.

Скалата е с 9 нива. Рихтер избира с „0” да бъде означавано земетресение, което би показало максимум общо хоризонтално изместване на 1 микрометър на сеизмограма, записано при използване на сеизмометъра на Ууд-Андерсън, разположен на 100 километра от епицентъра на земетресението. Този избор е направен, за да предотврати отрицателни магнитуди.

Скалата на Рихтер измерва земетресенията по техния магнитуд – величина, показваща големината на излъчената енергия в земетръсното огнище. Магнитудът няма долна и горна граница, а най-слабият има отрицателни стойности. Магнитудът се определя чрез записи от сеизмографи. Най-силният измерен магнитуд е 8,9.
Магнитудът е безразмерна величина, не е „степен”. Казва се: „Земетресение с магнитуд 6,2 по скалата на Рихтер…” а не – „… магнитуд 6,2-ра степен по скалата на Рихтер…”!

Мащабът на земетресенията е различен. Те варират от почти незначителни до страшно силни. Измерва се енергията, която земетресенията освобождават.
Днес чувствителните сеизмографи постоянно регистрират земетресения с отрицателен магнитуд. Такива се случват по 8000 пъти на ден!

Земетресения с магнитуд от 4,5 до 4,9 са достатъчно силни, за да се регистрират от всички сеизмографи по света. Такива се случват около 6 200 пъти годишно.

Земетресение с магнитуд 6,0 притежава 32 пъти повече енергия, отколкото – такова с магнитуд 5,0. Това означава, че разликата от две нива, 5-7, например, представлява земетресение което е близо 1000 пъти по-силно.

Земетресението в българското с. Стражица през 1986 г. е било с магнитуд 5,7, а земетресението в румънското с. Вранча през 2004 г. е било с магнитуд 5,8. Тези земетресения се считат за средни по сила. Такива земетресения се случват по около 800 на година.
Земетръси с радиус около 100 км. и магнитуд от 6.0 до 6,9 се класифицират като силни и може да причинят сериозни щети, като земетресенията в Тайван през 2010 г. (м 6,0), в Тонга (м 6,1) през 2010 г., в Кристчърч в Нова Зеландия (м 6,3) или в Кобе, Япония през 1995 г. (м 6,9). Такива земетресения се случват по около 120 на година.
Земетръси с магнитуд от 7,0 до 7,9 се считат за големи. Такива са земетресенията в Хаити през 2010 г. (м 7,0), на островите Хаити (м 7,0) и Окинава (м 7,3) през 2010 г., в Измит, Турция – през 1999 г. (м 7,6) и в Съчуан, Китай през 2008 г. (м 7,9). При последното земетресение са починали 67 000 д., а тежко ранените са 352 300 д. Такива земетресения се случват по около 18-20 на година. При земетресението в Хаити загинаха над 200 000 д.

Много големи земетресения са тези с магнитуд от 8,0 до 8,9. Такива са земетресенията в Тяншан, Китай през 1976 г. (м. 8,2), когато загиват 242 420 д, а други 164 000 са тежко ранени, в Мексико през 1985 г.(м 8,5), в Чили през 2010 г. (м 8,8) и последното земетресение от 11.03.2011 г. в Япония (м 8,9). Такива земетресения се случват веднъж или най-много – два пъти годишно. Жертвите от земетресението в Чили са били 1000 д., а песимистичните прогнози на полицейски служители за жертвите на земетресението в Япония са цифрата да надхвърли 10 000 д.
Огромни по сила са земетресенията в края на скалата на Рихтер, с магнитуд от 9,0 до 10. Такива земетресения се случват веднъж на около 20 години. Пример за толкова силно земетресение е земетресението на о-в Суматра, Индонезия през 2004 г. (м 9,3). То предизвика и опустошително цунами. Друго още по-силно земетресение е това в Чили от 1960 г. (м 9,5). Жертвите са били 1655 д. Тези земетресения нанасят огромни щети в радиус от стотици километри. Възможни са дори мащабни промени в релефа в близост до епицентъра.

Други скали за измерване на земетресенията са:
– Скалата на Медведев-Шпонхоер-Карник, създадена през 1964 г. Тя се базира на разрушенията по сградите и затова зависи от издръжливостта им. Поради различната издръжливост на стари и нови сгради се получават големи отклонения. Затова през 1988 г. тя е заменена от Европейската макросеизмична скала (и двете имат 12 нива).
– Скалата на японската агенция по метеорология (с 10 нива). Тя е създадена през далечната 1884 г. и измерва силата на земетресенията в мерна единица, наречена шиндо. През 1898, 1908 и 1996 г. тя е била видоизменена и са били внесени допълнения.

По материали от:
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-12540504
http://fr.wikipedia.org/wiki/Magnitude_d%27un_s%C3%A9isme

http://en.wikipedia.org/wiki/Richter_magnitude_scale

Източник: nauka.bg

Може ли чрез червееви тунели (wormholes) да се пътува във времето?

Автор: Неделин Бояджиев

Както всеки уважаващ себе си фен на научната фантастика знае, червеевите тунели на теория са хипотетични образувания в пространство-времето, които свързват две точки от пространството и времето. Нещо като междузвездни портали за пътуване в пространството и във времето.

wormholes

В една своя новела Рей Бредбъри разказва как някакви ловци успяват да построят машина на времето, която преминава през тунел на времето. Така героите се озовават далеч в миналото – в ерата на динозаврите. Там нещата се провалят, когато един ловец убива пеперуда и така напълно променя хода на историята. За наказание водачът на групата го застрелва.

Филмът и сериалите Stargate също спекулираха с възможността за пътуване във Вселената и попадането в паралелни реалности.

Въпросът дали пътуването през червеен тунел в пространството и във времето е възможно е сред най-спорните въпроси във физиката. Все повече теоретични физици и астрофизици се захващат с него.

Някои смятат, че теорията за пътуване през времево-пространствени тунели в Космоса ще доведе до преразглеждане на законите на физиката.

Теорията на Алберт Айнщайн за относителността определя скоростта на светлината като универсално ограничение на максимално възможната скорост. Според същата теория разстоянието и времето не са абсолютни, а се повлияват от движението.

Винаги ще изглежда, че по време на движение стрелките на часовник се движат по-бавно, от което следва изводът, че и времето тече по-бавно, в сравнение със стрелките на часовник, стоящ в покой, защото времето е свързано със скоростта, с която тялото се премества в пространството. Това обстоятелство би трябвало, поне – на теория, да позволява пътуване във времето, ако разполагаме с достатъчно бърз космически кораб.

Ако един астронавт пътува в Космоса в продължение на шест месеца със значителна част от скоростта на светлината, а след това са му необходими още шест месеца, за да се върне на Земята, той би се приземил в бъдещето. Докато само 12 месеца или една година ще е изтекла по часовника на астронавта, на Земята може да се изнижат десетки хиляди години, в зависимост от това с каква скорост е пътувал астронавтът.

„Пътуването през времето е разрешено от законите на физиката.”, казва Брайън Грийн, професор по космология и астрофизика в Колумбийския университет и автор на книгите „Елегантната Вселена” (1999) и „Тъканта на Космоса – пространство, време и текстура на реалността” (2005).

Но законите на пространството и времето, постулирани от Айнщайн, могат да бъдат преразгледани през призмата на квантовата теория, описваща микроскопични случайности, които запълват Вселената.

Теорията на релативизма не дава възможност за пътуване в миналото. Все пак, Ричард Гот, астрофизик в Принстънския университет, се надява, че учените биха могли да открият нови закони на физиката, които ще променят правилата.

Пътуване назад – в миналото – би могло да бъде постигнато чрез използването на „мостовете на Айнщайн-Розен, наречени още червееви дупки (wormholes). Тези тунели са хипотетични образувания в пространство-времето, които свързват две точки от пространството и времето. Този термин идва от приликата с тунела, направен от червей, който прегризва ябълка.

Предполага се, че общата теория на относителността забранява съществуването на отрицателна плътност на енергията, но квантовата механика показва, че вакуумът не може винаги да бъде с нулева енергийна плътност.

Кип Торн, учен от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена, доказа през 1988 г., че тези тунели могат да бъдат отворени от екзотична форма на материята, известна като енергията (на) Казимир. Тази енергия, която е била измерена в лаборатория, е нещо като квантов вакуум. С тегло по-малко от нула, енергията на Казимир би имала анти-гравитационно въздействие и би поддържала разстоянието между стените на времевия тунел.

Ако в тунел на времето се движи космически кораб със скоростта на светлината или поне – със скорост, близка до нея, стрелките на два часовника, всеки поставен на входа и на изхода на тунела, ще се движат с различна скорост. Това може да превърне тунела в портал между две различни времена, минало и бъдеще.

Трябва да отбележим, че тези червейни тунели не са нещо, което можем да поставим в дома си. Всеки вход на такъв тунел би тежал около 100 милиона слънчеви маси.

Но търсенето на материалите, необходими за изграждане и поддръжка на червеевите тунели, е дало тласък от неотдавнашно откритие – че Вселената е в процес на ускорено разширяване във всички посоки – което може да се илюстрира с равномерно раздуващ се безграничен балон.

Приема се, че скоростта на разширяване на Вселената е постоянна. Но също толкова е вероятно и, че може скоростта на разширяването й да се е забавяла или да се е ускорявала.

Възможен двигател на тази космическа експанзия е някаква енергия–фантом, съставляваща до около 70% от Вселената. (Може би става дума за 73-те процента тъмна енергия?)

Фантомната енергия може би бута пространството на Вселената и така тя се разширява. Възможно е тази енергия да се окаже с толкова мощна антигравитационна сила, че да успее в даден момент да взриви Вселената и да сложи окончателен край на всичко. Но преди това може би би могла да бъде употребена, за да отвори времеви и пространствени тунели.

В един твърде спекулативен сценарий хората ще могат да достигнат ниво на цивилизация, толкова абсурдно напреднало, че ще добиват от фантомната енергия вещество, с което ще изграждат и поддържат такива червееви тунели, през които, подобно на междузвездни портали (stargates), ще могат да пътешестват в пространството, във времето и в алтернативни реалности.

Един ден научната фантастика може да стане (алтернативна?) реалност.

Източник: http://news.nationalgeographic.com/

Колко генетични мутации имаме?

x-men-origins-wolverine-02Автор: Неделин Бояджиев

Когато родителите предават своите гени на децата си, средно по около 60 грешки биват въведени в генетичния код по време на този процес. Всяка една грешка от тези пет дузина мутации може да бъде източник на големи различия във външния вид или в поведението на човек, в сравнение с неговите родители. Но пък именно тези грешки са движещата сила на еволюцията.

„60 мутации” може да звучи като твърде много, но според международния екип на генетици, стоящ зад изследванията, тази цифра, всъщност, е доста по-малка от очакваното. „Ние по-рано изчислихме, че при предаването на генетичен материал от родителите у децата им, ще възникнат средно около 100 –  200 мутации. Нашето генетично изследване, първо по рода си, показва, че всъщност възникват много по-малко грешки, или мутации.“, казва Филип Ауадалла, генетик в Университета на Монреал, който е един от ръководителите на проекта.

Това означава, че човешката еволюция се случва значително по-бавно, отколкото се смяташе досега.

Изследователите са анализирали пълната генетична последователност при две семейства, които преди това са били участници в някои от геномните проекти.  Учените търсят нови мутации в ДНК-то на децата, при които отсъстват части от от генома на техните родители. Оказва се, че се открива само по една нова мутация на всеки 100 милиона букви от ДНК.

Броят на мутациите, които идват от всеки родител, е драстично различен в двете различни семейства. В едното семейство 92% от мутациите в гените на детето са му били предадени от бащата, а пък в друго семейство 64% от генетичните мутации са дошли от майката.

Нови техники и алгоритми, разработени за научното изследване, което е описано подробно в сп. Nature Genetics, може да се използват в бъдеще, за да се намерят отговорите на нови въпроси. Например, как възрастта на родителя се отразява на броя на мутациите, предадени на неговото или на нейното потомство? Как различните компоненти на околната среда въздействат върху  мутация? Генетиците ще разберете всичко това чрез сравняване на броя на новите мутации при децата, родени от родители от различни възрасти и с различен житейски опит.

По материали от:

www.lifeslittlemysteries.com

Във всяка черна дупка има по една Вселена!

Автор: Неделин Бояджиев

Дали нашата Вселена се намира някъде в средата на черна дупка в друга Вселена? Това би могло да се докаже чрез математически уравнения. Също като част от руска космическа кукла невеляшка, нашата Вселена може да е ситуирана във вътрешността на черна дупка, която от своя страна да е част от по-голяма Вселена.

Each black hole

На свой ред, всички черни дупки, открити досега в нашата Вселена, от микроскопичните – чак до супер-масивните може да се окажат космически врати към алтернативни реалности.

Според по-стара хипотеза, материята на черната дупка се свива в невидимия й заден край. Според нова теория, черната дупка всъщност е тунел между две вселени, все едно – като прокопана от червей. Според новата хипотеза в другия си край всяка черна дупка е своеобразна „бяла дупка“.

В статия, публикувана в холандското списание „Physics Letters B”, Никодим Поплавски, физик от университета в Индиана, представя нови математически модели на спираловидно движение на материята, попадаща в черна дупка. Според резултата, получен от неговите уравнения, се предполага, че тунелите на червеите са ефективни алтернативи на „пространство-времеви чудеса” (или сингулярности), по думите на Алберт Айнщайн.

Според уравненията на Айнщайн за общата относителност, сингулярности се създават при наличие на сгъстено вещество в даден регион, както в сърцето на черната дупка. Теорията на Айнщайн е трудна за възприемане от много учени. Тя предполага, че сингулярностите не заемат място, че са безкрайно плътни и безкрайно горещи.
Ако Н. Поплавски е прав, Айнщайновата теория няма да бъде възприета. Според новите уравнения, материята на черните дупки не може да погълне и да унищожи, а напротив – става градивен блок на галактики, звезди и планети в друга реалност.

Идеята за черните дупки, като червееви тунели може да обясни някои загадки в съвременната космология. Така например, теорията за Големия взрив твърди, че Вселената се е появила от някакво сингулярно състояние (едновременно много плътна и много гореща материя). Но учените не дават задоволително обяснение за това как тази сингулярност може да са се е образувала.

Ако нашата Вселена е била родена от бяла дупка, вместо от сингулярност, това би могло да разреши проблемите, свързани със сингулярностите в черните дупки, а също – и с големия взрив, и със залповете на гама лъчи, вторите най-мощни експлозии във Вселената след Големия взрив.

Гама лъчите възникват на границата на познатата ни Вселена. Те, изглежда, са свързани с експлозиите на звездите, така наречените супернови звезди в далечните галактики, но точният им източник все още е загадка за учените.
Поплавски предполага, че залповете на гама лъчи може да представляват видимия ефект от опита на далечна Вселена да се избави от част от своята излишна материя. Все още не е ясно как това би било възможно, но той предполага, че чрез тунел можем да се прехвърлим от нашата в чужда Вселена. Това звучи като напълно налудничава идея, но кой знае?!… Може и да е така…

Има поне един начин за проверка на неговата теория. Някои от черните дупки в нашата Вселена се въртят, и ако нашата Вселена е родена от подобна револвираща черна дупка, то тогава тя би трябвало да е наследила „поведението”( тоест – въртенето) на обекта, който я е създал. Ако бъдещи експерименти покажат, че нашата Вселена се върти, това косвено би доказало теорията на Поплавски.

От някаква екзотична материя ли са съставени тунелите в черните дупки или те самите създават екзотична материя? Новата теория за тунелите може да обясни защо някои характеристики на нашата Вселена се отклоняват от това, което теорията е предсказвала. На базата на стандартния физически модел, след Големия взрив кривината на Вселената трябва да се е увеличила с течение на времето, така че сега – около 13 750 000 000 години по-късно, ние трябва да се намираме в затворена, сферична Вселена.
Но наблюденията показват, че тя изглежда плоска във всички посоки. Нещо повече, данните за светлината от много ранната Вселена показват, че непосредствено след Големия взрив температурата е започнала развномерно да спада. Това би означавало, че и най-далечните обекти, които виждаме на обратния хоризонт на Вселената, някога са били достатъчно близко един до друг, за да могат да си взаимодействат, и са постигнали равновесие, като молекулите на газ в затворена камера.

Отново, наблюденията не съвпадат с прогнозите, тъй като предметите, максимално отдалечени един от друг в познатата ни Вселена, са толкова далеч един от друг, че за да се доближат, движейки се със скоростта на светлината, ще им бъде необходимо време, по-голямо от възрастта на Вселената!

За да обяснят несъответствията, астрономите разработват концепцията за инфлацията, според която малко след като е била създадена Вселената, тя е преживяла бърз бурен растеж, по време на който самото пространство се е разширявало по-бързо от светлинната скорост. Разширяването е станало от размер по-малък от атома до астрономически размери за част от секундата.

Вселената, макар да е сферична, ни изглежда плоска, точно както и сферата на Земята изглежда плоска на някой, който стои насред полето.

Теорията за инфлацията също така обяснява как обектите, толкова далеч един от друг, може някога да са били достатъчно близо един до друг, за да могат да си взаимодействат. Но не е ясно какво я е причинило.

Според Поплавски някои теории за инфлацията казват, че събитието е причинено от „екзотична материя“, теоретично вещество, което се различава от нормалната материя, отчасти – защото е отблъснато, а не – привлечено от гравитацията.

На базата на своите уравнения, ученят мисли, че екзотичната материя може да е била създадена, когато някои от първите масивни звезди са се свили и са се превърнали в червейни тунели. Тези тунели са хипотетични образувания в пространство-времето, които свързват две точки от пространството и времето. Възможността за съществуването на такива обекти е предсказана от Общата теория на относителността на Айнщайн. Идеята за тяхното съществуване е дошла на германския математик Херман Вейл през 1921 г. Според учените, ако червейната дупка може да се използва като средство за пътуване, тя значително би скъсила пътя между обектите в Космоса. Този термин идва от приликата с тунела, направен от червей, който прегризва ябълка. Това име е измислено от Джон Арчибалд Уилър през 1957 г.

Възможно е да има някаква връзка между екзотичната материя, която формира червейните тунели и екзотичната материя, която предизвика инфлацията.
Съотношението маса-енергия в нашата Вселена се състои от 73% тъмна енергия, 23% студена тъмна материя и 4% обикновена материя, състояща се предимно от водород, деутерий и хелий. Звездите, елементарни частици неутрино и тежки елементи формират само 1% от състава й. Свойствата и характеристиките на тъмната материя и на тъмната енергия засега са почти напълно неизвестни. Тъмната материя се държи като обикновена материя и забавя разширението на Вселената. Тъмната енергия, от друга страна, ускорява разширението й.
Новият модел не е първият, който предполага, че в черните дупки се крият вселени. Деймиън Ийсън, теоретичен физик в Аризонския университет, е правил такова предположение в своите проучвания. Дали този сценарий е вероятен? Все още е неизвестно, но това е една интересна възможност.

Бъдещото изучаване на гравитацията на субатомно ниво може да доведе до усъвършенстване на уравненията и потенциално да подкрепи или да опровергае теорията на Поплавски, смята Ийсън.

Като цяло, новата теория е интересна, но не е пробив в обяснението на произхода на Вселената, според Андреас Албрехт, физик в университета на Калифорния.

Източник: http://news.nationalgeographic.com/news/

Мъчително стресиращо прелитане над Плутон

Planet-Pluto

Мигът най-накрая настъпи: след пътешествие продължило десетилетие, космическата сонда New Horizons e напът да се срещне лице в лице с Плутон. Буквално летейки по-бързо и от изстрелян куршум, совалката трябва да извърши сложни маневри и да мине съвсем тихо преди учените на Земята да научат нещо, твърди астроном.

Дългоочакваният момент най-накрая настъпи: след пътешествие продължило десетилетие, космическата сонда New Horizons e напът да се срещне лице в лице с Плутон. Буквално летейки по-бързо и от изстрелян куршум, совалката трябва да извърши сложни маневри и да мине съвсем безшумно преди учените на Земята да разберат нещо, казва астроном от GSU.

Себастиан Лепин доцент по астрономия поясни, че прелитането на New Horizons към Плутон е един вид „мисия за папараци”.

Ще мине покрай него и ще снима бързо понеже не може да спре рече той- и сетне си отива.
Това, което прави срещата още по-изнервяща е, че освен дистанцията, която космическата сонда трябва да спазва и ограничената й маневреност, апаратът трябва да избере едно от двете или да прави наблюдения или да препраща данни- но не и двете едновременно. New Horizons работи едва на 200 вата мощност, достатъчно за да снабди с енергия само няколко старомодни крушки, нажежаващи жичките си до почервеняване.

Това, което се е случвало досега е следното, мисията е изпразвала банките си памет, за да складира данни, каза Лепин. Ще изпрати една последна акуратна и добре изпипана снимка на Плутон специално за нас и тогава ще има временно спиране на предаването- ще прави снимков материал поне за още 48 часа преди даже да започне да ни изпраща пак обратно каквито и да било сведения.

Имайки се предвид, че космическият апарат не може да спре и камерите му не могат да се движат, той все пак може да се извие и извърти с цел да наблюдава Плутон и по-малките му луни- Харон, Никс и Хидра и да насочи предавателя си обратно към Земята. Трансмисията на данни ще бъде болезнено бавна- един килобит на секунда, хиляди пъти по-бавно от която и да било компютърна или клетъчна мрежа на Земята.

Сондата ще селектира само един процент от излезлите изображения- две дузини или нещо такова- за да ни ги препрати в следващите седмици, твърди Лепин, ще бъде през Септември или Ноември, когато всичките снимки ще могат да стигнат до нас.

Източник: Горният материал е преработен от материали, осигурени от Университета в Джорджия и тези материали могат да бъдат стилизирани по отношение на съдържание и обем.

Източник: GSU
Автор: Александър Павлов
Pluto: Then vs. NowBy Luke Bailey, via The Planetary Society.
http://9gag.com/gag/aQn9qrr/pluto-then-and-now

Източник: nauka.bg

Отрицателната температура, безкрайно гореща

Автор: Боян Василев

extremely hot

Физици са описали нов начин за постигане на един от най-невероятните феномени: отрицателна температура (по Келвин), който въпреки наименованието си означава система, която е безкрайно гореща.

Отрицателни температури са били постигани, но за много малки приложения. В публикация в Physical Review Letters, теоритици предлагат по-обширни и заинтригуващи начини за потвърждаването на явлението температура под абсолютната нула, като да се правят снимки на атоми когато преминават от положителна към отрицателна температура.

Такива нови подходи, казват учени, биха разкрили неясни досега начини, по които се държи материята на квантово ниво. „С тези атомни системи можем да имитираме различни агрегатни състояния и да правят неща, които иначе не биха били възможни.” – казва ръководителя на екипа Ачим Рош, физик от Университета Кологне в Германия.

Източник: http://www.sciencenews.org/

Учени са уловили атоми от антиматерия

Автор: Боян Василев

Физици са успели за пръв път да хванат атоми на антиводород, постижение което може да ги заведе една крачка по-близо към разбирането на анти-материята.

atoms of antimatter

Това може да разкрие всякакви неща за гравитацията и може би ще хвърли светлина върху станалото с всичката антиматерия, която теоретично би трябвало да съществува във вселената.

Анти-материята е същата като нормалната материя, освен че всяка нейна частица има противоположен заряд. Докато един електрон има отрицателен заряд, съответстващата частица от анти-материята – поситрон има положителен заряд и те се унищожават ако са прекалено близо един до друг. Според законите на физиката за частиците, всяка материя би трябвало да се държи по един и същи начин, дори ако се преобърнат зарядите й, това е аналогично за всички частици.

Това е теорията, но никой до сега не е имал възможност да я тества. Всяка разлика между антиводород и водород, като например разлика в спектъра светлина, които отразяват или такава по отношение на Земната гравитация, ще преобърне стандартните модели на физиката.

Източник: www.abc.net.au

Осем шокиращи неща от „Великият дизайн”

Осем шокиращи неща, които научаваме от книгата на Стивън Хокинг и Леонард Млодинов „Великият дизайн” (The grand design”)

Автор: Неделин Бояджиев

От идеята, че нашата Вселена е само една от многото, до откровението, че математикът Питагор всъщност не е изобретил Питагоровата теорема, тук са изброени осем шокиращи неща, които можем да научим от новата книга на физиците Стивън Хокинг и Леонард Млодинов „Великият дизайн”. Книгата обхваща основните въпроси за характера и произхода на Вселената.

Stephen_Hawking.lmunich1

1. Миналото е само една възможност

Според авторите на книгата, една от последиците от теорията на квантовата механика е, че събитията от миналото, които не са директно наблюдавани, не се случват по определен начин. Вместо това, те се случват по всички възможни начини. Това е свързано с вероятностния характер на материята и енергията, разкрити от квантовата механика. Ако не са принудени да избират конкретна позиция, нещата ще се реят в състояние на несигурност.

Например, ако всичко, което знаем, е, че някакви частици са пътували от точка А до точка Б, то тогава не е вярно, че тези частиците са изминали определен път; ние просто не знам какъв е той. По-вероятно е частиците да са се придвижили едновременно по всички възможни пътища, свързващи двете точки.

Да, ние все още се опитваме да асимилираме с мозъка си това.

Авторите обобщават: „Без значение колко задълбочено е нашето наблюдение над настоящето, то неизследваното минало, както – и бъдещето, е неопределено и съществува само като спектър от възможности.“

2. Силата на светлината

Една едноватова крушка излъчва фотони – милиарди милиарди – всяка секунда. Фотоните са малки частици, носещи светлината. Объркващото е, че те, както и всички частици, се държат едновременно и като частици, и като вълни.

3. Теория на всичко

Ако има някаква „теория на всичко“, която би богла да опише цялата Вселена, това е т.нар. „М-теория”. Този модел е версия на струнната теория, която постулира, че в най-малките нива всички частици са малки обръчи от струни, които вибрират на различни честоти. И ако това е вярно, цялата материя и енергия ще следват правилата, произтичащи от естеството на тези струни. „”М-теорията” е единственият модел, какъвто окончателната теория би трябвало да бъде.“, пишат авторите.

Едно от следствията от тази теория е, че нашата Вселена не е само една, а огромен брой други вселени съществуват с най-различни физични закони и свойства.

4. Общата теория на относителността

Повечето хора смятат, че общата теория на относителността на на Айнщайн се отнася само за супер-големи обекти, намиращи се изцяло извън сферата на нормалния живот, като например – за далечни галактики и черни дупки. Но всъщност, изкривяването на време-пространството влияе върху неща, които всички знаят и използват.

Ако общата теория на относителността не се взима под внимание при GPS сателитните навигационни системи, огромни грешки в глобален аспект ще се натрупват в размер на около десет километра всеки ден. Причината за това е, че общата теория на относителността описва как времето тече по-бавно в близост до обект с голяма маса, тоест – под влияние на количествата на енергията и на материята. По този начин, в зависимост от различното разстоянието на спътниците от Земята, на борда на всеки от тях часовниците им ще трябва да се движат с различна скорост, ако този ефект се вземе предвид.“

5. Потиснатите риби

Преди няколко години, градският съвет на италианския град Монца забрани на собствениците на домашни любимци да държат златни рибки в съдове с овални форми. Този закон е трябвало да защитава бедните рибки от изкривената картина на заобикалящата ги среда, тъй като пречупената светлина може да покаже изкривен образ на пространството около тях.

Хокинг и Млодинов подчертават, че е невъзможно да се узнае истинската същност на реалността. Ние мислим, че имаме точна представа за заобикалящата ни среда и за реалността, но как бихме могли да знаем, дали ние самите не живеем в гигантски аквариум след като все още нямаме поглед извън нашата собствена гледна точка, за сравнение?

6. Питагор откраднал идеята за теоремата си

Авторите твърдят, че известният гръцки математик Питагор (570 – 495 г. пр.н.е.) всъщност не е създател на т. нар. Питагорова теорема.

Питагор предлага формулата (a2 b2 c2 , която описва връзката между трите страни на правоъгълен триъгълник), но тя е известна от по-рано. Вавилонците, например, са документирали основната идея в древните математически таблици далеч преди Питагор да се роди…

7. Кварките никога не са сами

Кварките – градивни елементи на протоните и неутроните, съществуват само в групи, никога не – сами. Силата, която свързва кварките, се уголемява с увеличаване на разстоянието между тях, така че колкото повече се мъчим да издърпаме един единствен кварк, толкова по-трудно ще ни се удава това. Ето защо, всички досегашни опити да се изолират отделни кварки са завършили с неуспех. Самотни кварки никога не съществуват в природата. И протоните, и неутроните се състоят от по три кварки. А атомите, от своя страна се състоят от електрони, протони и електрони. Според съвременните представи, цялата материя е изградена от 6 лептона и 6 кварка.
На всеки кварк съответства антикварк със същата маса, но с противоположен електричен заряд. Кварките и антикварките не съществуват в свободни състояния поради свойството на силното взаимодействие, наречено конфайнмънт. Всеки кварк е носител на един от трите цвята на силното взаимодействие (наречени условно „червен“, „зелен“ и „син“), а антикварките носят съответно три антицвята („античервен“, „антизелен“, „антисин“).
Цветните частици взаимодействат чрез обмяна на глуони (така както заредените частици взаимодействат чрез обмяна на фотони) – също носители на цветове. Основно свойство на силното взаимодействие с обмен на цветни частици е, че силата му се увеличава с нарастване на разстоянието между частиците (за разлика от електромагнитното взаимодействие, където се наблюдава обратното).
Като свободни частици в природата се наблюдават само безцветни (или бели) състояния, наречени адрони. Безцветна частица би могла да се получи при взаимодействие на кварк и антикварк, носещи определен цвят и съответния му антицвят. Такива структури се наричат мезони. Друг вариант за получаване на безцветна частица е комбинирането на три кварка (или три антикварка), които носят трите различни цвята (или антицвята). Такива структури се наричат бариони (или съответно антибариони). Протонът и неутронът са примери за адрони – бариони. Съществуват и по-екзотични начини за образуване на стабилни безцветни състояния, които обаче все още са експериментално ненаблюдавани – пентакваркът, например, се състои от 4 кварка и 1 антикварк. Кварките са единствените частици с дробен електричен заряд. U- кваркът има положителен заряд 2е/3, докато d- и s- кварките са носители на отрицателен заряд –е/3.
8. Вселената е своят собствен създател

Едно от най-обсъжданите твърдения, изказани в книгата, е, че ние не се нуждаем от идеята за Бог, за да обясним какво е предизвикало създаването на Вселената.

„За съжаление, законите на науката не могат самостоятелно да обяснят защо Вселената е възникнала. Нашите концепции за времето, предполагат, че това е просто друго измерение, като пространството. В този смисъл, тя няма начало.

Защото има закон, като този за гравитационната сила, според който Вселената може и ще се създаде от нищото. Спонтанно създаване е причината да има нещо, а не – нищо, защо вселената съществува, защото ние съществуваме.”, казват учените.

Книгата показва, че има учени, които, както и много други хора, вярват в недоказани или недоказуеми неща.

Източник: www.livescience.com/