Наука является частью нашей повседневной жизни, будь то в форме всех технологий, которые мы используем, или всех основных механизмов и принципов естественного мира, которые мы принимаем как должное. Само наше существование является свидетельством всех чудес, которые может предложить наука, если их можно назвать чудесами. Тем не менее наука-это не магия. Исследуете ли вы тайны времени и пространства, задаетесь вопросом о способности вашего мозга хранить информацию или ищете ответ на вопрос, почему ваши шнурки продолжают развязываться сами по себе, иногда ответы обязательно удивят вас.
Вот объяснения некоторых таких удивительных научных фактов, о которых, мы уверены, вам понравится читать.
1. Черная сетка, которую вы видите на дверцах микроволновых печей, блокирует волны, поскольку они на самом деле слишком велики, чтобы пролезть через отверстия.
Длина волны микроволн составляет от одного метра до одного миллиметра. В отличие от радиоволн, микроволны могут перемещаться только по прямой видимости и останавливаются любым препятствием, хотя более низкие частоты могут проходить сквозь стены. Частота, используемая в бытовых целях, составляет 2,45 ГГц, что является частью утвержденных полос частот ISM (промышленных, научных и медицинских) и генерируется компонентом, известным как полостной магнетрон.
Металлическая варочная камера вместе с сеткой в дверце микроволновой печи работает как клетка Фарадея. Клетка Фарадея-это закрытая камера, выполненная с использованием проводящего материала с непрерывным покрытием, такого как металлическая сетка, которая блокирует электромагнитные поля. Отверстия в металлической сетке дверцы духовки достаточно малы, чтобы блокировать микроволны, которые имеют длину волны 12,2 см для частоты 2,45 ГГц, но позволяют нам видеть свет для проверки пищи.
2. Люди с карими глазами на самом деле имеют голубые глаза под слоем меланина.
Синий цвет глаз обусловлен не каким-либо синим пигментом, а скорее недостатком меланина. Точно так же, как ясное небо кажется голубым, глаза с низкой концентрацией меланина кажутся голубыми в результате рэлеевского рассеяния. Нижний темный эпителий голубых глаз поглощает свет более длинных волн, а свет более коротких волн отражается мутной средой стромы радужки.
Карие глаза имеют относительно высокий уровень меланина, который поглощает свет как более коротких, так и более длинных длин волн. Они доминируют у людей, и у всех были карие глаза десятки тысяч лет назад, пока среди людей, живущих вблизи Черного моря, не произошла генетическая мутация, которая привела к появлению голубых глаз. В настоящее время можно удалить меланин в карих глазах с помощью лазерной хирургии, чтобы получить голубые глаза.
3. Ваши шнурки развязываются, когда вы идете или бежите, потому что узлы подвергаются воздействию сил до 7G с каждым шагом, который вы делаете.
Инженеры-механики из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Кристофера Дейли-Даймонда провели исследование с использованием замедленной камеры и серии экспериментов и обнаружили, что узлы развязываются за считанные секунды из-за сложного взаимодействия сил.
Когда вы начинаете бежать, нога ударяется о землю с силой, в семь раз превышающей силу тяжести. Узел растягивается и расслабляется в ответ на эту силу и ослабевает. Когда во время следующего шага нога качается назад, сила инерции на концах шнурка действует как невидимая рука, тянущая узел. Чтобы представить это в перспективе, башня террора в Голд-Риф-Сити, Йоханнесбург, Южная Африка, считающаяся самыми мощными американскими горками в мире, имеет рекорд по самой высокой силе тяжести на американских горках - 6,3 г.
4. Почти 85% мирового кислорода вырабатывается в океане фитопланктоном.
Фитопланктон - это очень мелкие дрейфующие организмы, которые обитают в верхних слоях почти всех водоемов, куда может проникать солнечный свет. Они производят свою собственную пищу через фотосинтез, потребляя углекислый газ и выделяя молекулярный кислород в воду. Фитопланктон производит приблизительно от 50% до 85% мирового кислорода через фотосинтез, в то время как остальная часть производится растениями на суше.
Способность производить свою собственную пищу означает, что они также образуют основу водной пищевой цепи. Мелкие водные организмы, такие как криль, живущие в верхних слоях, питаются фитопланктоном. Криль, в свою очередь, питается более крупными водными организмами и рыбой. Голубые киты питаются исключительно крилем.
Чтобы выжить, фитопланктон зависит от макроэлементов и витамина В в воде, что заставляет некоторых ученых поддерживать обогащение океанов железом путем добавления солей железа для увеличения их роста и уменьшения атмосферного углекислого газа. Однако опасения по поводу манипулирования экосистемой и эффективности таких методов остановили эксперименты. Удобрение также может стимулировать вредное цветение водорослей (HAB), которое снижает содержание кислорода в воде до опасно низкого уровня.
5. Если вы взрываете пузырь под водой с помощью звуковой волны, он испускает вспышки света, и никто не знает, почему.
Этот эффект, также известный как "сонолюминесценция", был впервые случайно обнаружен в 1934 году Х. Френцелем и Х. Шульцем, работавшими над гидролокатором. Они поместили ультразвуковой преобразователь в резервуар с фотографической жидкостью проявителя, надеясь ускорить процесс проявления, и вместо этого заметили маленькие точки на пленке. Дальнейшие эксперименты, проведенные с целью воссоздания и изучения пузырьков в стабильных условиях, привели ученых к предположению, что температура внутри пузырька достигала 12 000-200 000 кельвинов.
В 2002 году М. Бреннер, С. Гильгенфельдт и Д. Лозе опубликовали обзор, в котором дается подробное описание процесса, включающего присутствие и ионизацию благородных газов, особенно аргона, приводящего к 160-пикосекундной вспышке. Хотя это только одно возможное объяснение, этот механизм используется в устройствах аргонной вспышки, которые дают очень короткую и чрезвычайно интенсивную вспышку и используются для фотографирования взрывов или ударных волн. Другим объяснением является гипотеза энергии Казимира, которая предполагает, что вспышки генерируются вакуумом внутри пузыря точно так же, как черные дыры испускают излучение Хокинга на горизонте событий.
6. Если бы вы бросили объект в безвоздушный туннель без трения между любыми двумя точками на земле, ему потребовалось бы 42 минуты, чтобы добраться до другой стороны.
Идея ускоряющегося внутри планеты объекта была впервые представлена британским ученым Робертом Гуком в письме к Исааку Ньютону в 17 веке. В 19 веке Парижской Академии Наук была представлена концепция гравитационного поезда, поезда, который может перемещаться по прямому туннелю между двумя точками планеты, просто используя гравитационное ускорение и замедление планеты.
Легко предположить, что путешествие по длинному туннелю займет больше времени, чем если бы расстояние между двумя точками было меньше. Но на самом деле это занимает одинаковое количество времени независимо от того, где находятся две точки На сфере.
Если предположить, что планета, или наша планета Земля, идеально сферична и имеет равномерную плотность, то для перемещения между любыми двумя точками по прямому туннелю требуется около 2530,30 секунды или 42,2 минуты. Если учесть реалистичное распределение плотности, то время сокращается до 38 минут.
Но невозможно сделать такие туннели, даже если их можно сделать безвоздушными и без трения, потому что они будут проходить через мантию и ядро Земли. Существуют, однако, планы по проектированию вакуумных поездов или вакуумных поездов, таких как Hyperloop, чтобы увеличить скорость движения за счет уменьшения сопротивления воздуха.
7. Если бы вся вода на Земле была собрана и превращена в шар, его радиус составил бы всего 648 километров, что меньше половины радиуса Луны.
Около 71% поверхности Земли покрыто водой, а остальные 29% суши вновь заполнены реками, озерами и другими водными объектами. Однако все эти водные объекты присутствуют в земной коре и очень мелки по сравнению с размерами Земли. Чтобы представить это в перспективе, толщина земной коры составляет от пяти до 70 километров, в то время как средний радиус Земли составляет 6371 километр.
Вместе взятая, вся вода на Земле называется "гидросферой" и составляет примерно 1386 миллионов кубических километров в объеме. Это примерно 684 километра в радиусе, что вдвое меньше, чем у Луны и немного больше, чем у Реи, ледяной луны Сатурна.
8. Клетка человеческого мозга может вместить в пять раз больше информации, чем Британская энциклопедия.
Человеческий мозг представляет собой сложную, взаимосвязанную сеть из примерно одного миллиарда нейронов, каждый из которых образует около тысячи связей с другими нейронами. Каждый нейрон сам по себе может хранить лишь ограниченное, хотя и не незначительное количество воспоминаний. Но именно связи, которые он создает с другими нейронами, увеличивают емкость человеческого мозга от простых гигабайт до поразительных 2,5 петабайт (петабайт-это 1000 терабайт). Однако, по словам Дона Купера, доцента Юго-Западного Медицинского центра Техасского университета, отдельные нервные клетки больше похожи на оперативную память компьютера и способны хранить информацию до минуты или дольше.
9. Весь гелий в атмосфере Земли улетучился в космос. Гелий, который мы имеем сегодня, является результатом радиоактивного альфа-распада под землей.
При содержании в атмосфере 5,2 частей на миллион гелий на Земле встречается относительно редко и является невозобновляемым ресурсом, поскольку он улетучивается в космос при попадании в атмосферу. Впервые он был открыт в 1868 году французским астрономом Жюлем Янссеном, который заметил желтую полосу, поначалу предполагаемую из-за натрия, в хромосфере Солнца во время полного солнечного затмения в Гунтуре, Индия. В 1881 году итальянский физик Луиджи Пальмиери обнаружил его в материале, извергнутом из вулкана Везувий, а в 1895 году он был извлечен из минерала клевеит шотландским химиком сэром Уильямом Рамсеем.
В 1903 году буровые работы в Декстере, штат Канзас, обнаружили газовый гейзер, который не горел. Анализ, проведенный химиками, показал, что 1,84% газа приходится на гелий и, таким образом, обеспечивает новый источник. Эта находка помогла США получить монополию на производство гелия, и немцы были вынуждены использовать водород для своих дирижаблей, называемых цеппелинами,который является горючим.
Подземные запасы являются результатом естественного радиоактивного распада таких элементов, как торий и Уран, которые выделяют альфа-частицы, состоящие из ядер гелия-4. Концентрация гелия, содержащегося в таких запасах природного газа, может достигать семи процентов. Гелий также выделяется в больших количествах во время вулканической активности.
10. Чем дальше вы смотрите, тем дальше во времени вы видите.
Требуется около 1,3 секунды, чтобы свет достиг Земли от Луны и 8 минут от Солнца. Чем дальше находится объект, тем больше времени требуется для того, чтобы свет достиг наших глаз. Итак, если какое-то событие произойдет на расстоянии светового года от нас, то свету потребуется год, чтобы достичь нас, и то, что мы видим, - это то, что произошло год назад. Это происходит потому, что, несмотря на то, что свет является самой быстрой вещью во вселенной, он имеет ограниченную скорость.
Многие из звезд и галактик, которые мы видим сейчас на расстоянии миллионов или миллиардов световых лет от нас, возможно, больше не существуют из-за этого. Жизнь звезды зависит от количества топлива, которое она имеет. За миллионы или миллиарды лет, которые понадобятся свету, чтобы добраться до нас, у звезды могло закончиться топливо и она погибла. Так что, в некотором смысле, мы действительно видим прошлое, чем дальше в пространство мы смотрим.
