/
Теги: журнал журнал юный эрудит
Год: 2018
Текст
ЛОВЦЫ «ПЛЯШУЩИЕ ЧЕЛОВЕЧКИ» БОЕВЫЕ ТАНЦЫ МАОРИ НА ЮПИТЕРЕ ЖИЗНЬ ГАЗОВОГО ГИГАНТ/? КОРАБЛИ- ПРИЗРАКИ EOUHA ВЕРНОГО 1У1ОРЯ ПОДПИСКА: «КАТАЛОГ РОССИЙСКОЙ ПРЕССЫ» - 99641 «ГАЗЕТЫ ЖУРНАЛЫ» - 81751 «ПОЧТА РОССИИ»/- П4536’ ЖУРНАЛ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ ГЧЯ и |ГМ Iffll ГТ I 02 2018
ПОДПИСКА Е ПОЛУГОДИЕ 2018 ГОДА Ты не пропустишь ни одного номера! (Подписные индексы: «Каталог Российской прессы» - 99641, а также на сайте www.vipishi.ru каталог «Почта России» - П4536, а также на сайте www.podpiska.pochta.ru каталог «Газеты. Журналы» - 81751
Распространитель в республике Беларусь: ООО «Росчерк», Минск, ул. Сурганова, д. 576, офис 123. Тел. ♦ 375 (17) 331-94-27 (41). Издание осуществляется в сотрудничестве с редакцией журнала «SCIENCE & VIE. JUNIOR» (Франция). Размещение рекламы: тел. (495) 933-72-50, Юлия Герасимова. Печать офсетная. Бумага офсетная. Заказ № 190/18871. Тираж 10000 зкз. Дата печати: декабрь 2017 г. Подписано в печать: 22 декабря 2017 г. Журнал «ЮНЫЙ ЭРУДИТ» № 2 (186) февраль 2018 г. Детский научно-популярный познавательный журнал. Для детей среднего школьного возраста. □8 го Иллюстрация на обложке: © Mimadeo (shutterstock.com) ЖУРНАЛ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ 1ГТ11 IT Главный редактор периодических изданий: Елена Владимировна МИЛЮТЕНКО. Заместитель главного редактора периодических изданий: Ольга МАРЕЕВА. Главный редактор: Василий Александрович РАДЛОВ. Дизайнер: Тимофей ФРОЛОВ. Перевод с французского: Виталий РУМЯНЦЕВ. Корректор: Екатерина ПЕРФИЛЬЕВА. Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ N? ФС 77-67228 от 30 сентября 2016 г. Учредитель и издатель: АО «Эгмонт Россия Лтд.». Адрес: РФ. 127006, г. Москва, ул. Долгоруковская, д. 27, стр. 1. Для писем и обращений: РФ, 119071 Москва. 2-й Донской пр-д, д. 4. Электронный адрес: info@egmontru с пометкой я теме письма «Юный эрудит». Отпечатано в типографии ООО «Компания «Юнивест Маркетинг», ул. Полиграфическая, д. 10. г. Фастов, Киевская обл.. Украина, 08500. Тел. «38-044-494-0903? Цена свободная. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов. Любое воспроизведение материалов журнала в печатных изданиях и в сети и-’ергет допускается только с лисьменно- йёзре=еиия редакции. ERl 02. КАЛЕНДАРЬ ФЕВРАЛЯ От лошади, тянущей поезд, до коня на эмблеме «Феррари». 04. А ЧТО ЕСЛИ... На Юпитер - в поисках жизни. Огромный газовый гигант - не самое лучшее место для зарождения жизни. Но ведь всякое бывает... 08 ГРАНДИОЗНЫЕ ПРОЕКТЫ Электростанция в океане. Ученые рассчитали, какой должна быть электростанция, снабжающая энергией всё человечество. СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ Маори. Необычные «обычные люди». Аборигены Новой Зеландии внушали ужас одним своим видом! ВЗГЛЯД НА НЕБО Почему мы не летаем к другим планетам? Путешествия вне Земли рискованы, дороги и... вредны для здоровья. 20. ЗАГАДОЧНЫЕ ГЛУБИНЫ Подводная флотилия Черного моря. На дне моря обнаружены прекрасно сохра- нившиеся останки древних кораблей. 24. НАУКА ОТКРЫВАЕТ ТАЙНЫ Двуединые создания. Получить потомство от гибридов не всегда возможно. Все зависит оттого, сколько хро- мосом было у родителей этого гибрида. 28. НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ Супермощь новых материалов. Ученые знают, из чего сделать плащ- невидимку и аккумулятор заряжающийся за несколько секунд. 33. ВОПРОС-ОТВЕТ Что будет, если Земля остановится, и почему разлитый бензин становится разноцветным.
календарь февраля юный эрудит oa/aoia • ► Экспедиции Бартоломео Диаша, которую португальский король отпра- вил на поиски морского пути в Индию, не повезло с самого начала. На пути в Африку флотилию из трех кораблей около месяца преследовал шторм, особенно свирепствовавший две недели. В один из таких дней волны смыли за борт 10 человек, и моряки ничем не смогли помочь тонущим собратьям. Когда ветер стих, Диаш написал в своем дневнике, что никому не пожелал бы попасть в бушую- щие воды Атлантики...Измученные непогодой путешественники решили пристать к африканскому берегу, но едва они ступили на землю, на них набросились туземцы и осы- пали градом камней и стрел. Оста- ваться было опасно, и экспедиция срочно отчалила. А между тем, берег этот расположен в самой южной части Африки, которую Диаш назвал «мысом Бурь» (сейчас - мыс Доброй Надежды), и впереди простирался Индийский океан, а там - и заветная Индия. Но обессиленная экспедиция решила вернуться на родину. Путеше- ственники обнаружили мыс Доброй Надежды 3 февраля 1488 года, то есть 525 лет назад. ► 180 лет назад, 11 февраля 1838 ГОДЭ, по железной дороге, проложенной между Санкт-Петер- бургом и Царским Селом, отправился первый в России «поезд», иду- щий по регулярному расписанию. Почему мы поставили слово «поезд» в кавычки? Потому что состоял он из вагона, который тянула по рельсам лошадь, и такой транс- порт правильнее называть «конкой». В то время паровозам не очень-то доверяли: противники локомотивов утверждали, что при российских холодах не напастись дров для паро- возной топки, и лошадь куда надеж- нее и неприхотливее. Впрочем, наряду с конкой, по воскресным дням здесь курсировали и насто- ящие поезда с паровозами. Через два месяца паровозы окончательно вытеснили лошадей на этом марш- руте, а конки стали курсировать, в основном, в городах, став предше- ственниками трамваев. Интересно, что даже в наше время на Земле существуют 43 (!) страны, в которых полностью отсутствует железнодо- рожное сообщение. В их число вхо- дит даже Исландия - страна вполне современная и большая. ► 385 лет назад, 13 февраля 1633 года, в Рим прибыл знамени- тый философ, астроном и математик Галилео Галилей, чтобы предстать перед судом святой инквизиции. Церковные судьи обвинили ученого в приверженности еретической теории Коперника, согласно которой Земля - не центр мира, а вращается вокруг Солнца. За такие взгляды полагалось суровое наказание: так, в 1600 году церковники заживо сожгли монаха Джордано Бруно, тоже разделявшего идеи Коперника. Чтобы облегчить свою участь, Гали- лею пришлось признать себя винов- ным и публично заявить, что теория Коперника ложна. Но инквизиции этого было мало, она подвергла пожилого ученого «строгому испы- танию» (так написано в протоколе суда), после которого Галилей долгое время болел. В итоге судьи «про- явили снисхождение» и всего лишь приговорили Галилея к домашнему аресту: до конца жизни этот великий ученый прожил взаперти. И только в 1992 году церковь признала, что Галилея осудили ошибочно.
Структура ДНК. Рудольф Дизель, придумавший новый тип двигателя внутреннего сгорания. ► 120 лет назад, 18 февраля 1898 года, родился Энцо Ансельмо Феррари, создавший фирму, выпуска- ющую самые знаменитые автомобили. Энцо начал свою трудовую деятель- ность вовсе не как инженер: по основ- ной профессии он был водителем- испытателем, а заодно и автогонщиком. Отслужив в ?рмии во время Первой мировой войны - там он подковывал лошадей, Энцо Феррари устроился шофером на небольшой автозавод. В 1919 году он принял участие в гонке, сидя за рулем машины «Альфа-Ромео». Через год Энцо стал штатным сотруд- ником компании «Альфа-Ромео», где дослужился до должности дирек- тора по производству гоночных машин. А в 1929 году Феррари создал свою фирму - по сути, спортивный клуб, собиравший единичные версии гоночных машин. «Уличные» же авто- мобили компания «Феррари» начала выпускать только после 1947 года. Забавно, что Энцо Феррари, бесстраш- ный за рулем автомобиля, панически боялся летать на самолетах и ездить на лифте. Он всю жизнь поднимался на нужный этаж по лестнице. ► 21 февраля 1953 года трое ученых - Джеймс Уотсон, Френсис Крик и Морис Уилкинс - наконец-то разобрались с «чертежом», по кото- рому строится любой живой организм. Еще в XIX веке была открыта моле- кула ДНК, играющая решающую роль в передаче наследственной инфор- мации. Но как устроена эта моле- кула? 06 этом и размышляли ученые, разглядывая рентгеновский снимок ДНК, сделанный их коллегой Розалинд Франклин. На снимке исследователи заметили две микроскопические нити, закрученные в двойную спи- раль, между которыми располагались мостики из химических соединений четырех видов. В них-то и зашиф- рована генетическая информация. Рассказывают, что потрясенный этим открытием Френсис Крик в тот же день отправился в соседнюю пивную, где распугал местных завсегдатаев кри- ками: «Мы открыли загадку жизни!» В1962 году за расшифровку структуры ДНК Уотсон, Крик и Уилкинс получили Нобелевскую премию. ► 23 февраля 1893 года молодой немецкий инженер Рудольф Дизель получил патент на придуман- ный им принцип работы теплового двигателя. Как ты, наверное, знаешь, в бензиновом двигателе внутреннего сгорания пары бензина поджигаются электрической искрой. В дизельном двигателе топливная смесь воспламе? няется от сжатия. Дело в том, что если некий объем газа сжать, газ нагреется - с таким явлением знаком каждый, кто хоть раз накачивал насосом колесо: стоит качнуть несколько раз, и корпус насоса станет теплым. В дизельном двигателе сжатие гораздо сильнее. Первый мотор Дизеля работал на смеси воздуха и угольной пыли: в конце сжатия воздух раскалялся до такой степени, что уголь вспыхивал. В совре- менных дизелях сжимается только воздух, в который форсунка впрыски- вает нужную порцию топлива. Вообще же, с инженерной точки зрения, дизель гораздо совершеннее своего бензино- вого собрата, он более тяговит, эффек- тивнее использует энергию топлива, а потому и более экономичен. Но такой мотор сложнее, и затраты на его обслу- живание выше.
а что если. I юный эрудит ог/гсие 1У1 На гигантской планете Рэне Кюийерье го^/? Н£ НА №. БАТУТТ ХНЬ^АТЫ Т/Т ГОМЕЛЬ Ш ГЮЛ^Т^ТЪ! нет твердой поверхности, а в атмосфере вечно бушуют бури с грозами. Захотелось бы тебе слетать туда на каникулы? ели честно, то проводить каникулы на Юпитере - не самая лучшая идея. Планета размера XXL располагается примерно в пять раз дальше от Сблнца, чем Земля, и, соответственно, получает в 27 раз меньше света и тепла. Так что не стоит рассчитывать на расслабленный пляжный отдых. На высоте - настоящий дубак с температурой - 150 °C, а внизу еще хуже, там адское пекло! Представь: ты медленно спускаешься в темно-голубом небе Юпитера (см. фото- графию рядом), пере- секаешь гряду облаков, как вдруг... бац! По космическому кораблю бьет порыв циклонного ветра, и в следующее мгновение тебя уже несет над горами и каньоноами цвета охры. Впрочем, это никакие не горы, а завихре- ния облаков, зачастую более объемных, нежели на Земле. Если спуститься ниже, скорость ветров превысит 600 км/ч, а небосвод раз- режут вспышки молний, в тысячу раз более ярких, чем те, которые бывают у нас во время грозы. Но главное, не успеешь ты пошутить: «О, теплень- кая пошла...», как уже превратишься в жареную отбивную. Ведь Юпитер Под белыми и коричневыми облаками Юпитера проглядывается атмосфера темно-голубого цвета. НУ fWE/ИУ /ИЬ/ можно сказать, недоделанная звезда. Он - огромнейший газо- вый шар состоящий в основном,подобно Солнцу, из водорода (Н?) и гелия (Не), но чтобы загореться, размера ему немного не хватило. (Хотя он и в два с половиной раза тяжелее всех остальных планет Солнечной сис- темы). Столь чудовищная масса создает в глубинах Юпитера колос- сальное давление, в резуль- тате чего газ нагревается до огромных температур. Если у Юпитера и было какое-нибудь ядро из скальных пород, то оно, скорее всего, расплавилось и рас- творилось в окружающем газе. То есть, вполне возможно, что планету Юпитер поглотила... собственная атмосфера! ЗВЕЗДА- ДВОЕЧНИЦА КОТОРАЯ щЕ СУ^ЛЕЛА •ТЕРМИНал ИЩИТЕ И ОБРЯЩЕТЕ! Может, тогда не стоит тратить каникулы на посещение Юпитера? Но давай рас- суждать логически: в верхней части Органические молекулы обра- зуются из атомов углерода (С) и атомов водорода (H), а иногда также из азота (N), кислорода (0) и серы (S)...
сила атмосферы температура -150 °C, а в центре планеты +20 000 °C значит, между двумя край- ностями обязательно должна быть область, где температура такая, к какой мы привыкли. Действительно, на глубине в несколько десят- ков километров под «слоем облаков», видимой границы юпитерианского шара, наличествуют вполне сносные условия для того, чтобы орга- . веские молекулы могли произвести живых существ. Да такие молекулы просто кишмя кишат а атмосфере гигантской планеты! Они образу- ете? из метана (СН4), аммиака (NH3), бензола (QHs) и прочих серных соединений. И весь этот химический бульон кипит в соединении с еще одним необходимейшим для возникнове- ния жизни компонентом - водой! Короче, на этой высоте условия жизни сопо- ставимы с теми, что существуют в наших земных океанах. Газовая атмосфера почти столь же плотная, как и вода (800 граммов вместо 1 кг Астроном Карл Саган предппло жил существование медуз, плавающих я Юпитера, подобно воздушным шарам. Их внутренняя полость также наполнена «азом, а летают они благодаря действию закона Архимеда. Ведь на всякое тело, погруженное в жидкость или газ (в нашем случае - атмосферу Юпитера), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная Вес весу вытесненной телом жидкости (газа). Для сохранения нужного баланса этим инопла- нетным созданиям требуется достаточное количество газа, что возможно лишь при их диа- метре не менее 1 км. Чтобы подняться, им нужно нагреть газ внутри своего тела (сравни управление воздушным шаром), а чтобы опуститься избавиться от части газа. PHILIPPE PUISEUX
ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02 /20*18 • ►> на литр), а давление как на глубине 100 и ниже уровня моря. Может ли здесь существовать жизнь? Сорок лет назад два видных ученых уже раз- влекались игрой, которая называлась «А что, если?..», поэтому нам не нужно ничего придумы- вать. Эдвин Солпитер^ американский астрофизик, и Карл Саган, астроном и знаменитый популя- ризатор науки, попытались представить, какие формы жизни способны обитать в вихревой атмосфере Юпитера. И вот что у них получилось. На Земле основой пищевой цепи - источником всякой живой материи - служат растения или бактерии, способные превращать в собственное питание углекислый газ и воду с помощью хими- ческого процесса, именуемого фотосинтезом. Растения служат пищей травоядным животным, а наверху пищевой цепи располагаются хищ- ники, охотящиеся за травоядными. ЛЕТУЧАЯ ФЛОРА И ФАУНА Следишь за ходом мысли? В теплой зоне Юпитера микроорганизмы могут производить себе пищу на основе метана СН4 - он заменит углекислый газ COj, став источником углерода. А аммиак NH3 послужит источником азота для образования про- ГДЕ ЖИТЬ НА ЮПИТЕРЕ? теинов, а также сыграет роль воды и солнечного света. Разумеется, такие микроорганизмы, кото- рых Саган и Солпитер назвали «спикерами» (англ, sinker - «грузило»), быстро опускаются в нижние слои юпитерианской атмосферы, где и сго- рают. Однако их крошечный размер позволяет им довольно долго оставаться в подвешенном состоянии, паря в восходящих потоках газа, а быстрое воспроизводство с обильным потом- ством дает возможность сохранять популяцию, Именно так поступают микроводоросли планк- -ТЕРМИНал НЕ, З/WTb P/TMTh I <увЕНИРЬ(\ Л тона в наших океанах, прежде чем опуститься на дно и погибнуть там без солнечного света. Два ученых-фантазера даже l предположили, что цвет- |к ные частицы, придаю- щие облакам Юпитера Протеины - слож- ные молекулы, обеспечивающие I необходимые функции жизнедеятельно- [ сти внутри клеток I живых существ. PIUTTARK (ЛеГпаг желтые, коричневые и даже красные оттенки, вполне могут быть этими самими «фотосинтетиче- скими» микробами: ведь, поглощая часть света, они обязательно должны были окра- L ситься, как это про- 1 исходит с зеленым пигментом хлоро- I филлом у растений. J Далее по пищевой 1 цепи Юпитера сле- дуют флоатеры (англ, floater - «поплавок») (см. дополнительный
НЕ ЗАБЫВАЕМ ПРО СПУТНИКИ! Высота Юпитер 50 нм Давление (в земных атмосферах) 0,01 атм 0.1 атм 0 нм Уровень облаков (используется в качестве нулевой точки при измерении Водяные облака Грозы 10 атм Область, пригодная для жизни -150 Ki •273 °C -173 “С -73 °C 27 °C 127 °C 227 °C Облака из гмдросульфида аммония 2 атм -50 км 100 км И последние персонажи, описанные Саганом и Соллитером, - крылатые хантеры (англ, hunter - «охотник»), пожирающие флоатеров. Мрачноватая картина получилась, не правда ли? Разумеется, научно-исследовательские зонды, вдоль и поперек облетевшие Юпитер не заметили и следа этих флоатеров! Возможно, всё-таки необходим океан жидкой воды, как на Земле, чтобы возникла жизнь. Если это так, то Юпитер очевидно, необи- таем... а вот на его спутниках может быть иная картина! Ведь у них по соседству располагается замечательный источник энергии: масса косми- ческого гиганта создает такие мощные прилив- ные силы, что спутникам скучать не приходится. В их недрах происходят неустанные процессы, что-то движется, трещит, трется и... нагревается! Немудрено, что лед на Европе, юпитерианском спутнике, частично растаял: под его поверхност- ным пластом, по всей видимости, находится океан жидкой воды 100 км глубиной. Могут ли обитать в нем морские чудовища? Почему бы и нет? Как и на другом спутнике планеты - Ганимеде. текст на с. 05), которые и пита- ются синкерами, точно так же как на Земле травоядные поедают растения. Флоатеры должны быть намного крупнее синкеров, по образу и подобию китов, охочих до планк- тона. А чтобы они могли летать в атмосфере Юпитера, им необходимо пользоваться выталкивающей силой НА ЮПИТЕРЕ ЕСТЬ условия ДЛЯ ВОЗНИК НОВЕНИЯ ЖИЗНИ из закона Архимеда и быть похожими на монгольфьеры. ГОРОД-БРОНЕНОСЕЦ И последнее. Если даже жизнь не воз- никла ни в атмосфере Юпитера, ни на его спугниках,то что, в принципе, мешает нам, землянам, освоить пустующие простран- ства? Город в виде летучего корабля диа- метром три километра способен принять около 50 000 жителей, а поддерживать его в атмосфере планеты станут три воздушных шара, каждый диаме- тром километр. Как Лапута в «Путе- шествиях Гулливера» или Облачный •ТЕРМИНал Чтобы попасть на летучий город Юпитера, герои фильма «Восхождение Юпитер» должны были преодолеть плотную атмос- феру планеты, в которой сверкают молнии и дуют бешеные ветры. Приливные силы деформируют небесное тело под воздействием гравитационного притяжения дру- гого близко распо- ложенного небесного тела. На Земле например притяжение Луны деформирует водяные массы (более податливые по сравнению со скальными породами), что приводит к подъему и опусканию уровня океанов. город на планете Беспин в «Звездных войнах». Надо лишь построить его в виде брони- рованной подводной лодки (не забывай о том, что давление за бортом будет равно давлению воды на глубине 100 метров!). И еще один пустяк, о котором тебе необходимо знать. Огромная масса Юпитера создает соответствующую силу притяжения, в два с половиной раза превыша- ющую земную. Так что готовься весить не 50 кг, а все 125! Мда, ты прав, отменяем наше путешествие. Что за отдых в таких условиях? А знаешь что? Давай махнем на Сатурн, там сила притяжения на «удобной» высоте примерно равна земной, вдруг понравится? Какой же главный вывод можно сделать? Гигантские планеты представ- ляют собой системы, в которых есть в избытке и энергия, и необходимая для зарождения жизни материя. Вопрос, в сущности, заключа- ется не в том, пригодны ли они для проживания человека, а в том, есть ли на них сейчас жизнь или возможна ли она в будущем...
грандиозные проекты
ктЕРМИНал ®ечь идет об исследовании, лроведен- । ном Анной Посснер и Кеном Калдей- I рой, сотрудниками Стенфордского института Карнеги, США. Используя компьютерное моделирование, ученые решили рассчитать, какой должна быть экологически чистая ветряная электростанция, мощностью 10 ТВт (тетраватт) (10 миллионов миллионов ватт), чтобы снабжать электроэнергией весь мир! Разумеется, исследователи не стали выдумывать какой-то гигантский фантастический ветряк. Базируясь на уже существующих технологиях, они решили создать единую сеть, состоящую из обычных ветрогенераторов. ВЫБОР МЕСТА Конечно, тут же возникает вопрос: где исследо- ватели предлагают располагать эту сеть, ведь она, судя по замыслу, должна иметь колоссальные раз- меры? На суше свободного места не много, а ветро- генераторы куда попало не поставишь: им нужны малонаселенные места, потому что во время работы генератора возникает шум, и жить на рас- стоянии менее 300 м от него вредно для здоровья. Отвечаем: ученые с самого начала ввели в ком- пьютерную модель условие, что их электростанция будет сооружена в центральной части Атланти- ческого океана. И дело тут вовсе не в тесноте, а в желании заставить работать ветряные тур- бины наиболее эффективно, ведь поток воздуха, свободно путешествующий над морем, в среднем на 70% сильнее того, что дует над сушей. ВЫЙТИ ИЗ ТЕНИ Теперь разберемся, почему ученые выбрали именно середину океана, а не какое-нибудь место поближе к берегу. Ветер - это перемеще- Справа: скорости ветров на карте Земли. Чем светлее, тем выше скорость. ВЕТРО- ГЕНЕР^ КУДА ПОПАЛО НЕ ПОСТАВИШЬ I ветряной электростанцией называют несколько ветрогенераторов, объединенных в единую сеть. ТЕРМИНал Тетраватт (ТВт) - кратная единица мощности 1 тетра- вал равен мил- лиону миллионов вал. 1 гигаватт (ГВт) равен миллиарду ватт. 1 мегаватт (МВт) равен миллиону вал. / О 7 14 Скорость ветра (м/с)
ЮНЫЙ ЭРУДИТ Справа: первая в мире плавучая электростанция. Диаметр ротора - 82 м, высота расположения турбины - 65 м, мощность - 2,3 МВт. Ветроэлектростан- ция - не такое уж современное изобретение. Эта фотография сделана 130 лет назад! ►► ние огромного объема воздуха, и казалось бы, тоненькие лопасти ветрогенератора не могут влиять на движение воздушных масс. Однако посмотри на фотографии подобных электро- станций - ветряные установки всегда распола- гают в относительном удалении друг от друга. Дело в том, что как бы ни были изящны лопасти, ветер они всё-таки тормозят, и в результате за турбиной образуется так называемая ветровая тень - область, в которой скорость воздушного потока снижена. Кстати, с точки зрения физики, в этом нет ничего удивительного, ведь энергия, УСТРОЙСТВО ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ® Фундамент ® Выход для подклю- чения к электросети а Башня Лестница для обслуживающего персонала ® Поворачивающаяся платформа ® Корпус ветряка э Генератор тока ® Анемометр - при- бор измеряющий силу и направление ветра * Тормоз @ Редуктор т i) Лопасть ротора Поворотный механизм лопасти Колпак ротора вырабатываемая ветряками, отнимается у ветра, вот он и ослабевает. Чтобы электростанция работала с максимальной эффективностью, ученые подобрали для ее стро- ительства специальное место - область в океане, где наблюдается активное смешивание верхних быстрых ветров с более медленными, дующими у поверхности воды. Если сеть расположить в таком районе, можно и снизить эффект ветровой тени, и быть уверенным, что лопасти генераторов будут постоянно омываться мощным потоком воздуха. По рассчетам Посснер и Калдейры, установленные там турбины дадут уже не на 75%, а в три раза больше энергии, чем ветрогенераторы, работающие на суше! НЕ ВСЁ ТАК ПРОСТО! Какую же площадь займет система, предложенная учеными? Миллион девятьсот тысяч квадратных километров! М-да, не мало, это примерно как Урал вместе с Западной Сибирью или как Гренландия, самый большой остров на Земле. Построить на таком гигантском пространстве множество глубоководных фундаментов, а затем и вышек с турбинами - задача малореальная. Впрочем, на самой дорогой части, фундамен- тах (а они должны уходить под воду на сотни
САМАЯ КРУПНАЯ НА СУШЕ Крупнейшая наземная ветровая электростанция (вернее, комплекс, состоящий из шести десятков более мелких станций) находится в Китае, в провинции Ганьсу. Сейчас совокупная мощность этого комплекса составляет почти 13 ГВт, а к 2020 году мощность увеличат до 20 ГВт. Строительство обошлось в 17,5 миллиарда долларов, но электричество, производимое в Ганьсу, продается (в пересчете на наши деньги) по цене всего 2,5 рубля за киловатт. Еще бы, ведь энергия ветра бесплатна! к охлаждение, ученые не говорят. Заметим только, что в целом тепловой баланс Земли измениться не должен. Но главное, совершенно непонятно, как переда- вать полученное в океане электричество на мате- рики. Ведь речь идет о 10 ТВт, а это - не шутки! Тем более, что вокруг - соленые воды, которые неплохо проводят электрический ток. Трудно даже представить, какой будет вспышка, если в про- водах, по которым передается такая мощность, вдруг произойдет короткое замыкание! К тому же, коль скоро электростанция должна обеспе- чить энергией всех, то провода придется тянуть аж на противоположную часть Земли, например в Австралию. А ЕСТЬ ЛИ СМЫСЛ? Что же это получается? Ученые строят какие-то САМАЯ КРУПНАЯ В МОРЕ В морях уже работают несколько десятков ветроэлектростанций, правда, установлены они недалеко от берега. Самая крупная из них, London Arrow, находится в 20 км от побережья Англии. Электростанция состоит из 175 ветряков, которые способны вырабатывать ток суммарной мощно- стью 630 мегаватт (МВт). Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнер- гией примерно полмиллиона домов, но в планах - увеличение мощности до 1 гигаватта (ГВт), и тогда к электростанции можно будет подключить 750 000 домов. фантастические модели, даже не думая, как их реализовать, получают за это зарплату, а нам от этого никакой пользы! Не спеши с выво- дами. Наука всегда работает для будущего, и исследования двух американских ученых наверняка пригодятся, ведь запас традиционных энергоносителей - нефти, газа и угля - не вечен. В конце концов, никто не знает, какое практи- ческое применение может найти то или иное научное исследование. Согласись, что люди, начав- шие изучать электричество, и не предполагали, что благодаря их- работе когда-нибудь появятся лампочки, компьютеры,пылесосы... метров!) можно сэкономить. Вот уже девять лет уберегав Норвегии работает плавучая ветровая турбина - по сути, вышка с генератором, уста- - пленная на корабле, который зафиксирован -1 : г-ом месте с помощью якорей. Так почему бы г z. -эоить в Атлантике флотилию таких вышек? Е е одна проблема. Согласно расчетам, ? >ичество турбин окажет влияние даже --= -г/_ие океаниче- ски soz вихри. И как следствие. тем- пература воды в север- ной Атлантике должна понизиться на 13 граду- сов. К чему может при- вести такое локальное Справа: опора ветряка, работаю- щего в море. Справа внизу: строительство морской ветро- электростанции. Же^вать ФОТО: NH0-1NF0 ФОТО: RA ВОЕ
страницы истории декабря 1642 года голландские ^1 моряки с парусников «Хемскерк» I | и «Зехайн», через пару недель ~ после отплытия с открытого ими большого острова, вдруг снова увидели сушу - торчащие из-за горизонта горные вершины. Корабли, ведомые знаменитым мореходом Абелем Тасманом, бороздили воды южной части Тихого океана с целью отыскать Великий Южный Конти- нент, суливший, согласно легендам, несметные богатства. Но пока, кроме того самого острова, явно не тянувшего на Южный Континент, ничего найти не удалось. И вот внезапно возникли Свирепый вид и крайнее недружелю- бие к чужакам — такими запомнились белым мореплавате- лям аборигены Новой Зеландии. □ь- Михаил Калишевский
Слева: каноэ маори и корабли Тасмана, рисунок Исаака Гисель- манса, участника экспедиции. Вверху: пор- треты туземцев художника Готтфрида Линдауэра. ОТЧАЯННО ХРАБРЫЕ 5 1/1 ОЧЕНЬ СВИРЕПЫЕ очертания еще одной незнакомой земли. Парус- ники вошли в живописную бухту, где бросили якоря. Бухта оказалось обитаемой. Моряки увидели костры и причаленные пироги. На берег высыпали сотни рослых туземцев, украшенных перьями и одетых в плетеные накидки. Их светло- коричневые тела были покрыты синей татуиров- кой. Появление кораблей взбудоражило местное население, причем повело оно себя весьма враждебно. Туземцы, издавая дикие вопли, топали ногами, прыгали, размахивали топорами и пали- цами, и высовывали языки, корча страшные гримасы, что придавало их татуированным
страницы истории ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02 / 201 8 • Абель Тасман физиономиям совершенно зверское выражение. Затем пара десятков дикарей попрыгали в две и его семья, кар- пироги и поплыли к парусникам. Приблизившись, они, явно стараясь напугать, опять стали страшно кричать. Голландцы попытались объясниться, используя наречия ряда племен фвой Гвинеи. Туземцы ничего не поняли и затрубили в деревянные горны. Голландцы ответили схожими звуками медной трубы, пытаясь всего лишь найти общий язык. Но туземцы восприняли это как вызов на бой - и с берега отчалили еще семь пирог, набитых воинами. Голландские суда стояли на расстоянии друг от друга, поэтому их экипажи не могли перегова- риваться. Чтобы скоординировать действия, с одного корабля на другой была послана шлюпка. Туземцы не решались атаковать парусники, а вот шлюпка была им вполне по силам. Одна из пирог настигла шлюпку, и четверо голландцев были тут же убиты. С парусников открыли огонь из мушкетов. Туземцы забрали тело одного из убитых моряков и отплыли. Шокированные голландцы решили покинуть бухту. Но воодушевленные их уходом, туземцы бросились преследовать корабли на своих пирогах! Только пушечный залп заставил их повернуть. Вот такой стала первая встреча европейцев с маори - коренными жителями Новой Зеландии. ВСЛЕД ЗА РЫБАКОМ Эта земля долгие века оставалась незаселенной. Лишь в X веке н.э. на островах появились первые полинезийцы, переселившиеся сюда с архипелага Таити. Согласно легенде, рыбак Купе с острова Гавайка во время ловли кальмаров очутился далеко от родного острова и увидел землю с высокими берегами, окутанными туманом. Он рассказал соплеменникам о своем открытии, и вскоре часть из них во время шторма была отнесена к этой земле, которая им очень понравилась, и они оста- лись там. Через сто лет прибыла новая группа переселенцев с Гаваики во главе с неким Той - их отнесло ветром во время лодочных гонок. Пришельцы смешались с потомками первых поселенцев и образовали новый народ - маори, что в переводе значит «обычные люди». А земля, состоящая из двух островов, стала называться Аотеароа - «Земля длинного белого облака». Наконец (известен даже год - 1335-й), прибыла третья волна переселенцев с Гаваики. Это были люди отчаянно храбрые и очень свирепые. Потер- пев поражение в кровавой межплеменной борьбе у себя дома, они, в поисках лучшей участи, отправи- лись на новое место. Пришельцы напали на потомков Той, частью перебили их, частью ассимилировали, а земли поделили между семью племенами. Племена эти поселились друг от друга на некотором расстоянии, чтобы избежать раздоров. БЫТ АБОРИГЕНОВ Племена делились на более мелкие ячейки, а те - на кланы. Каждый такой клан имел своего вождя и занимал отдельную деревню, точнее, крепость. Свои селения маори строили в неприступных, хорошо защищенных местах, обнося тремя поясами укрепле- ний, образованных двумя рядами много- метрового частокола и оградой из ивы с бойницами. Дома строили из бревен и досок, крышу сооружали из соломы. Кроме жилых домов в поселениях были помещения для общего сбора, дома раз- тина художника Якоба Кейпа. Пути расселения людей в Тихом океане по го- дам. На этой английской схеме буквами «ВС» обозначает период до нашей эры, «АС» - года нашей эры. Справа: жилище маори, фото 1880-х годов.
Селение маори, художник Готт- фридЛиндауэр. влечений и дома знаний, где обучали молодежь. Главным занятием маори было земледелие - аборигены выжигали участок леса и вскапывали его палками. Единственным домашним животным была собака, причем собак употребляли в пищу. Маори занимались также охотой, в том числе на гигантских бескрылых птиц - моа. Довольно развиты были различные ремесла - резьба по дереву, камню, плетение накидок из льна. ЖЕСТОКИЕ НРАВЫ Маорийское общество жестко делилось на сословия: на знать, среди которой особо выделялись вожди и жрецы, рядовых людей, и пленников-рабов. Для обозначения статуса служила татуировка, содержавшая информацию •ТЕРМИНал Моа - вымерший отряд бескилевых птиц. Обитали в Новой Зелан- дии. Некоторые достигали в высо- ту около 3,6 м и весили примерно 250 кг. Полностью истреблены в XVI веке абори- генами маори. z о племени, ранге, профессии и подвигах чело- Слева: маори на- носят татуировку на лицо, худож- ник Готтфрид Линдауэр. Справа: Джеймс Кук, портрет художника Натаниэла Дэнс-Холланда. СЛУЖИЛА ЦЛЯ ОБОЗНАЧЕНИЯ 1 ПТАТУСА- века. В то же время она являлась своего рода обрядом посвящения в воины - проверкой на выносли- вость, поскольку нанесение рисунка было очень болезненным. Оружием для маори служили палица, копье, и дротик, также использовался кистень - камень на веревке. Режущие части ору- жия делались из камней - обсидиана и нефрита. Расселение на отдалении друг от друга, однако, не предотвратило войн между племенами, пре- жде всего, за земли. Войны были очень жестокие, когда поражение зачастую означало полное истребление или, в лучшем случае, поголовное обращение в рабство. Поэтому среди маори истово культивировались постоянная готовность к схватке и к смерти, бесстрашие и беспощадность, непременным долгом считалась месть. Огромное значение придавалось получению психологи- ческого превосходства над врагом - его надо было жутко испугать. Этой цели служила та самая пляска с воплями и страшными гримасами, которой маори встретили экспедицию Тасмана. На колья частоколов крепостей-деревень насажи- вались черепа убитых врагов - опять же, для того, чтобы противник боялся и уважал. Наконец, маори были каннибалами - они верили, что сила врага переходит к тому, кто его съел. СТО ЛЕТ ЗАБВЕНИЯ Тасман, обозленный негостеприимством туземцев, назвал злополучную бухту «Бухтой убийц» (ныне бухта Голден Бэй у мыса Фаревелл на северо- западе Южного острова Новозеландского архипе- лага). А голландские чиновники, обозначив откры- тую им землю Новой Зеландией (Зеландия - одна из провинций Нидерландов), сдали документы в архив и... забыли про нее. Более ста лет никто из европейцев не приближался к новозеландским берегам. Только в 1762 году французский капитан Сюрвиль случайно причалил туда. Маори украли у него ялик, а он в отместку сжег деревню. Маори это запомнили и через три года убили и съели
страницы истории ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02/2018 • ►► тоже случайно приплывшего капитана Дюфрена и 16 его матросов. Однако по-настоящему открыл Новую Зеландию великий мореплаватель Джеймс Кук, который нанес на карту всю береговую линию архипелага. Кука местные жители тоже встретили враждебно, но он уже знал о вероломстве и кро- вожадности маори, а потому британцы заранее открывали стрельбу, и не потерями ни одного человека. «МУШКЕТНЫЕ» ВОЙНЫ Вслед за Куком в Новую Зеландию потянулись китобои, охотники на тюленей, миссионеры и просто авантюристы. Еще в 1788 году Новая Зеландия была формально включена в состав британской колонии Новый Южный Уэльс, однако британская власть здесь была чисто декларатив- ной - ее не признавали ни маори, ни французы, которые стали активничать на Северном острове. К тому же основать значимые британские поселе- Вверху: кар- тина Джорджа Картера «Смерть капитана Джейм- са Кука». Вождь маори Раупараха. Внизу: стычка белых пересе- ленцев с маори, 1868 год. конфедерация племен маори обратилась к королю Уильяму IV с просьбой о защите - формально от французов, самовольно основавших поселение на Северном острове. Тем временем британцы создали Новозеландскую компанию, которая стала скупать земли у маори и приглашать туда британских поселенцев. Лондон отправил в Новую Зеландию капитана Уильяма Гобсона с заданием уговорить маори принять британский суверенитет. В результате был подписан знаменитый Договор Вайтанги. Согласно договору, Новозеландская компания Британия могла покупать у маори землю, при этом маори имели право наложить вето на тот или иной акт продажи. Принято считать, что дого- вор заложил основы нынешнего новозеландского государства и является одним из основных консти- туционных документов страны. Поток британских поселенцев сразу стал расти, и в 1854 году Новая Зеландия получила свой парламент, а в 1856 году - самоуправление. «ЗЕМЕЛЬНЫЕ» ВОЙНЫ Однако до гармонии в этих отношениях было весьма далеко. Более того, начались «англо-мао- рийские земельные войны». Дело в том, что Дого- вор Вайтанги стал сразу же нарушаться прибыва- ющими во всё больших количествах поселенцами, которые захватывали земли маори, объявляя их якобы ничейными. Маори сначала жалова- лись по инстанциям, а потом перешли к насиль- ственным и порой весьма жестоким действиям. Всего в период с 1843-го по 1872 год произошло 11 крупных конфликтов. Началось все с так назы- ваемой «Резни в Уаирау» 17 июня 1843 года, когда маори во главе с вождями Те Раупараха и Те Ран- гихаеата изгнали землемеров, а потом вступили в перестрелку с отрядом капитана Артура Уэйк- ния не получалось - желающих жить по соседству с людоедами было не много. Так что на жизнь коренного народа повлияли, главным образом, торговцы, продававшие маори картофель и ору- жие. Картофель стал надежным источником пищи, позволившим маори меньше заниматься мирным трудом, а тут еще появился соблазн обладания огнестрельным оружием. Началась целая серия ужасных межплеменных «мушкетных» войн (1801—1840 годы). В междуусобных войнах было перебито 40 тысяч человек - пятая часть всех маори, некоторые племена были полностью истреблены. ПОД ЗАЩИТОЙ БРИТАНСКОЙ КОРОНЫ В этой кровавой бойне никто не мог победить, поэтому вожди всё чаще стали прибегать к посред- ничеству миссионеров (и принимать христиан- ство), а потом и британских властей. В 1835 году
Хоне Хеке срубает флагшток. Иллюстрация из книги 1908 года. •ТЕРМИНал филда, в ходе которой погибли жена Те Рангиха- еаты и дочь Те Раупарахи. Потом британцы были окружены и сдались. Мстя за жену и дочь, вожди приказали убить 22 пленных во главе с Уэйк- филдом. Широкую известность получила также «Война за флагшток» (март 1845-го - июнь 1846 года), когда вождь Хоне Хек три раза пробирался в военный лагерь в англичан и срубал флагшток со знаменем Британии. Флагшток начал охранять целый батальон. Но Хек с товарищами все-таки подползли к флагштоку и срубили его в четвер- тый раз. Затем маори развернули настоящую партизанскую войну. Лишь с большими потерями британцам удалось взять крепость Охаэваи - основной опорный пункт маори, после чего было заключено перемирие. Вплоть до 1860 года уста- новилось относительное спокойствие - действие британских законов распространялось лишь на города и поселки, а на всей остальной территории действовали законы маори. В этот же период количество британских переселенцев стало равно количеству маори. В 1863 году война возобно- вилась. Британцы были вынуждены отправить в Новую Зеландию крупные воинские части, и к началу 1872 года сопротивление маори было сломлено. Интересно, что у маори конфиско- вали 16 тысяч км2 земель, и иски об их возврате в Новой Зеландии рассматривались вплоть до... 2014 года. МАОРИ И «ПАКЕХА» В веке начался процесс национального возрож- - ‘зори. Когда в 1907 году Новая Зеландия обре.-а независимость, маори начали активно учэс’зсвать в общественной жизни. Они также отличились в обеих мировых войнах, действуя, как правило, в составе диверсионных подразделе- ний. За маори закрепили семь мест в парламенте, а в 1987 году язык маори стал государственным наряду с английским, при этом государствен- Договор Вайтан- ги - соглашение, подписанное представителями Великобритании и вождями неко- торых племен маори ннаселен- ном пункте Вайтан- ги б февраля 1840 года. Маори соглашались на британский суверенитет, получая при этом статус равноправ- ных британских подданных. ный гимн сначала поют на маори и лишь потом на английском. Маори по-прежнему пытаются хра- нить свои традиции, хотя, конечно, уже не занима- ются людоедством и охотой за головами. В свою очередь, культура маори становится все популярнее среди новозеландцев британ- ского происхождения. Само прозвище «пакеха», данное им маорийцами (пакеха - злобный морской демон), стало восприниматься белыми как элемент горделивой самоидентификации. На официальных церемониях чиновники наде- вают маорийские накидки прямо на европейские костюмы, а неотъемлемой частью этих церемо- ний стало приветствие «хонги» - когда люди здороваются не рукопожатием, а соприкоснове- нием носами. Такому приветствию следуют даже Елизавета II и члены королевской семьи, когда находятся в Новой Зеландии. Хака - та самая пляска, которой туземцы пытались испугать Тасмана, теперь исполняется рэгбистами перед каждым матчем. Она превратилась и в армейский ритуал - весь мир обошло видео: новозеланд- ский спецназ исполняет хаку в Афганистане - типичные англосаксы, белокурые и голубогла- зые, в мундирах британского образца, топают, хрипят и рычат, грозя отомстить за погибших Туристический аттракцион - пляска Хака - та самая, кото- рую исполняют рэгбисты. товарищей. Кстати, жутковатые пляски приносят неплохой доход. Ведь, помимо прочего, хака - захватывающий туристический аттракцион. А туризм и мабри - понятия в Новой Зеландии неразделимые.
взгляд на небо юный эрудит ог/еотв Последняя экспедиция на Луну состоялась более Д5 лет назад, — скорее всего, еще до рождения твоих родителей. Что мешает полететь на Луну еще раз или отправиться к другим планетам? СЛИШКОМ РИСКОВАННО В космосе (то есть на высоте более ста километров над Землей) побывали 550 человек. Но для 24 кос- монавтов желание вырваться за пределы Земли закончилось трагически - они погибли. То есть жертвой космоса становится каждый 23-й астро- навт, и по этому показателю покорение косми- ческого пространства опаснее, чем восхождение на самую высокую точку Земли, гору Эверест, во время которого гибнет каждый 29-й < альпинист. НЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ВЫГОДЫ Если ты прочел нашу статью о жизни маори, то, возможно, обратил внимание на интерес- ный факт; во второй раз евро- пейцы приплыли к берегам Новой Зеландии только спустя сто лет после ее открытия. А вот с Амери- кой никто не мешкал, караваны судов пошли туда сразу после того, как там побывал Колумб. Почему? Дело в том, что европейцы надеялись найти в Америке несметные сокровища, а Новая Зеландия не сулила быстрого обогащения. Вот и в серой пыли Луны нет никаких драгоценностей... Впро- чем, когда мы освоим технологию термоядер- ного синтеза, лунный грунт станет подороже алмазов, ведь в нем содержится изотоп гелий-3 - идеальное топливо для термоядер- ных электростанций.
/ НЕСМЕТНЫЕ СОКРОВИЩА ПЛАНЕТ ПОКА ЦЕ ВЫЗЫВАЮТ коммерческого^ ИНТЕРЕСА. X РИСУНОК: NASA гу Капсула / кора- бля сериу «Джемини»: несколько меся- цев в ней явно не просидишь! МРУ1 ИЛ плане юл cui в какие-1 и ценные минералы и вещества? Увы, если это и так, соседние планеты находятся чересчур далеко: полеты на Луну занимают трое суток, а до Марса придется лететь семь-восемь месяцев. Далее смотри два следующих пункта. СЛИШКОМ ДОРОГО Специалисты говорят, что вывод каждого кило- грамма груза на орбиту обходится в 25 тысяч долларов. В многомесячный полет придется взять солидный запас жизненно необходимых вещей, и сам корабль должен быть большим - Космонавты на борту Между- народной косми- ческой станции. это на Луну можно слетать, ютясь в крохотном отсеке, а для длительных путешествий нужны совсем другие условия. Космический корабль «Союз» (отсек для трех космонавтов имеет диа- метр всего 2,2 м) весит 7,1 т, но вывод его на око- лоземную орбиту осуществляется с помощью ракеты, заправленной 274 тоннами топлива. Мало того что межпланетный корабль будет куда тяжелее «Союза», его еще нужно снабдить запасом горючего для возвращения назад! Вот и пред- ставь, во сколько обойдется вывод такого корабля в межпланетное пространство! СЛИШКОМ ВРЕДНО ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ Все знают, что длительное пребывание в невесо- мости ведет к атрофии мышц и прочим малоприят- ным вещам. Но в космосе нас поджидает действи-' тельно серьезная опасность, о которой почему-то мало говорят, - радиация. В околоземном про- странстве, где сейчас летают космонавты, атмос- фера крайне разрежена, но она всё-таки защищает от космических лучей. В более далеком космосе ситуация катастрофическая: при полете на Марс космонавт получит дозу радиации, как минимум в 18 раз больше предельно допустимой. Выход один: превратить корабль в противорадиационное укрытие, например нанеся на него слой бетона толщиной... 1,5 м. М-да, возвращаемся к предыду- щему пункту. РЕЗЮМЕ. Не надо вешать нос! Пока космос для нас - как Новая Зеландия для ее первооткрывателей - далеко, опасно и вроде незачем. Но технологии стремительно совершенствуются, и надо подо- ждать, когда они достигнут необходимого уровня.
ЧЕРНОГ МОРЯ . Обследуя глубины Черного моря, архео- логи обнаружили останки нескольких десятков древних судов в превосходном состоянии. Находка, ставшая сенсацией! ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02 I2018 • ПОДВОДНАЯ ФЛОТИЛИЯ ©сматриваясь в изображение на мониторе, морской археолог Родриго Пачеко-Руиз изо всех сил ! боролся с накатившим на него приступом сна. Что и говорить, сложно часами следить за передвижениями подводного робота в пустынной мгле Черного моря, тем более когда за твоей спиной звучит усыпляющий гул судового мотора, будто нашептывая «Спать пора», «Спать пора»... Интересно, сколько еще осталось ANIOiNt LCVESQUE до конца вахты? Час! Ничего, не так уж и много! Исследователь взялся за ручку управления, но уже в следующее мгновение увидел нечто неожидан- ное. И сонливости как не бывало! «Мы не могли поверить своим глазам!» - признается он позднее. На большом экране, куда выводились изображе- ния с внешней камеры, внезапно возник призрач- ный остов корабля! Затонувших кораблей члены экспедиции повидали на своем веку немало, и подавляющее большин- ство из них было построено не позднее XVII века. Но этот был совершенно другого вида. На перед- •ТЕРМИНал А В истории Земли было несколько Ледниковых | периодов, харак- теризовавшихся глобальным похо- лоданием климата. I Последний закон- чился примерно 10 000 лет назад./ ней части корабля отчетливо видно рулевое весло (см. фотографию сверху), такие весла использова- лись лишь до Средневековья, а это значит, что найденное судно пролежало на полукиломе- тровой глубине семьсот лет, а то и больше! ОЗЕРО, СТАВШЕЕ МОРЕМ Останки античных судов, конечно, находили и раньше, но от них практически ничего не оста- валось. А тут удивительная сохранность: почти нетронутый корпус, на палубе по-прежнему
Благодаря фотографиям, сделанным камерами этого подводного робота, были созданы объемные изображения затонувших судов. Длинная жердь на боку судна (на переднем плане) - это рулевое весло. Оно тянется с носа корабля (верхняя часть рисунка), верный знак того, что судно датируется Средневековьем. И, значит, пролежало под водой по крайней мере 700 лет! высится мачта. Можно даже разглядеть сундуки и прочие деревянные предметы. Тотчас проинформированный о находке профессор Джон Адамс, руководитель ДРЕВНИЕ СУДА -J , Тонувшими V КАК БУДТО ВЧ№А:._ еще каких-то 8000 лет назад Черное море явля- лось пресноводным озером, и уровень его воды был значительно ниже, нежели сейчас. Учитывая местный мягкий климат и обилие рыбы, легко представить, сколь многочисленным было населе- ние на его берегах. В конце последнего Леднико- вого периода уровень Средиземного моря повы- сился. Соленая вода преодолела естественный барьер на месте нынешнего Босфорского пролива (см. карту на с. 22) и излилась в озеро. С севера _ добавились воды рек, вышедших из берегов после таяния снегов, - в результате и образовалось Черное море в том виде, в каком мы его знаем сейчас. Подъем воды заставил людей, живших на берегах озера, спасаться бегством. археологической группы, принимает реше- Следы тех далеких событий и искали ние провести углубленный осмотр останков судна. И совершенно неважно, что для этого пришлось пересмотреть план экспедиции, целью которой вовсе не являлся поиск затонувших кораблей. Но по-другому поступить было нельзя, ведь подобные археологические удачи выпадают очень редко! Рассчитанная на три года археолого-геологиче- ская экспедиция, объединившая исследователей из Болгарии и Саутгемптонского университета (Великобритания), занималась картографирова- нием и анализом морского дна возле болгарского побережья. Ученые стремились понять, как менялось Черное море на протяжении последних тысячелетий и каковы были последствия для окружаю- щего региона и его обитателей. Известно, что ТЕРМИНал Фотограмметрия- и метод позво- , ляющий создавать J объемные изобра- | жения на основе I фотографий. /' ч ТЕРМИНал । Пенька - волокна стеблей конопли, издавна использо- вавшиеся для изго- товления тканей и веревок. у археологи. Экспедиция плыла на корабле «Stril Explorer» (76 м в длину и 16 м в ширину), одном из лучших научно-исследовательских судов в мире. На его борту имеется два небольших, но оборудованных по последнему слову техники подводных робота, предназначенных, в частности, для проведения фотограмметрических работ. Именно этот метод и был использован учеными для создания удивительно точной 30-модели найденного затонувшего судна. ВРЕМЯ ИХ ПОЩАДИЛО Первая публикация о находке вызвала небыва- лый интерес. И научные экспедиции последовали одна за другой. С той поры возле болгарского побережья было найдено еще сорок три затонув- ших судна на глубинах от 200 до 1000 метров.
£ЕГ. 6lAC« SEA MAP Сломаны - преж- нее название турок. Начиная с ХШее-э они по- степенно отвоевы- вают территории Византийской им- перии, а а 1453 го- ду захватывают ее столицу Кон- стантинополь. / ноет и -f И поражай Ж воображе- ние- Кажется, Я будто v они попали к Г V туда лишь Ь несколько месяцев назад, хотя на самом деле с момента их гибели ТЕРМИНал фигур и снастей (белая стрелка на левой круглой фотографии). На 30-изображении оттоманского судна, построенного в период с XVII по XIX век, видно, как замечательно оно сохрани- лось, вплоть до резных 22 Ж ЮНЫЙ ЭРУДИТ на затонувших кораблях, начиная с тканей и кожи и кончая деревом и даже железом. Но и это еще не всё. Начиная с 200 м и глубже, в Черном море обитают так называемые анаэ- робные бактерии, способные обходиться без кис- лорода. А они производят большое количество сероводорода (очень ядовитый химический элемент с характерным запахом тухлых яиц), кото- рый, растворяясь в воде, распугивает всех прочих прожорливых бактерий. Следовательно, если нахо- дящиеся здесь материалы со временем все-таки разрушаются, процесс протекает значительно прошли сотни лет. На останках отто- манского судна XVIII века, получившего среди ученых название «Цветок Черного моря», не хва- тает разве что парусов. На палубе гордо высится мачта, по-прежнему поддерживаемая опорной балкой, а на руле до сих пор виднеется изящная гравировка. И что самое невероятное - хорошо видны толстые канаты, некоторые из них намертво прикреплены к доскам корпуса. Да, пеньковые веревки, несмотря на то что пробыли в воде несколько веков, сохранились! Но как такое возможно, если каждый знает, что морская вода наносит непоправимый ущерб всем затонувшим предметам? Объяснение столь удивительного явления кроется в том, что Черное море представляет собой весьма специфическую морскую среду. На глубинах более 150 м в воде отсутствует растворенный кислород, без которого не может жить большинство организ- мов. А ведь именно они в менее экстремальных условиях и пожирают с аппетитом все подряд
СКОЛЬКО . Еще сокровищ ТАИТСЯ НА ДНЕ ЧЕРНОГО МОРЯ. В водах, более насыщенных кислородом, нежели Черное море, остовы кораблей быстро разруша- ются под воздействием множества живых организмов. 06 этом красноречиво свидетельствуют эти останки судна, затонувшего в XVII веке в Панамском заливе (Центральная Америка). Ml KUNGSTGN/fNATfOMAl CRIATIVE империя, или Восточная Рим- ская империя, - государство, господствовавшее на Средиземномо- рье с IV по XV век. медленнее, по сравнению с «нормальной» средой. Именно этими обстоятельствами и объясняется замечательное состояние древнего суда, обнару- женного Пачеко-Руизом. МОРСКОЕ КЛАДБИЩЕ Невероятное открытие затонувшего судна поро- дило настоящий бум среди археологов и историков всего мира. И за короткий срок в сравнительно небольшой - несколько десятков километров - прибрежной зоне Болгарии было найдено, как мы уже сказали, еще сорок три судна. Невольно возникает вопрос сколько же их всего в Черном В конце последнего ледникового периода (примерно 10 000 лет на- зад) на месте нынешнего Черного моря простиралось пресноводное озеро. Тонкий перешеек, будущий Босфорский пролив, отделял его от Мраморного моря, в которое через пролив Дарданеллы влива- лись воды Средиземного моря Q). Таяние льдов и подъем уровня воды Мраморного моря повлекли за собой массовый прилив соле- ной воды в озеро, вследствие чего оно превратилось в море Q Подъем воды неизбежно вызвал исход прибрежного населения, следы их жизнедеятельности и искал экипаж научно-исследо- вательского судна «StriL Explorer». море? «Десятки тысяч!» - убежденно ответил американский морской археолог Брендан Фоли, к которому обратился с таким вопросом корре- спондент газеты «The New York Times». И очень может бытьгчто он прав, ведь бассейн Черного моря окружали территории великих мировых цивилизаций древности. В эпоху античности греки основали здесь более тридцати городов. СIV века прибрежные земли стали переходить к Визан- тийской империи. За них боролись и итальянцы: Генуэзская республика, а также Венеция. В XV веке контроль за черноморскими морскими путями перешел к Османской империи. Во все времена тут постоянно воевали, но и торговали не меньше, Черное море без отдыха бороздили торговые корабли из Европы и Азии. В XIII веке по нему плавал с товарами отец знаменитого венеци- анского путешественника Марко Поло. Короче, есть немало поводов полагать, что на дне Черного моря находится великое множество затонувших кораблей и, как мы теперь знаем, прекрасно сохра- нившихся. Упомянутый выше археолог Брендан Фоли мечтает найти древние книги и даже карты с описанием морских маршрутов! Не говоря уже о самых разнообразных товарах, скрытых в трюмах судов. Помимо всего прочего, изучение подводной черноморской флотилии позволит лучше узнать историю кораблестроения. Великолепное под- водное кладбище лишь начинает приоткрывать завесу над своими богатствами. И, без сомнения, потребуются десятки лет и вложение значительных денежных средств, чтобы раскрыть все его много- численные тайны. Да, следующему поколению археологов будет чем заняться!
наука открывает тайны ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02/2018 • Борис Жуков ДВУЕДИНЫЕ 1 СОЗДАНИЯ Гибриды растений и животных обычно не дают потомства. Почему? антазия разных народов породила немало сказочных существ, соединя- ющих в себе черты разных видов. Кентавры и русалки, грифоны (создания с телом льва и головой и крыльями орла) и вавилонские крылатые быки... Конечно, мы понимаем, что это звери вымышленные, их невозможно встретить ни в природе, ни даже в самых продвинутых лабораториях. РОДОСЛОВНАЯ СЛИВЫ А между тем мы практически каждый день имеем дело с живыми организмами (точнее, с про- дуктами, приготовленными из них), возникшими именно в результате соединения разных видов. Правда, это соединение происходит не таким путем, что к телу одного существа пристав- ляют голову другого. Да и исходные виды были не так далеки друг от друга, как, скажем, лев и орел. В основном такие двуединые создания принадлежат к миру растений. И чаще всего - растений культурных. Слива были известна человечеству с незапамятных времен, уже в IV веке до нашей эры были опи- саны несколько сортов этого растения. Известно немало диких видов деревьев и кустарников, явно родственных культурной сливе. Но кто из них был ее предком? Загадка была разрешена только Картина Васне- цова «Сирин и Алконост». Птицы радости и печали. Хотя правильнее было бы назвать их не птицами, а гибридами.
Сливу знают все, но вот происхождение этого вида долго оставалось загадкой, пока селекционеры не скрестили диких родственников сливы алычу (вверху слева) и терн (вверху справа) Гибрид - орга- низм, полученный скрещиванием представителей разных пород сортов, видов. / в 1930-х годах, когда селекционеры скре- стили двух диких родственников сливы - | терн и алычу. Полу- чившееся растение ничем не отличалось от наиболее ь-уЯЙНМ старой, «беспо- родной» разновид- ности культурной сливы. Почему же в дикой природе, там, где растут и алыча, и терн, такие гибриды не встречаются? Оказывается, слива - 'ТЕРМИНал । НЕ ЗНАВШИЕ__ ГЕНЕТИКИ ХГ • ПРЕДПОЛАГАЛИ, что скрестить ОРЛА И ЛЬВА ПРПО НЕХИТРОЕ
наука открывает тайны ЮНЫЙ ЭРУДИТ 02/2018 СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ Клетка Молекула ДНК ►► не простой гибрид. Но для того чтобы понять, в чем ее секрет, нужно немножко рассказать о том, как вообще устроен аппарат наследственности у живых организмов. •ТЕРМИНал Хромосома Ядро клетки Геном - совокуп- ность наспед- ственного материала (генов). НЕМНОГО ТЕОРИИ Как известно, все наследуемые признаки - в том числе и те, что отличают один вид от другого, - передаются от родителей потомству посредством генов. Гены - это участки огромных молекул дезок- сирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Эти моле- кулы представляют собой нити толщиной всего несколько атомов, но огромной (по молекулярным меркам) длины - до нескольких сантиметров. Разумеется, такие молекулы не поместились бы . ни в какую клетку, а тем более - в клеточное ядро, где они и находятся. Поэтому в клетке нити ДНК всегда в той или иной степени скручены и смо- таны. Особенно это заметно во время деления клеток, когда каждая такая нить смотана как можно более плотно и «мотки» можно видеть в обычный микроскоп. Эти «мотки» называют хромосомами. Число хромосом у каждого вида свое и может различаться даже у близких видов. У большин- ства многоклеточных организмов - как рас- тений, так и животных - почти все клетки тела несут двойной набор хромосом. На протяжении всей жизни организма клетки делятся, и каждая образовавшаяся «половинка» достраивается до исходного состояния, то есть в ней тоже обра- зуется двойной набор хромосом. Немного иначе обстоит дело с половыми клетками, служащими для размножения организма. Сперва половая клетка тоже претерпевает несколько «обычных» делений. Но затем, перед очередным делением, каждая хромосома клетки сходится вплотную со своей парой, и они обмениваются кусочками самих себя - генами. После этого обмена клетка делится два раза подряд, но уже без удвоения ДНК. В результате в каждой полу- чившейся половой клетке хромосомы присутствуют только в одном экземпляре. Это и понятно, ведь половым клеткам пред- стоит слиться друг с другом, и тогда набор хромосом снова станет двойным. Процесс обмена генами, происходящий во время созревания половой клетки, очень важен - он обеспечивает перетасовку генов в каждом поколении. Но у межвидовых гибридов этот обмен обычно невозможен: ведь у родите- лей этого гибрида число хромосом, как правило, не совпадает. В результате в клетках гибрида каждая хромосома уникальна, у нее нет пары и ей не с кем вступать в обмен участками. А без этого половые клетки не могут созреть, и гибриды оказываются бесплодными. Полба - результат слияния геномов урартской пшеницы с неизвестным видом растения из рода ситопсис.
'Г Так выглядит эгилопс, или коленница, - ближайший сородич пшеницы. ВОПРЕКИ ЗАКОНАМ А как же слива? Оказалось, что она обошла эту трудность. В обычных клетках терна 32 хромосомы, алычи - 16. Значит, в половых клетках этих расте- ний должно быть соответственно 16 и 8 хромосом, а после их слияния у гибрида окажется 16+8-24 хромосомы. Но в клетках культурной сливы 48 хромосом! То есть каждая хромосома родитель- ских видов присутствует здесь в двух экземплярах, и при созревании половых клеток (у рас- тений это клетки семяпочки и пыль- цевые зернышки) без труда находит себе пару. И действи- тельно, как мы знаем, культурная слива исправно произво- дит плоды с семенами (ядрышками сливовых косточек), из которых можно вырастить новые растения. Трудно сказать, как случилась такая странная гибридизация. Наверное, всё началось с того, что в результате попадания пыльцы одного вида на цветок другого возник обычный 24-хромосом- ный гибрид. Он был бесплоден, но мог размно- жаться вегетативно, давая поросль от корней. И у кого-то из его потомков от такого размно- жения произошло самопроизвольное удвоение генома, вернувшее ему способность к размножению семенами. Поскольку * в диком виде такая слива практиче- ски не встречается, делу, скорее всего, помогли древние селекционеры, стара- тельно размножавшие дерево с необычно крупными плодами. ОБЫЧНАЯ МОНСТР! ТРОЙНОЙ ГИБРИД При внимательном рассмотрении оказа- лось, что и ряд других культурных растений возник именно путем межвидовой гибри- дизации с последующим удвоением генома. Судя по всему, именно таким путем поя- вился обыкновенный табак, американские виды длинноволокнистого хлопчатника. Но наиболее удивительный сюрприз пре- поднесла ученым самая популярная в мире культура - пшеница. Точнее, мягкая пшеница (так называют один из ее сортов), из зерен которой пекут белый хлеб и разные булочки. При попытке выяснить ее происхождение ока- залось, что она - потомок даже не двух, а трех видов диких злаков, причем не очень родствен- ных друг другу, относящихся к разным родам. Одним из предков современной мягкой пшеницы стала дикая урартская пшеница, другим - один из видов рода эгилопс. Третьего «родителя» точно установить так и не удалось (он либо выме^ либо сильно изменился в ходе собственной эволю- ции), но вероятно, это был злак из рода ситоп- сис. У каждого из предков было по 14 хромосом, а у мягкой пшеницы их 42. То есть межвидовая гибридизация имела место дважды - и оба раза с последующим (или наоборот - предшествую- щим) удвоением генома. Как мог возникнуть такой генетический монстр ученые сказать не берутся. Известно только, что сначала слились геномы урартской пшеницы с неизвестным ситоп- сисом. Так появилась пшеница- I двузернянка или, как еще | ее называют, полба - та самая, которой согласен был питаться Н пушкинский Балда, и кото- Н рую кое-где выращивают до сих пор. Ученые говорят. что это случилось сотни тысяч лет назад. А значит, люди не имели к этому никакого отношения - их предки в ту пору жили очень далеко от мест произрастания всех «дей- ствующих лиц» и еще не помышляли о земледе- лии, не говоря уж о селекции растений. Позднее, всего несколько тысяч лет назад (и, возможно, с помощью древних земледельцев) в этот генети- ческий коктейль добавился геном эгилопса. Впрочем, больше всего генетиков интригует даже не то, каким образом мог возникнуть такой сложный гибрид, а то, как три его генома сумели «договориться» друг с другом. Ведь каждый из них включает в себя свою программу развития растения, и одновременное выполнение всех трех должно было приводить к нарушениям раз- вития. Но эту загадку ученым еще только пред- стоит разгадать.
наука и технологии юный эрудит oe/aoia « НОВЫХ Раффжо МАТЕ Создаваемые в лабораториях новые материалы способны в скором времени преобразить жизнь человечества. О некото рых из них и пойдет речь в этой статье. ГРАФЕН и КОМПАНИЯ д а наших глазах происхо- HVJ дит настояи4ая техниче- Кмм I ская революция: Д за какой-то десяток лет графен и схожие с ним по строению материалы выбились в лидеры лабораторных исследований. И, надо признать, - по праву! к Достаточно сказать, что их толщина не пре- k вышает размера атома, то есть порядка Zj-1 нанометра. Даже представить такое F сложно. Это как разрезать волос по тол- щине не пополам и даже не на четыре части, а на... 100 000 тысяч! КРЕПЧЕ СТАЛИ 1 ^ТЕРМИНал необычайно прочный материал, гибкий и легкий. образованный из тончайших углеродных нитей. Используется в авиа- и автомо- билестроении. КРЕПКИЕ И ГИБКИЕ До начала 2000-х годов исследователи полагали, что получить такого рода материал в стабильной форме невозможно. Всё изменилось в 2004 году, когда наши бывшие соотечественники Андрей Гейн и Константин Новоселов, работающие в Манчестерском университете (Великобритания), взяли кусок графита - а он есть в каждом доме, ведь из него делают грифель карандашей, и стали с помощью скотча снимать с него грифельную крошку слой за слоем. В результате и получился графен! И что любопытно: хотя графен - общепри- знанная звезда среди новых материалов, сложно- стью структуры он не блещет. Графен представляет собой обычные атомы углерода, прижатые боками друг к другу и образующие тонкий слой, похожий на бумажный лист. Однако при всей внешней простоте свойства у него действительно пораз- ительные. Во-первых, он необычайно прочный: при равной массе он в 200 раз крепче стали! А во-вторых, очень легкий, что, естественно.
КАПЛЯ ПОРОЖДАЕТ ТОК Электрон Графен Капля соленой воды Движение капли Слой меди (i J Капля подсоленной воды содержит соль (NaCl), состоящую из положительно заряженных атомов натрия (Na+) и отрицательно заряженного хлора (С1-). При ее движении по полоскам графена на них оседает натрий fgj. Положительные заряды Na+, скапливаясь, притягивают к себе электроны атомов графена. Поскольку значительная часть зарядов Na+ откладывается на передних по движе- нию капли сторонах полосок, а не на задних, образуется разность потенциалов электрических зарядов. Стремясь восстановить нарушенный баланс, электроны начинают переходить с одной полоски на другую, двигаясь по электропроводному слою меди. Возникает электрический ток. Плащ с полоска- ми графена способен производить электричество во время дождя. не является полностью ни проводником, ни изолятором. В зависимое! и от условий, в кото- рые он помещен (напричертем- пература), он либо пропускает сквозь себя электриче- ский ток. либо нет., не может не заинтересовать производите- F лей автомобилей, самолетов и ракет. Правда, Д всё подряд из него не сделаешь. Всякого рода л механические детали - можно, а вот, например »J корпус лайнера толщиной в атом представить I невозможно. Применение графена обещает Ml огромное снижение общего веса летательных I аппаратов и, соответственно, топлива. Инже- I неры соединяют один или несколько слоев J графена с другими материалами, например К алюминием или углеволокном, что позволяет Я обогатить конечный продукт дополнительными ценными качествами, например огнеупор- I ностью. Сегодня графен можно обнаружить в лопастях ветряков, так как при столь I значительных нагрузках им требуется допол- Г нительная защита от деформации, и с новым материалом продолжительность их эксплуата- ции сразу возрастает. I Имеются у графена и прочие козыри: так, он - отличный проводник тока, вдобавок прозрачен I (пропускает 97,7% света). Отыскать два таких I важных свойства в одном материале - большая I редкость, ведь поверхность токопроводящих f металлов обычно бывает либо матовой, либо I светоотражающей, как у железа или меди. I Такая прозрачность совершенно необходима для сенсорного экрана мобильного телефона \ или планшета. ИДЕАЛЕН ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ IЭЛЕКТРИЧЕСТВА |В настоящее время для производства сенсор- ных экранов используется оксид индия-олова ’(ITO - Indium tin oxide). Проблема заключается в том, что индий - металл редкий. Большинство его месторождений располагается на территориях Китая и Южной Кореи. И если вдруг одна из этих стран по каким-то причинам решит приостановить продажу этого металла, по производству сенсор- ных экранов будет нанесен страшный удар. Так что внедрение графена гарантирует промышленникам независимость. Рады новому материалу и те, кто заинтересован в разработкеэффективных спосо- бов накопления электричества. Возьмем конден- сатор электронный компонент, предназначенный для накопления электрического заряда. Работает он за счет двух токопроводящих пластин, называ- емых электродами. Чем больше их поверхность, тем больше электричества способен накопить конденсатор. Внедрение нового материала позво- лит резко увеличить поверхность путем простого Соскобли с куска графита (чистый углерод) слой толщиной в атом, и ты получишь графен. Изобра- женный на фото- графии гибкий сенсорный экран изготовлен как раз из графе- на. Очень может быть, что скоро такой экран будет и на твоем смартфоне или планшете.
наука и технологии ЮНЫЙ ЭРУДИТ 08/2018 ♦ разделения электрода на тысячи крошечных графеновых элементов, собранных воедино. Таким образом можно накапливать огромные количества энергии. Очень удобно, скажем, для подзарядки трамвая. Двадцати секунд вполне хватит, чтобы вагон полностью зарядился и смог проехать до следующей остановки. полезных датчиков: один измеряет интенсив- ность твоей физической активности, второй - пульс и давление, третий - уровень кислорода в крови, четвертый - еще что-нибудь. Звучит как научная фантастика, однако можно смело заключать пари, что гибкая электроника войдет в нашу жизнь гораздо раньше, чем кажется. ТЫСЯЧЕЛИСТНИК С СУПЕРВОЗМОЖНОСТЯМИ Помимо графена, существуют схожие материалы, получившие общее название «2D» по той простой причине, что все они практически плоские. Есть в загашнике инженеров-конструкторов и другие материалы, как изоляционные, так и полупрово- дниковые, в форме тонюсеньких гибких листов. Соединяя их слоями наподобие тысячелистников, можно получать самые разнообразные комби- нации с удивительными качествами. Иными словами, открывается путь к новой отрасли про- мышленности - гибкой электронике. Представь тонкий лист экрана, который можно свернуть и засунуть себе в карман. Или одежду с элек- тронны 4и сенсорными пане- лями. Ручные часы пропа- дут за ненадобностью: зачем их носить, если достаточно поднять руку и взглянуть на дисплей рукава с цифрами точного времени? А тут еще и целый ряд других МЕТА- МАТЕРИАЛЫ ^ТЕРМИНал (мкм) 1 миллионной доле яетра. ОТЛИЧНАЯ ТКАНЬ ДЛЯ КОСТЮМА БЭТМЕНА Секрет заключает- ся в том, что этот материал состоит из молекул, которые на медленной скорости скользят относительно друг друга, но при резком ударе ускоряются и тотчас сцепляют- ся, поглощая и рассеивая энергию удара. Правда, пока еще гель D30 уступает по эффективно- сти обычному пуленепробивае- мому жилету и поэтому используется лишь в экипи- ровке спортсменов, защищая плечи, локти и колени. А военным и супергероям придется немного подождать... Не только знаменитый герой комиксов, но и воен- ные нуждаются в надежном защитном костюме, прочном и при этом достаточно гибком и легком, чтобы не стеснять движения. Такой материал, можно сказать, уже существует и называет- ся D30. Он мягкий, пластичный и тягучий, но если ударить по нему кулаком или молотком, сразу ста- новится твердым как камень (ну почти!). г ВОЛНООТРАЖАТЕЛИ Идея создания материалов, с помо- щью которых можно было бы управ- лять световыми волнами, будоражит умы ученых уже давно. Метаматериалы превращают эту идею в реальность. На первый взгляд, в них нет ничего революционного: при их создании исполь- зуются всем хорошо известные медь, серебро, золото, сталь, бетон... Однако хитроумно отлажен- ная структура метаматериала (она высчитывается на компьютере)
ВИДНО - НЕ ВИДНО I позволяет управлять таким параметром, |как показатель преломления, иначе говоря - ловить световые волны и заставлять их двигаться в требуемом направлении. ПЛАЩ-НЕВИДИМКА СТАНОВИТСЯ РЕАЛЬНОСТЬЮ Одним из самых удивительных применений такого рода материалов станет, безусловно, мантия- невидимка, наподобие той, которой пользовался Гарри Поттер и его друзья. Концепция ее созда- ния принадлежит английскому исследователю Джону Пендри. В 2006 году он доказал, что любой предмет можно сделать невидимым, если отве- сти в сторону падающие на него световые лучи. Логично: если лучи не достигают поверхно- сти объекта, то и увидеть ничего невозможно (см. схему справа). В теории всё ясно и просто, | а на практике как всегда значительно сложнее. На сегодняшний день самый крупный успех достигнут коллективом исследователей Кали- !форнийского университета в Беркли (США): в 2015 году они соткали свое волшебное «покры- вало» и покрыли им небольшой предмет с тремя буграми шириной 40 микрометров. При освеще- нии объекта инфракрасными лучами (их волны имеют ту же природу, что и лучи видимого света) создавалась иллюзия, что поверхность пред- мета абсолютно плоская и никаких выпуклостей нет и в помине. Размеры лабиринта для увода • волны в сторону зависят от ее длины. Длина волны - это расстояние между двумя ее верши- нами или двумя подошвами (самыми низкими Фотоаппарат улавливает световые лучи, отраженные человеком, и не видит часть ствола, находящегося позади, поскольку лучи от этой части блокиру- ются телом человека (V). Если же человек войдет в шар из метаматериа- лов, световые лучи, обойдя его с двух сторон, попадут в дерево и. отразив- шись в обратную сторону, опять минуют человеческую фигуру (jT). Теперь на фотографии дерево видно, а человека - нет! Отклонившиеся Кусок медной руды обрабаты- вается столь ювелирным образом, что в результате получается метаматериал (см. фото на с. 32).
точками). Длина световых лучей колеблется от 400 до 700 нанометров, поэтому и лабиринт для них требуется столь же крошечный, иначе ничего не JjSgH получится. Изготовить такой лаби- ринт чрезвычайно сложно. Совсем другое дело, если длина волн достаточно большая. Так, у сейс- ЛКпгаг мических волн, возникающих при Jw/jJ землетрясении, она порядка метра. Вот группа французских специ- алистов из Национального центра научных исследований и занялась -ЖмгЬ разработкой проекта защиты жилых объектов от землетрясений. ЯЯВ Согласно их выводам, установка •th бетонных свай в определенных точках позволяет почти полностью увести в сторону сейсмические волны. Что и доказал проведен- ный эксперимент в естественных WO* ЗАОДНО ПРИДУМАЛИ... КАК СДЕЛАТЬ ТАК, ЧТОБЫ РОБОТЫ ПРИЗНАВАЛИ ЛЮДЕЙ В американском фантастическом сериале «Мир Дикого Запада» пока- зано, как роботов-андроидов погружают в белый раствор чтобы покрыть их синтети- ческой кожей. А недавно швейцарские исследо- ватели предложили использовать схожую пленку, которая должна позволить роботам улавливать тепло. Сделана она из пектина, вещества, присутствующего во фруктах, которое и придает варенью желеобразную консистенцию. Пектиновая пленка улавливает источник тепла 1 на расстоянии метра. Тепло меняет электрическое к сопротивление пленки, и информация об этом 1 поступает в компьютер. Покрытый такой пленкой робот поймет, что перед ним человек, и будет вести себя ш осторожнее. ш , дГ ) ^ТЕРМИНал (ни) соответствие? 1 миллиардной дате-огра. тоеггьТ миллион Метаматериал, полученный из куска медной руды (слева), способен концен- трировать радиоволны. Почему бы не использовать его на спутниках или в радиотеле- скопах? условиях: с подъ- емного крана на специальным образом подготов- ленную площадку был сброшен груз 17 тонн, в итоге 80% ударных волн, сравнимых с сейсмическими, удалось сбить с курса. А значит, появилась возмож- ность создавать защитные зоны вокруг отдельных объектов, напри- мер школ и больниц, с тем, чтобы в случае зем- летрясения скрытая под землей система пустот и бетонных свай отводила сейсмические волны в сторону. —। СПАСТИСЬ ОТ ЦУНАМИ i I Разумеется, чтобы реализовать описанные / выше антисейсмические меры, требуется про- / странство для установки свай. К сожалению, —' не всегда его можно отыскать. Однако иссле- дователи не унывают, полагая, что аналогичный к эффект достижим и с помощью, скажем, ветря- ков и даже деревьев. Точно так же обеспечивается защита прибреж- чк ных территорий от цунами. Вбитые в морское Вес: ” дно бетонные сваи заставляют часть волн к изменить направление своего движения, что опять-таки продемонстрировал экспери- мент в природных условиях. Обнадеживающая новость. Значит, есть шанс не допустить в буду- щем повторения таких страшных трагедий, какая произошла в Японии в 2011 году на атомной электростанции «Фукусима-1».
КАКОЙ МЕТАЛЛ САМЫЙ КРЕПКИЙ? Вопрос прислал Николай Келембет из Санкт-Петербурга. На этот вопрос трудно ответить, ведь непонятно, что имеется в виду под словом «крепкий». Например алмаз - самый твердый, но относительно хрупкий минерал, его можно расколоть ударом молотка - можно ли назвать алмаз «крепким»? То же и с метал- лами: наиболее твердый из них, вольфрам, являю- щийся к тому же и самым тугоплавким, довольно хрупок. Поэтому с лампочками накаливания, нити которых делают из вольфрама, нужно обращаться осто- рожно: при несильном ударе нить может оборваться. Но вместе с тем, из сплавов, содержащих вольфрам, делают наконечники для буров, сердечники броне- бойных пуль и танковую броню... А вот, например титан по прочности мало отличается от стали, но зато примерно вполовину легче, поэтому из него делают бронежилеты и шпангоуты истребителей. Кстати, кар- бид титана - сплав углерода и титана, имеет такую же твердость, как и вольфрам. Если Земля перестанет вращаться вокруг своей оси, но продолжит кружить по околосолнечной орбите, то участки поверхности нашей планеты будут полгода освещены Солнцем, а затем на пол года погрузятся в ночь. Трудно даже предположить, как всё это ска- жется на климате Земли, но понятно, что на одной части планеты будет дикая жара, а на другой - лютый холод. Кстати, из-за влияния Луны скорость вращения Земли постепенно уменьшается - за 100 лет продол- жительность земных суток увеличивается на две мил- лисекунды, и, если ничего не изменится, то через 4,3 миллиарда лет сутки будут длиться уже не 24, а 48 часов. Посмотрим, что будет, если Земля прекратит свое дви- жение по орбите. Представь груз весом 3,6 миллиарда миллиардов тонн, давящий на опору, - вот такова сила гравитации между Землей и Солнцем. К счастью, эту силу взаимного притяжения компенсирует центробеж- ная сила, воздействующая на Землю из-за вращения нашей планеты вокруг Солнца. Понятно, что если Земля вдруг остановится, ничто не помешает ей «упасть» на Солнце. В этом случае через секунду после оста- новки она приблизится к Солнцу всего на 0,3 мм, через пять секунд - на 7,5 см, а через минуту - уже на 10,8 м. Причем ускорение будет нарастать, потому что когда расстояние между телами сокращается, сила их взаим- ного притяжения увеличивается. Письмо в рубрику «Вопрос-ответ» отправь по адресу: 119071, Москва, 2-й Донской пр-д, д. 4. «Эгмонт», журнал «Юный эрудит». Или по электронной почте: info@egmontni. (В теме письма укажи: «Юный эрудит». Не забудь написать свое имя и почтовый адрес.) Вопросы должны быть интересными и непростыми! ПОЧЕМУ РАЗЛИТЫЙ БЕНЗИН И КОМПАКТ-ДИСКИ ПЕРЕЛИВАЮТСЯ РАЗНЫМИ ЦВЕТАМИ? ^Вопрос прислала Алиса Каланова из Москвы. Разлитый по воде бензин образует тонкую пленку, и когда на нее попадает свет, часть его отражается от верхней границы, а часть проходит внутрь и отра- жается наружу уже от нижней границы. Затем отра- женные световые волны накладываются друг на друга. Так как во-первых, световые волны имеют разную длину, и во-вторых, толщина пленки бензина не оди- накова и свет падает на нее под разными углами, то отраженные волны могут совпадать (тогда они уси- ливаются) либо «идти вразнобой», и тогда они будут ослаблять друг друга. Видимый свет - это смесь разноцветных лучей, и если участок пленки окрашен, скажем, в красный цвет, то это значит, что волны крас- ного цвета здесь усилились, j а других цветов, наоборот, ослабли. С компакт-дис- ком картина похожая. Запись информации в виде мельчайших выступов на блестящей внутренней поверх- ности превращает диск в множество микрозер- кал, от которых и отража- ются световые волны.
ВОДА ПЕРЕВОРАЧИВАЕТ СТРЕЛКУ На самом деле никакого чуда нет. Проходя через границу воз- духа и стекла, световые лучи не меняют своего направления (если толщина стекла одинаковая), и поэтому мы видим стрел- ки такими, какими они есть. Но на границе стекло-вода проис- ходит преломление световых лучей, и стакан с водой работает как линза. А ход лучей в линзе показан на рисунке справа: Глядя на рисунок, нетрудно догадаться о происхождении этого «чуда»!