Новые открытия в науке

[Андрей]

Немцы представили мобильную установку для добычи топлива из воздуха

Немецкий Технологический институт Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) вместе с партнёрами развернул первую в мире опытную контейнерную установку для добычи топлива из окружающего воздуха. Такая установка будет решать две главные задачи. Во-первых, очищать атмосферу от насыщения углекислым газом. Во-вторых, являться аккумулятором для возобновляемой энергетики. Добыча электричества с помощью света, ветра и воды отмечена пиками по своему усмотрению, что заставляет искать средства для аккумуляции электричества во время отсутствия потребителей. Предложенная установка решает вопрос с аккумуляцией банальным образом ― превращая «зелёное» электричество в жидкое углеводородное топливо.

По словам разработчиков, эффективность установки будет доведена до 60 %. В настоящий момент опытное решение добывает всего 10 литров топлива в сутки. На втором этапе будет создана установка с производительностью 200 литров топлива в сутки. На третьем этапе появится близкая к серийному производству установка мегаваттного класса с производительностью от 1500 до 2000 литров топлива в сутки. Появлению мощных установок будет способствовать то, что все узлы установки модульные и могут наращиваться параллельно.

Опытная установка полностью автономная. Её или множество таких контейнеров надо только привезти и расположить рядом с добывающей электричество электростанцией. Топливо получается после четырёх последовательных этапов обработки. Сначала через сверхчистые специальные пористые фильтры компании Climeworks циклически прогоняется окружающий воздух. Фильтры вбирают углекислый газ и в вакууме под нагревом до 95 °C освобождаются от него, после чего газ откачивается. На втором этапе с помощью электролитического расщепления углекислого газа по технологии компании Sunfire с одновременным испарением воды создаётся водород и угарный газ. Смесь газов используется для получения синтетического топлива. В этом виде смесь уже можно использовать для нужд химической промышленности. Эффективность преобразования энергии в сырьё составляет 80 %.

На третьем этапе по технологии с использованием процесса Фишера-Тропша синтетическое топливо преобразуется в молекулы с длинными цепочками углеводорода. Это уже ближе к жидкому топливу, которое используется в современных двигателях внутреннего сгорания. Преобразование происходит в микроструктурном реакторе на большой площади в малом объёме. Полученное в ходе преобразования тепло используется в первом цикле преобразования и на других этапах получения топлива установкой.

Наконец, на четвёртом этапе топливо подвергается операции гидрокрекинга, которая разрушает часть молекулярных цепочек и приближает характеристики синтетического топлива к таким видам горючего, как дизель, бензин и керосин. В этом процессе топливо прогоняется через платиново-цеолитовый катализатор, и «зелёная» энергия становится источником мощности для привычных двигателей самолётов, тяжёлого грузового транспорта и судов.

https://3dnews.ru/992918

[Андрей]

Одно число показывает, что что-то в корне неверно с нашей концепцией Вселенной

Во вселенной происходит самая загадочная из всех загадок. Измерения скорости космического расширения различными методами продолжают приводить к противоречивым результатам. Ситуация была названа «кризисом».

Проблема основана на том, что всем известно как постоянная Хаббла. Названная в честь американского астронома Эдвина Хаббла, она показывает, как быстро расширяется Вселенная на разных расстояниях от Земли. Используя данные спутника Planck Европейского космического агентства (ESA), ученые оценивают скорость в 67.4 километра в секунду на мегапарсек. Но расчеты с использованием пульсирующих звезд, называемых цефеидами, показывают, что она составляет 73.4 км / с / Мпк.

Если первое число верно, это означает, что ученые измеряли расстояния до далеких объектов во Вселенной неправильно в течение многих десятилетий. Но если второе верно, то исследователям, возможно, придется принять существование экзотической, новой физики Вселенной. Понятно, что астрономы очень обеспокоены этим несоответствием.

Что непрофессионал должен сделать из этой ситуации? И насколько важна эта разница, которая для посторонних выглядит незначительной? Чтобы выяснить причину столкновения, Live Science вызвали Барри Мадора, астронома из Чикагского университета и члена одной из команд, проводящих измерения постоянной Хаббла.

Проблема начинается с самого Эдвина Хаббла. Еще в 1929 году он заметил, что более отдаленные галактики удаляются от Земли быстрее, чем их более близкие коллеги. Он обнаружил линейную зависимость между расстоянием, на котором объект находится от нашей планеты, и скоростью, с которой он удаляется.

«Это означает, что происходит что-то жуткое», - сказал Мадор в интервью Live Science. «Почему бы нам быть центром вселенной? Между всем создается все больше и больше пространства».

Хаббл понял, что вселенная расширяется, и она, кажется, делает это с постоянной скоростью - отсюда и постоянная Хаббла. Он измерил значение около 501 км / с / Мпк - почти в 10 раз больше, чем измеряется в настоящее время. За прошедшие годы исследователи усовершенствовали этот показатель.

По словам Мадора, в конце 1990-х годов ситуация стала еще более странной, когда две группы астрономов заметили, что отдаленные сверхновые были более тусклыми и поэтому находились дальше, чем ожидалось. Это указывало на то, что не только расширялась вселенная, но и ускорялась ее расширение. Астрономы назвали причину этого загадочного явления темной энергией.

Признав, что Вселенная делает что-то странное, космологи обратились к следующей очевидной задаче: измерить ускорение с максимально возможной точностью. Делая это, они надеялись проследить историю и эволюцию космоса от начала до конца.

Мадор сравнил эту задачу с выходом на ипподром и взгляд на бегущих по полю лошадей. По этой информации мы должны определить, где все лошади стартовали и кто из них победит? Это не возможно.

На этот вопрос может показаться невозможным ответить, но это не помешало ученым попробовать. Последние 10 лет зонд Планк измеряет космический микроволновый фон, отдаленное эхо Большого взрыва, которое дает снимок ранней вселенной - 13 миллиардов лет назад. Используя данные зонда, космологи смогли определить постоянную Хаббла с высокой степенью точности.

"Это красиво, но «это противоречит тому, что люди делали в течении последних 30 лет», - сказал Мадор.

В течение этих трех десятилетий астрономы также использовали телескопы для наблюдения за далекими цефеидами и вычисления постоянной Хаббла. Эти звезды мерцают с постоянной скоростью в зависимости от их яркости, поэтому исследователи могут точно сказать, насколько яркой должна быть цефеида, исходя из ее пульсаций. Глядя на то, насколько тусклы звезды на самом деле, астрономы могут рассчитать расстояние до них. Но оценки постоянной Хаббла с использованием цефеид не совпадают с оценками Планка.

Расхождения могут выглядеть довольно небольшим, но каждая точка зрения является довольно точной. «Разные стороны исследователей указывали друг на друга пальцами, говоря, что их оппоненты ошиблись и результаты не верны», - сказал Мадор.

Но, добавил он, каждый результат также зависит от большого числа предположений. Возвращаясь к аналогии со скачками, Мадор сравнил результаты с попыткой выяснить победителя. При этом мы должны определить, какая из лошадей устанет первой, а какая в конце получит внезапный прилив энергии, а какая поскользнется на мокрой траве из-за вчерашнего дождя и многие другие переменные, которые трудно определить.

Если Цефеиды ошибаются, это означает, что астрономы все это время неправильно измеряли расстояния во Вселенной, сказал Мадор. Но если Планк ошибается, то возможно, что новая и экзотическая физика должна быть введена в космологические модели Вселенной, добавил он. Эти модели включают в себя различные параметры, такие как число типов субатомных частиц, известных как нейтрино, и они используются для интерпретации данных со спутника о космическом микроволновом фоне. По словам Мадора, чтобы согласовать данные, параметры должны быть изменены, но большинство физиков пока не готовы это сделать.

В надежде предоставить другую точку зрения, которая могла бы стать посредником между двумя сторонами, Мадор и его коллеги недавно посмотрели на свет красных гигантских звезд. Эти объекты достигают одинаковой максимальной яркости в конце своей жизни, а это означает, что, как и в случае с цефеидами, астрономы могут посмотреть, насколько тусклыми они кажутся с Земли, чтобы получить точные данные о расстоянии, и, следовательно, вычислить постоянную Хаббла.

Результаты, опубликованные в июле, предоставили число прямо между двумя предыдущими измерениями: 69.8 км / с / Мпк. По словам Мадора, исследователи пока не открывают шампанское. «Мы хотим сделать перерыв», сказал он. «Но это не говорит о том, что эта сторона или другая сторона правы».

«Много пены лежит на исследователях, которые настаивают на том, что они правы», сказал он. «Это достаточно важное решение, но это займет время».

На фото - Изображение Большого Магелланова Облака, полученное наземным телескопом. Врезанное изображение было получено космическим телескопом Хаббл и показывает галактическое скопление, изобилующее переменными цефеидами, классом звезд, которые регулярно мерцают. Используя эту частоту пульсаций, ученые вычислили скорость расширения Вселенной, но это число не совпадает со значениями, полученными из других космических явлений, таких как эхо Большого взрыва, известного как космическое микроволновое фоновое излучение.

Читать в полной версии на AstroNews.ru
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cg ... 0903173016

[Восток 2]

Ютьюб-канал Dadabots запустил прямую трансляцию нейросети, которая «поет» песни собственного сочинения про истребление людей и человечества в целом. Трансляция началась 25 октября и продолжается до сих пор.
Нейросеть сначала тренировали на комментариях с форумов Reddit, а потом на текстах группы Cannibal Corpse.

«Проблема была в том, что нейросеть периодически начинала разглагольствовать на тему политики, поэтому с этим нам пришлось поработать», — объяснил изданию Futurism один из основателей Dadabots Си Джей Карр.

«Теперь она поет только об уничтожении людей», — добавил он. Правда, нейросеть все-таки не совсем поет. За текст отвечает специальный бот, а выкрики в самой «песне» к словам отношения не имеют.

Примеры «текстов» нейросети: «Твои ступни оторваны, но это только начало», «Добавь побольше крови, добавь побольше мозгов, еще жестокости». И это самые безобидные варианты.

[BDK]

Нейросети выдают лишь то чему их обучили.

[Восток 2]

Жизнь римских императоров обычно изображается полной роскоши и неги, однако в действительности это занятие можно считать едва ли не самым опасным в истории. Из 69 правителей империи — начиная с Августа (умер в 14 году) и заканчивая Феодосием Великим (умер в 395 году) — 43 погибли в результате самоубийства, в бою или были убиты заговорщиками. Таким образом, насильственная смертность в этой небольшой элитарной группе составляла пугающие 62 процента.

Историки исследуют и описывают эти смерти индивидуально, как производные от характера императора, его личных взаимоотношений с военной и гражданской аристократией и так далее. Однако Джозеф Салех (Joseph Saleh) из Технологического института Джорджии оценил императорскую смертность с точки зрения инженерии. Используя данные авторитетной энциклопедии De Imperatoribus Romanis, он собрал точные сроки правления римских императоров и после небольшой статистической обработки обнаружил неожиданную закономерность, о которой пишет в статье, опубликованной в журнале Palgrave Communications.

По данным Салеха, риск насильственной гибели правителя был максимален в первый год на троне, после чего постепенно снижался и достигал минимума к восьмому году. Далее он стабилизировался на этом уровне вплоть до 12 года, когда риски снова начинали быстро расти. Такая U-образная кривая прекрасно известна в инженерной теории надежности процессов и технических средств — именно на эту неожиданную параллель обращает внимание исследователь.

Надежность механизма, системы или процесса можно определить как вероятность ее отказа в течение заданного периода времени. По мере эксплуатации она может меняться точно так же, как риск летального исхода у властителей империи: на первом этапе вероятность отказа сравнительно высока и связана с ошибками проектирования или браком, в результате чего система не может выполнять возложенные на нее функции. По словам Джозефа Салеха, то же касается императоров, погибших в первый год правления, не справившись со своими основными задачами.

U-образная кривая интенсивности отказов (синяя линия) складывается из частоты отказов на ранних этапах эксплуатации (красный пунктир) и частоты отказов по износу (желтый пунктир) / ©Wikimedia Commons
Далее риск отказов (и смертности) стабилизируется, пока у императоров к 12 году не накапливается «усталость» системы, связанная с постепенной выработкой рабочего ресурса, коррозией компонентов, истиранием и тому подобным. По-видимому, аналогичная усталость возникает в социуме в отношении правителей, правящих слишком долго. «Интересно, что на первый взгляд случайные насильственные смерти римских императоров — на протяжении более чем четырех веков, на фоне быстро менявшегося мира — систематически следовали структуре, заданной инженерными статистическими моделями», — резюмирует Джозеф Салех.




https://yandex.ru/turbo?text=https%3A%2 ... =1&win=378

[BDK]

У греков было еще проще - докладчик в сенате зачитывал доклад с петлёй на шее - если доклад одобрялся большинством в сенате то докладчику снимали петлю с шеи. Если не одобрялся - выбивали из под ног табуретку. Поэтому было меньше пустой болтовни и бесполезных прений в сенате - докладчики десять раз подумают прежде чем выходить с докладом.

Собственно оттуда и пошла европейская демократия. Но грубый процесс насильственной смены политических деятелей постепенно (эволюционно) сменился более цивилизованным выборным. Эта система прошла долгую эволюцию и отладку временем - вовсе не с бухты-барахты появилась. И на данный момент это действительно самая отлаженная столетиями и работоспособная система.

Вернее даже не так - не просто работоспособная а жизнеспособная. То есть способная эффективно работать долго и во всём многообразии сложных реальных возникающих ситуаций.

Это всё совершенно подобно эволюции программного обеспечения. И с инженерией, как в статье выше, аналогии тоже уместны. Я вообще за технический подход к анализу вещей, а не за эмоциональный.

[Восток 2]

Я думаю что тут из этого можно сделать очень важный вывод.
Любая политическая система, личность, тенденция и проч - подвержены определённым временнЫм т.е. темпоральным флуктуациям.
А вот отсюда уже - целый ряд Очень интересных выводов, моделей и предположений.

[BDK]

Разумеется подвержены. Как и любая техническая конструкция. И определяется тем какая конструкция. Для меня как для программиста во всем этом видятся аналогии из информатики. Очень схожие процессы бывают в работе компьютерных программ.

[Андрей]

Сотрудники Института биохимии Макса Планка в Мартинсриде (Германия) создали самореплицирующуюся систему, которая успешно копирует собственный ДНК-геном и синтезирует многие необходимые для жизнедеятельности белки.

Одна из задач синтетической биологии — процессы «bottom-up», то есть создание из небольших строительных блоков (квази)живых систем, способных к самоподдержанию и самовоспроизведению. Например, для синтеза белка in vitro на основе ДНК (PURE — Protein synthesis Using Recombinant Elements, синтез белка с применением рекомбинантных элементов) используют системы, которые включают в себя фаговые РНК-полимеразы, механизмы трансляции, заимствованнные у Escherichia coli, и систему для минимальной регенерации энергии. Однако сложной задачей остается воспроизведение ДНК — «генома» системы, то есть создание ДНК-репликации, сопряженной с транскрипцией и трансляцией (TTcDR). Поскольку геном получается достаточно большим, его трудно реплицировать полностью.

Группа биомиметических систем Института биохимии Макса Планка под руководством Ханнеса Мучлера создала систему in vitro, в которой репликация ДНК и синтез белка могут происходить одновременно. «Наша система способна регенерировать значительную часть своих молекулярных компонентов», — сказал Мучлер.

Благодаря нескольким улучшениям, эта система теперь с высокой эффективностью синтезирует ДНК-полимеразу фага Φ29 — фермент, который копирует ДНК, строя новые нити из нуклеотидов. Кай Либихер, первый автор исследования, объясняет: «В отличие от предыдущих исследований, наша система способна считывать и копировать сравнительно длинные ДНК-геномы».

Конечно, геном кодирует не только ДНК-полимеразу, но и другие белки и РНК, нужные для самовоспроизведения, — РНК-полимеразу, три рибосомные РНК, белки, необходимые для регенерации энергии (нуклеотизтрифосфатов), около 30 факторов трансляции E. coli.

Искусственный геном состоит из одиннадцати кольцевых ДНК — такая модульная структура позволяет легко вставлять или удалять определенные части генома. Размер самого большого модульного генома, представленного в статье, — более 116 тысяч пар нуклеотидов. Это уже сопоставимо с размерами наименьших клеточных геномов и близко к теоретически оцененному «минимальному геному», например у Mycoplasma genitalium примерно 580 т.п.н., а у «синтетической» бактерии Mycoplasma laboratorium JCVI-syn3.0, созданной в институте Крейга Вентера, — 531 т.п.н. При этом значительную часть плазмид еще занимают конструкции, которые поддерживают совместимость с размножением in vivo, — плазмиду можно ввести в E.coli, и она будет копироваться в живой клетке. «В будущих конструкциях генома эти участки могут быть заменены примерно 110 генами, которые в настоящее время отсутствуют, — пишут авторы, — чтобы кодировать полный минимальный репликатор, который будет зависеть только от низкомолекулярных питательных веществ».

Как показала масс-спектрометрия, система экспрессии in vitro успешно воспроизводит собственные факторы трансляции, то есть сама себя снабжает необходимыми белковыми компонентами. Количество некоторых из них возросло по сравнению с тем, что было добавлено в систему изначально.

По мнению авторов работы, это важный шаг на пути к непрерывно самовоспроизводящейся системе, которая имитирует биологические процессы. Помимо добавления в систему полного набора генов, необходимого для самовоспроизведения, необходимо убедиться в том, что синтезированные белки функциональны (фолдинг протекает правильно), а также оптимизировать относительные скорости экспрессии продуктов, чтобы все компоненты поступали в нужном количестве. Они планируют также в сотрудничестве с коллегами из исследовательской сети MaxSynBio создать систему с оболочкой, которая сохраняет жизнеспособность, поглощая питательные вещества и выделяя отходы. Такая минимальная клетка может затем использоваться в биотехнологии как специализированная производственная машина для производства биомолекул. Или, возможно, как платформа для создания еще более сложных систем, подобных живым организмам.

Источники
K. Libicher, et al. // In vitro self-replication and multicistronic expression of large synthetic genomes. // Nature Communications, 2020, 11, 904; DOI: 10.1038/s41467-020-14694-2

[BDK]

Очень интересно. По сути это программирование. Биологическая жизнь - это программы. И все без исключения биологические формы жизни на земле по сути основаны на одной единственной базовой программе которая выполняет бесконечную саморепликацию.