Нашли объяснение и роли новых нейронов и запропавшим барионам

Нашли объяснение и роли новых нейронов и запропавшим барионам
В свой черед всему находится объяснение, ученые, во всяком случае, стремятся к этому, находя подтверждение и доказательства, причем – и в такой по космическим масштабам малости, как мозг мыши, и в самых далеких глубинах самого настоящего космоса.
Это следует из пересказов научными изданиями открытий ученых.
В частности, специалисты Колумбийского университета в эксперименте на мышах подтвердили догадку ученых о том, что новые нейроны рождаются в мозге, чтобы успокоить старые, уже находящиеся в мозге нейроны, и таким образом нивелировать стресс.
Nashli obyasnenie i roli novyh nejronov i zapropavshim barionamNashli obyasnenie i roli novyh nejronov i zapropavshim barionam1В проведенных опытах мышь пересаживали к агрессивному новому соседу, вгоняя участвовавшую в эксперименте мышь в специально созданный стресс. Проделывали специалисты это, разумеется, не просто так: ученых в мышином мозгу интересовала ситуация с появлением «новых нейронов» в мышином «гиппокампе» (отвечает за память и тревогу со страхом). В ходе опытов специалисты анализировали «состояние старых и молодых нейронов как в образцах мозга мышей, так и у живых животных». В итоге – установили, что «чем меньше в гиппокампе появляется новых нервных клеток, тем активнее ведут себя здесь старые нейроны, и наоборот – чем больше появлялось новорожденных нейронов, тем спокойнее были старые». Примечательно при этом, что когда «старые нейроны специально возбуждали» - мыши более обостренно переживали стресс, а когда «активность старых нейронов подавляли» - мыши гораздо легче справлялись со стрессом. Вот такой проверочной эволюцией реакции старых и новых нейронов на стресс исследователи и установили, что пребывающие «в зубчатой извилине гиппокампа» старые нейроны отвечают за реакцию на стресс, их способны успокоить новые нейроны. В противном случае жизнь мышей, наверное, была бы одним бесконечным сплошным стрессом. Об этом повествует в своем пересказе опубликованных в Nature результатов экспериментов ученых «Наука и жизнь». «Если то же самое происходит и в человеческом мозге, то, возможно, стимулируя наш нейрогенез, можно справиться с тревогами и депрессиями, которые часто приходят к нам вслед за стрессом,- отмечается в пересказе.


Ну, а «Элементы» повествуют, что ученые добыли доказательства того, что современные данные общей теории относительности (ОТО), видимо, достаточно верно отражают подлинное устройство Вселенной, такой вывод делается в пересказе опубликованных в Science и Nature добытых учеными важных результатов. Группе ученых из университетов Британии, Германии и США во главе с Томасов Коллеттом удалось подтвердить «применимость общей теории относительности (ОТО) на основе измерений, выполненных за границами нашей Галактики», в частности, применив ОТО к данным наблюдения за «гигантской эллиптической галактики ESO 325-G004, расположенной в созвездии Центавра на расстоянии 465 млн световых лет от Солнца».
«Таким образом, ОТО впервые выдержала испытание при проверке ее применимости на космических дистанциях этого порядка. Этот результат позволяет отсеять несколько альтернативных моделей динамики Вселенной,- отмечается в пересказе «Элементов» по статье в Science.

НАШЛИ ЗАПРОПАВШИЕ БАРИОНЫ

А вот ученым из международной группы астрономов и астрофизиков, возглавляемой сотрудником Национального астрофизического института Италии Фабрицио Никастро, «возможно, удалось хотя бы частично разрешить старую загадку, которую обычно называют проблемой недостающих барионов».
«Согласно Стандартной космологической модели, масс-энергетический баланс Вселенной примерно на 70% обеспечен вкладом темной энергии, и еще на 25% — темной материи. Оставшиеся 5 процентов вещества Вселенной почти целиком состоят из барионной компоненты — ядер водорода, гелия и более тяжелых элементов (конечно, есть еще электроны, нейтрино и фотоны, однако их вклад пренебрежимо мал). Эта оценка сделана на основе анализа флуктуаций спектра реликтового излучения, которые несут на себе «отпечаток» процессов первичного нуклеосинтеза в только что возникшей Вселенной. Более того, изучение оптических спектров очень далеких квазаров убедительно показывает, что все «вычисленные» барионы действительно существовали на ранней стадии эволюции Вселенной, когда ее возраст не превышал 2–3 миллиардов лет.


Nashli obyasnenie i roli novyh nejronov i zapropavshim barionam2Однако здесь-то и возникает проблема. До сих пор максимально полный учет барионной материи, содержащейся в звездном веществе, холодном внутригалактическом газе, галактических гало и так называемой теплой и горячей межгалактической среде (warm–hot intergalactic medium, WHIM) обеспечивал выявление лишь 61% «расчетного» количества барионов (к слову, звезды содержат всего лишь 7% их общей массы). Правда, при этом удалось учесть лишь вещество самой низкотемпературной (её-то и называют теплой) компоненты WHIM, где температура газа лежит в диапазоне от ста тысяч до полумиллиона градусов. В силу столь «скромного» нагрева эта компонента содержит незначительное количество нейтрального водорода. Поскольку его атомы сохраняют свои электроны, они могут излучать фотоны разных энергий, которые надежно регистрируются астрономической аппаратурой. Изучение этих спектров, выполненное в последние годы, показало, что теплая компонента WHIM содержит около 15% барионного вещества Вселенной — то есть, примерно четверть его полной массы, обнаруженной до сих пор. Весьма существенный дефицит в 39% оставался необнаруженным,- разъясняется в пересказе опубликованных в Nature результатов исследований.
При этом уточняется, что «задачу удалось по крайней мере частично решить благодаря аппаратуре европейской космической рентгеновской обсерватории XMM-Newton»: исследователи «с ее помощью накопили данные об излучении очень яркого рентгеновского блазара 1ES 1553+113, удаленного от Млечного Пути не менее чем на 2200 мегапарсек (около 7 миллиардов световых лет), которое «по пути к Земле» «прошло через два филамента межгалактического горячего газа, расположенных на разных расстояниях от нашей Галактики (их красные смещения равны 0,36 и 0,43)».
«Пересекая филаменты, оно переводило в возбужденные состояния сильно ионизированные атомы кислорода, содержащие всего по паре (вместо положенных восьми) электронов. Эти ионы с заброшенными на верхние энергетические уровни электронами в свою очередь порождали вторичное рентгеновское излучение, которое и регистрировала обсерватория. Сбор этой информации, выполненный в 2015–17 годах, потребовал весьма длительного времени (1,75 миллиона секунд — это почти 490 часов), что позволило обеспечить значительное превышение сигнала над шумом. Накопленные данные позволили установить концентрацию кислородных ионов в филаменте и на этой основе вычислить его барионную компоненту — правда, в весьма широком диапазоне значений.
Nashli obyasnenie i roli novyh nejronov i zapropavshim barionam3Авторы пришли к заключению, что перенос сведений о находящихся внутри этих двух филаментов ионов водорода и других элементов на всё космическое пространство позволяет учесть от 9 до 40 процентов общего барионного наполнения Вселенной. Легко видеть, что верхняя граница этого сегмента практически точно соответствует наблюдаемому барионному дефициту, однако нижняя сильно ему уступает. Так что дополнительные наблюдения, конечно, необходимы, но неплохой задел уже имеется. Справедливости ради надо отметить, что предположения, на которых основана приведенная оценка барионной плотности, еще нуждаются в уточнении. Красное смещение блазара 1ES 1553+113 установлено лишь приблизительно, известно лишь, что оно не может быть меньше 0,41. Это не ставит под сомнение возможность прохождения его света через ближайший из двух филаментов, но вопрос о «просвечивании» более удаленного филамента пока остается открытым. Также не исключено, что излучение блазара хотя бы частично поглощается не филаментами, а внутригалактическим газом, однако Никастро и его соавторы считают такую возможность маловероятной. В общем, работы еще много, однако начало положено. Никастро и члены его команды планируют продолжить исследования с помощью приборов как обсерватории XMM-Newton, так и американского орбитального рентгеновского телескопа «Чандра». Однако окончательного решения проблемы космического барионного дефицита, вероятно, придется ждать до запуска европейской космической обсерватории Athena (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics), намеченного на 2028 год,- говорится в пересказе.
Такая пока вырисовывается эволюция отыскания «недостающих барионов».