Дети Индиго - страница Эльфи

Закон мегаполисов

elliot — Fri, 25 Apr 2014 09:29:16 GMT

В течение прошлого века загадочный математический феномен, называемый законом Зипфа, позволял с большой точностью предсказывать изменение размеров городов-гигантов по всему миру. Штука в том, что никто не понимает, как и почему работает этот закон.

Вернёмся в 1949 год. Лингвист Джордж Зипф заметил странную тенденцию в использовании людьми определённых слов в языке. Он обнаружил, что небольшое количество слов используется постоянно, а подавляющее большинство – очень редко. Если оценить слова по популярности, открывается поразительная вещь: слово первого разряда всегда используется вдвое чаще, чем слово второго разряда и втрое чаще, чем слово третьего разряда. Зипф обнаружил, что это же правило действует в распределении доходов людей в стране: самый богатый человек имеет вдвое больше денег, чем следующий богач и так далее.

Позже стало понятно, что этот закон также работает в отношении размера городов. Город с самым большим населением в любой стране в два раза больше, чем следующий по размеру город и так далее. Невероятно, но закон Зипфа действовал абсолютно во всех странах мира на протяжении прошлого столетия.

Просто взгляните на список самых больших городов Соединённых Штатов. Итак, в соответствии с переписью 2010-го года население самого большого города США, Нью-Йорка, составляет 8 175 133 человека. Номер два –Лос-Анджелес с населением в 3 792 621 человек. Следующие три города, Чикаго, Хьюстон и Филадельфия, могут похвастаться населением в 2 695 598, 2 100 263 и 1 526 006 человек соответственно. Очевидно, эти числа неточны, но, тем не менее, они удивительно соответствуют закону Зипфа.

Пол Кругман, писавший о применении закона Зипфа к городам, превосходно подметил: часто экономическую теорию обвиняют в создании сильно упрощённых моделей сложной, беспорядочной действительности. Закон Зипфа показывает, что всё обстоит с точностью до наоборот: мы применяем слишком сложные, беспорядочные модели, а действительность поразительно аккуратна и проста.

Закон силы

В 1999 году экономист Ксавье Габэ написал научный труд, в которой описывал закон Зипфа как “закон силы”.

Габэ отметил, что этот закон сохраняется, даже если города растут в хаотическом порядке. Но эта ровная структура ломается, как только вы переходите к городам, не входящим в разряд мегаполисов. Небольшие города с численностью населения около ста тысяч человек, по всей видимости, подчиняются другому закону и показывают более объяснимое распределение размеров.

Можно задаться вопросом, что же имеется в виду под определением «город»? Ведь, например, Бостон и Кембридж считаются двумя разными городами, так же, как Сан-Франциско и Окленд, разделённые водой. У двух шведских географов тоже возник такой вопрос, и они стали рассматривать так называемые «естественные» города, объединённые населением и дорожными связками, а не политическими мотивами. И они обнаружили, что даже такие «естественные» города подчиняются закону Зипфа.

Почему закон Зипфа работает в городах?

Так что же заставляет города быть столь предсказуемыми в количестве населения? Никто точно не может это объяснить. Нам известно, что города расширяются за счёт иммиграции, иммигранты стекаются в большие мегаполисы, потому что там больше возможностей. Но иммиграции недостаточно, чтобы объяснить этот закон.

Есть также экономические мотивы, поскольку в больших городах делают большие деньги, а закон Зипфа работает и для распределения доходов. Однако, чёткого ответа на вопрос это по-прежнему не даёт.

В прошлом году группа исследователей обнаружила, что у закона Зипфа всё же есть исключения: закон работает, только если рассматриваемые города связаны экономически. Это объясняет, почему закон действует, например, для отдельной европейской страны, но не для всего ЕС.

Как же растут города

Существует ещё одно странное правило, применимое к городам, оно имеет отношение к тому, каким способом города потребляют ресурсы, когда растут. Вырастая, города становятся более стабильными. Например, если город удваивается в размере, требуемое ему число бензоколонок не увеличивается вдвое. Город будет вполне комфортно жить, если количество бензоколонок увеличится примерно на 77%. В то время, как закон Зипфа следует определённым социальным законам, этот закон более близок к природным, например, к тому, как животные потребляют энергию, становясь взрослее.

Математик Стивен Строгац описывает это так:

Сколько калорий в день нужно мыши по сравнению со слоном? Оба они млекопитающие, таким образом, можно предположить, что на клеточном уровне они не должны сильно отличаться. И действительно, если вырастить в лаборатории клетки десяти различных млекопитающих, у всех этих клеток будет одинаковая скорость метаболизма, они не запоминают на генетическом уровне, какого размера в действительности их хозяин.

Но если взять слона или мышь как полноценное животное, функционирующее скопление миллиардов клеток, то на одно и то же действие клетки слона будут расходовать гораздо меньше энергии, чем клетки мыши. Закон метаболизма, названный законом Кляйбера, утверждает, что метаболические потребности млекопитающего растут пропорционально его массе тела в 0,74 раза.

Эти 0,74 очень близки к 0,77, наблюдаемым у закона, управляющего количеством бензоколонок в городе. Совпадение? Может быть, но скорее всего нет.

Всё это ужасно захватывающе, но, пожалуй, менее таинственно, чем закон Зипфа. Не так сложно понять, почему город, являющийся, по сути, экосистемой, хоть и построенной людьми, должен подчиняться естественным законам природы. Но закон Зипфа не имеет аналога в природе. Это социальное явление и оно имеет место только на протяжении последних ста лет.

Всё, что мы знаем, это то, что закон Зипфа действует и для других социальных систем, включая экономическую и лингвистическую. Таким образом, возможно, есть какие-то общие социальные правила, создающие этот странный закон, и когда-нибудь мы сможем их понять. Тот, кто разгадает этот ребус, возможно, обнаружит ключ к предсказанию намного более важных вещей, чем рост городов. Закон Зипфа может быть лишь небольшим аспектом глобального правила социальной динамики, которое определяет то, как мы общаемся, торгуем, образуем сообщества и многое другое.

Вулканическая активность готовится к гиперактивизации.

elliot — Fri, 25 Apr 2014 06:38:43 GMT

Американцы всерьез обеспокоены угрозой извержения супервулкана, расположенного в Йеллоустоунском парке штата Вайоминг. По последним данным исследователей, возможность ЧП очень высока, ведь с территории парка уже бегут животные.
С 28 марта на территории национального заповедника зафиксировано уже 25 подземных толчков. Наиболее сильный - силой 4,8 балла - произошел утром 30 марта.
Трагедия, масштабней которой еще не было на Земле, может произойти в любой момент. В Государственном парке Йеллоустоун вот-вот может начаться извержение вулкана - уже бурлят потоки магмы. Невиданная активность земной коры в этом районе заставляет ученых неотрывно наблюдать за процессом.
Йеллоустоун – первый в мире заповедник, являющийся объектом всемирного наследия ЮНЕСКО. Знаменит многочисленными гейзерами, живописными ландшафтами, здесь почти 2000 видов растений, обитают сотни видов животных, рыб и птиц. Ежегодно парк посещают около трех миллионов человек.
Здесь же находится Йеллоустоунская кальдера, иначе котловина, площадь которой составляет четыре тысячи квадратных километров – это почти 4 Нью-Йорка, 2 Токио, 1,5 Москвы.

Кальдера – это супервулкан. Последние примерно 17 миллионов лет эта горячая точка производила непрерывные интенсивные извержения лавы. И похоже, ее активность только повышается. На сегодняшний день это самый мощный из существующих на планете вулканов. Сила его извержения может быть сравнима со взрывом тысячи атомных бомб. Так что же будет, если извержение случится? Его сила, по словам ученых, сравнима с катаклизмом, произошедшим на планете еще на заре зарождения жизни на земле. Тысячи кубических километров лавы изольются на США и покроют землю слоем в пятнадцать сантиметров. Извержение будет иметь силу в 2500 раз большую, нежели сила последнего выброса Этны.

Дополнительные сведения: В Исландии зафиксирована активизация вулкана Катла, чей поперечник кальдеры составляет около 40 км. Также отмечена активизация вулканов Этны и Санторини, которые входят в так называемую Средиземную кальдеру. Землетрясение 24. 04. 2014 у берегов Канады и Чили сообщают дополнительные сведения о напряжённости земной коры в этом районе.

Лишь один из тысячи землян останется в живых, видимость на всей планете сократится до 20–30 сантиметров: дальше расстояния вытянутой руки вряд ли удастся что-то разглядеть; средняя годовая температура на планете упадет на 21 градус. А вся территория Соединенных Штатов, где расположен опаснейший Йеллоустонский вулкан, будет покрыта пеплом. Эксперты утверждают: обратный отсчет уже начался.

Северный магнитный полюс быстро перемещается в Россию

elliot — Tue, 15 Mar 2011 20:16:35 GMT

Северный магнитный полюс, который не стоит путать с просто Северным полюсом, находящимся на оси земного вращения, быстро движется в сторону Сибири.
Магнитные полюса Земли постоянно понемногу сдвигаются. Их тяга к перемене мест объясняется процессами в расплавленном ядре планеты, содержащем много железа. Северный магнитный полюс как минимум два столетия расположен под многолетними льдами канадской Арктики близ острова Эллесмере. Судя по записям, в прошлые века он двигался очень неспешно, однако примерно в 1904-м году начал свой поход на северо-восток со скоростью около 15 км в год. Сейчас он резко увеличил скорость передвижения и мигрирует в сторону России со скоростью 64 км в год, причем только за последнее десятилетие она выросла на треть.
В результате перемещения магнитного полюса канадцы будут чаще наблюдать северные сияния. Куда большее значение это имеет для тех, кому важно точно ориентироваться в пространстве – например, для спутников GPS, нефтяной промышленности (бурильщикам важно знать, под каким углом бурить скважины) и особенно для авиации, которая уже сейчас испытывает проблемы с повышенной подвижностью полюса – каждые пять лет стрелка компаса стала "убегать" на целый градус и поэтому каждые пять лет Федеральная авиационная администрация США вынуждена тратить деньги на пересмотр рейсов внутренних авиалиний.
В принципе, то, что сейчас наблюдается с Северным магнитным полюсом, может оказаться началом длинного пути к тому месту, где сейчас находится Южный полюс, то есть началом магнитной "рокировки". Ученые считают такой вариант хоть и возможным, но очень маловероятным, ведь подобного с нашей планетой не случалось уже 780 тысяч лет.

В Южной Испании нашли Атлантиду

elliot — Tue, 15 Mar 2011 20:05:56 GMT

В субботу, во время самого апогея трагических событий в Японии пресса заговорила о другом цунами, еще более разрушительном – том, которое три тысячи лет назад похоронило Атлантиду.

В 2004-м году, исследуя спутниковые снимки Южной Испании, германский физик Райнер Кюне (Rainer Kuhne) обнаружил близ Кадиса, на месте соляных топей, известных под названием Маризма де Хинохос (Marisma de Hinojos), две странные прямоугольные структуры, окруженные несколькими концентрическими кругами, точнее, частями их. По словам Кюне, эти структуры почти в точности соответствуют описаниям Атлантиды, сделанным Платоном в его Диалогах "Тимей" и "Критий". Кюне призвал тогда ученых исследовать эти места – он был уверен, что наткнулся именно на Атлантиду.

К нему прислушались, и в 2009-2010 годах международная группа археологов и геологов, возглавляемая профессором Фройндом (Freund) из Хардфордского университета, США, с помощью подземных радаров, подводной аппаратуры и цифрового картирования подробно исследовала те места. Близ Кадиса они действительно обнаружили то, что ими принимается за Атлантиду, и это место, как они уверяют, было тысячи лет назад полностью уничтожено гигантским цунами. Возможно, что там, где сейчас болота, когда-то плескались средиземноморские волны, среди которых возвышался легендарный остров. И этот остров, утверждают они, был снесен гигантским цунами. Здесь расхождение. Кюне считает, что никакого острова не было, а был город Атлантида или Срединный Остров, окруженфный земляными кольцами и круговыми каменными стенами. Фройнд настаивает, что это все-таки был действительно остров.

"Трудно даже представить себе, чтобы стокилометровый остров мог быть за часы уничтожен цунами, - говорит Фройнд, - но именно это и произошло".

Сметя остров, волна уничтожила не всех его жителей. Часть из них выжила, и они постарались выстроить поблизости новые города по образу утраченного. Несколько таких "мемориальных городов" экспедиция профессора Фройнда тоже обнаружила в болотистых местах парка "Донна Анна", но возрождения у них явно не получилось, судя по тому, что этих городов не осталось даже воспоминания. Тем не менее Фройнд считает, что "мемориальные города" есть веское, хотя и косвенное, доказательство того, что найдена именно Атлантида.

Атлантиду так долго ищут, так часто находят, чтоб потом опять потерять, она стала настолько культовым мифом, что было бы даже жаль, если бы ее нашли в самом деле. Но похоже, что какой-то город, уничтоженный катаклизмом, все же существовал на юге Испании, иначе бы о нем так долго не говорили.

Десятиметровая волна в сегодняшней Японии и даже десятиэтажная волна лиссабонской цунами 1755-го года или на Кратакау в 1883-м году (35-40 м), самая жуткая из зарегистрированных, не могли бы смести с лица Земли Атлантиду.

Теория происхождения космических лучей опровергнута

elliot — Tue, 08 Mar 2011 21:54:03 GMT

Строго говоря, космические лучи - это не лучи вовсе, а ускоренные до огромных энергий и летящие во всех направлениях заряженные частицы, большинство из которых представляют собой ядра водорода и гелия. Считается, что они порождены и разогнаны многочисленными Сверхновыми. Звезда умирает громко - происходит взрыв, и ее внешняя оболочка с огромной скоростью уносится прочь. Оболочка состоит из заряженных частиц, которые на скорости генерируют мощное магнитное поле, которое, в свою очередь, ускоряет их еще больше.

Три года подряд спектрометр PAMELA занимался тем, что фиксировал космические лучи, замерял энергию частиц и сортировал данные по водороду и гелию. В ход шли частицы с энергиями от одного миллиарда до 1,2 триллиона электрон-вольт. Хотя изначально эксперимент PAMELA был задуман для изучения антивещества - никто и не собирался покушаться на уже почти канонизированную теорию происхождения космических лучей.

Магнитное поле одинаково ускоряет и водород, и гелий. Поэтому и спектры для ядер водорода и гелия, найденных в космическом излучении, должны быть одинаковы. Однако они оказались совершенно разными.

Ученые, опубликовавшие сообщение об этом в последнем номере журнала Science, считают, что подобное несоответствие объяснить взрывом Сверхновой нельзя. Возможно, считают они, в их рождении замешаны также и другие источники, например, пульсары или темная материя.

Пространственно-временные туннели и звезды

elliot — Tue, 08 Mar 2011 21:48:28 GMT

Ученые утверждают, что в некоторых звездах могут существовать пространственно-временные тоннели, соединяющие их с объектами, далеко отстоящими от них как в пространстве, так и во времени. Руководитель группы Владимир Фоломеев заявляет, что две звезды могут быть связаны подобными коридорами, наполненными экзотическим материалом, известным, как "фантомная материя". В свое время эта материя была предложена физиками как вариант, с помощью которого можно объяснить ускоряющееся расширение Вселенной.

Одни теоретики называют работу киргизских ученых чистой спекуляцией, не имеющей под собой никакого реального основания, другие подтверждают – мол, да, если принять гипотезу "фантомной материи", то легко можно чисто математически сконструировать пару звезд с таким тоннелем. Фоломеев еще более категоричен. "Если поверить в одно, - говорит он, - невозможно не поверить в другое".

Больше того, группа Фоломеева утверждает, что подобные межзвездные тоннели могут выдать себя специфическими сигналами, доступными для существующих телескопов. По мнению ученых, обычная звезда и звезда с тоннелем в ее центре при прочих равных условиях ничем друг от друга не должны отличаться, однако, если этот тоннель обладает достаточной мощностью, он может нестандартным образом изменить такие характеристики звезды, как ее масса или размер. Если же тоннель достаточно короток и связывает собой две близких звезды, то наблюдатель увидит два совершенно одинаковых небесных тела, расположенных по соседству. К тому же, считают ученые, разница в скоростях, с которыми фантомная материя движется в разных местах тоннеля, может привести к осцилляциям, которые выдадут себя мощными гамма-вспышками.

Расчеты, проведенный киргизской группой, носят, как они и сами заявляют, предварительный характер, и лишь дальнейшие исследования могут сказать, насколько стабильны и долговечны могут быть подобные транспортные системы.

Южную Америку прорезали трещины в земной коре

elliot — Wed, 02 Mar 2011 15:43:13 GMT

Трещина шириной в 100 метров и протяженностью в три километра появилась на днях на юге Перу - в округе Хуакуллани провинции Чукуито (Huacullani district in the province of Chucuito in Puno) - это недалеко от озера Титикака.
Трещина появилась внезапно. Земля словно бы лопнула. Местные далеко разбросанные куски земли большого размера.
Бесследно пропала семья, которая находилась в районе аномалии.
Трещина никак не связана с землетрясениями. Поскольку сейсмической активности не было. И к оползням явление не имеет отношения. Поскольку произошло отнюдь не на крутом склоне, а на очень пологом. Это ставит в тупик ученых из местного Геофизического института (Peru’s geophysical institute). Они не могут назвать причину геологического катаклизма.
Трещинами пошла и соседняя Боливия. Здесь разлом прошел по небольшим городкам центрального округа Кочабамба (Cochabamba). Повреждено 45 домов.

Солнце продолжает оставаться в аномальном состоянии

elliot — Wed, 02 Mar 2011 15:40:04 GMT

Период минимальной активности закончился с большим опозданием

Солнце ведет себя аномально. С большим опозданием закончился период его минимальной активности, который длился более 26 месяцев вместо обычных 16. Ослаб солнечный ветер - поток заряженных частиц, испускаемых светилом. Его давление, если верить юго-западному НИИ в Сан-Антонио (США), снизилось в среднем на 20 процентов за последние 50 лет. При этом солнечных пятен и протуберанцев - этих своеобразных индикаторов жизнедеятельности светила - становилось все меньше и меньше. Минувший 23-й 11-летний цикл был самым скромным в этом смысле за столетие. А в будущем пятна вообще могут пропасть. По прогнозам исследователей из американской Национальной солнечной обсерватории (NSO), в начавшемся недавно 24-м цикле их уже будет вдвое меньше. А к 25-му циклу наступит полное очищение. И период минимальной активности затянется на десятилетия.

Пятна возникают в результате возмущений отдельных участков магнитного поля Солнца. Связаны они и с его величиной. Например, известно: пятна не появляются, если магнитная индукция в них падает ниже 1500 Гаусс.

С 1990 года и по нынешнее время Мэтью Пенн и Уильям Ливингстон из NSO обследовали несколько тысяч пятен. И обнаружили, что сила их полей уменьшилась с 2700 до 2000 Гаусс. И продолжает снижаться. Зафиксированы отдельные «провалы» до 1800. То есть состояние магнитного поля светила приближается к тому, что пятна просто не смогут возникать. До порогового значения магнитной индукции осталось всего 500 Гаусс.

Ожидается малый ледниковый период

Причина «ослабления» Солнца ученым пока не ясна. Скорее всего, она скрыта в глубинных процессах. Что-то там изменилось. Но что именно? Пенн и Ливингстон не знают. Лишь предполагают, что, возможно, нарушилась циркуляция плазмы внутри и у поверхности светила.

Ученые не настаивают, что их прогноз обязательно сбудется. А Солнце погрузится в сверхпродолжительный минимум активности. Но подчеркивают: нечто подобное уже бывало в истории человечества. Например, с 1310 по 1370 год, с 1645 по 1715 год. В это время количество солнечных пятен снижалось в тысячу раз по сравнению с «обычными» годами. А Землю охватывали так называемые малые ледниковые периоды. Причем общее число пятен в это время было в тысячу раз меньше, чем набралось бы за столько же лет в нашу эпоху. По свидетельствам летописцев, тогда замерзали Темза и Сена, снег выпадал даже на юге Италии.

По поводу того, когда же наступит нынешний малый ледниковый период, мнения исследователей расходятся. Одни грозят, что начиная с 2020 года, другие - аж с 2014-го. В любом случае сторонники Пенна и Ливингстона опасаются не глобального потепления, как большинство их коллег, а глобального похолодания, вызванного аномальным спокойствием Солнца.

Электромагнитный Мировой океан

elliot — Fri, 18 Feb 2011 17:43:22 GMT

На ежегодной конференции Американского геофизического союза (AGU), состоявшейся в Сан-Франциско в декабре 2010 года, в которой, как правило, участвуют ведущие специалисты мира по изучению Земли и других планет, представители ЕКА приятно удивили собравшихся своим оригинальным инновационным проектом по определению из космоса электромагнитного поля Мирового океана. Европейские ученые намерены отслеживать движение океанских вод, измеряя единственный параметр – напряженность электромагнитного поля.

Как известно, главный источник магнитного поля Земли – постоянное электромагнитное излучение расплавленного железа, находящегося в ядре нашей планеты -- так считают в уважаемых научных кругах, забывая о том, что постоянно выделяющийся через земную кору радон говорит о наличии радиоактивных элементов совершенно другого порядка, чем открытые на сегодняшний момент. Наряду с этим имеются и другие источники, в частности породы земной коры, где сохранилось остаточное магнитное поле, опять же сформированное не один десяток тысяч лет в результате излучение от тех же радиоактивных элементов другого порядка. Дополнительное магнитное поле создает также непрерывная циркуляция океанских вод. Когда океанские воды проходят через магнитное поле Земли, образуется электрическое поле, которое, в свою очередь, создает свое магнитное поле, то есть полевую индуктивность.

Главная цель проекта – определить роль каждого компонента земного магнетизма путем тончайших измерений. В то же время особое внимание будет уделено определению роли циркуляции океанских вод в этом процессе. «Это подобно тому, как найти иголку в стогу сена», – заявил другой участник этого космического проекта, доктор Марк Дринкуотер.

Магнитное поле Земли надежно защищает нас от воздействия опаснейших для человека частиц высокой энергии, излучаемых Солнцем. Судя по последним исследованиям, в определенных точках планеты происходит некоторое ослабление земного магнетизма. Впервые это явление было зарегистрировано в 2003 году немецкими учеными по данным спутника Champ в рамках исследований ЕКА.

Эти исследования показали, что в районе Южной Атлантики ослабление магнитного поля Земли за последнюю четверть века достигло около 12%. Именно в этом регионе, который с некоторых пор называется «южноатлантической аномалией» (South Atlantic Anomaly), орбитальные спутники больше всего сталкиваются с техническими проблемами, а космонавты получают наибольшую дозу радиации.

В Коллайдере обнаружены необъяснимые потери частиц

elliot — Tue, 18 Jan 2011 20:52:35 GMT

В Большом адронном коллайдере с лета фиксируются необъяснимые потери части протонов в пучках, сопровождающиеся ростом энерговыделения.
Первый раз неожиданное увеличение энерговыделения произошло в июле 2010 года. Магниты коллайдера не вышли из сверхпроводящего состояния, однако специалисты из соображений безопасности сбросили пучок. Затем аналогичное явление повторилось в августе. По мере увеличения интенсивности пучков скачки, длящиеся около одной миллисекунды, стали происходить все чаще.
Пока специалисты не могут объяснить природу этого явления, но полагают, что оно связано с микроскопическими пылинками в тоннеле ускорителя, которые попадают в пучок. Для того чтобы предотвратить сбрасывание пучка при пролете пылинок (если это они), ученые увеличили пороговое значение энерговыделения, которое определяет подачу сигнала на сброс. Тем не менее, скачки продолжились и после введения этой меры.
Физики опасаются, что после выхода на более высокие энергии подобные скачки будут повторяться чаще, и это может помешать нормальной работе коллайдера. Ученые, занимающиеся экспериментами на БАК, намерены обсудить, в чем точная причина скачков, и как можно избежать их.
В настоящее время на коллайдере идут эксперименты по столкновениям ионов свинца. При этом образуется особое состояние вещества - так называемая кварк-глюонная плазма. Считается, что именно в этом состоянии Вселенная была в первые мгновения после Большого взрыва. Первые полученные данные позволили ученым найти новые подтверждения гипотезы о том, что в эти мгновения Вселенная вела себя как жидкость, а не как газ.