Оранжев или червен код, прелели дерета и наводнени улици, щети и …жертви – отново поставиха въпроса „защо всеки порой става бедствие“. Климатът прави валежите по-интензивни, но щетите и жертвите идват от нашите решения: строежи в заливаеми зони, „изчезнали“ реки в планове и тесни бетонни корита. Климатека потърси за коментар експертите Тома Белев – лесовъд и природозащитник, бивш зам.-министър на околната среда, екс-директор на ПП „Витоша“, и Борислав Сандов  – бивш вицепремиер по климатични политики и министър на околната среда и водите, работи в областта на климатичните промени и водите на национално и международно ниво, за да обяснят къде системата пробива — и какво може да се направи веднага, за да спрем повторението на сценария.

Тома Белев: Наводненията са природно явление, но бедствията са резултат от човешки грешки и бездействие

Екстремните валежи или дълги засушавания са следствие на бързо променящия се климат. Но човешките жертви, икономически загуби или режим на водата са резултат от човешкото действие или бездействие. Ако никой не строи в коритата и заливаемите тераси на реките, няма да има разрушения. Вода за пиене има за всички български граждани достатъчно – но трябва да стигне до чешмите им, а това зависи от действията на ВиК оператора.

Реките, които изчезват на хартия

Реките и техните корита са публична държавна собственост, според Закона за водите. Забранено е нарушаването на естественото състояние на леглата, бреговете на реките и крайбрежните заливаеми ивици, намаляването на проводимостта на речните легла, извършването на строежи над покритите речни участъци и разполагането на жилищни и вилни сгради и стопански постройки в заливаемите тераси на реките.

Виждаме, че въпреки това има случаи, в които се строи в речните корита, изграждат се хотели или аквапаркове. Забраните в Закона за водите се заобикалят като реките не се посочват като реки в Общите устройствени планове, т.е. като воден обект, а като дерета. Така реката престава да е река, например такъв е случаят с реките, които наводниха Царево и околността през 2023 и 2025 г. и реките в карловските села, наводнени през 2022 г. 

Друг начин е в картите реката да е отбелязана като река, но видът на територията под нея да се запише не като „воден обект“, а като „урбанизирана територия“ или „земеделска земя“. Така – при склонни за компромиси местни власти, формално се заобикалят ограниченията на Закона за водите. Такъв вероятно е случаят в Елените.

Няма законов минимум за „отстъп“ от речни корита. Всяка река има корито и има заливаема ивица, ако не е изградена корекция на реката или построени диги.

Значим проблем е, че често в населените места речните корита се коригират прекалено тясно, за да се освободи повече терен за строителство. При интензивни валежи това създава опасност като намалява проводимостта и реката прелива, заливайки съседни сгради.

^{Фиг. 1: Реката в курортен комплекс Елените е с площ по кадастър 1,5 ха. Тя има начин на трайно ползване река, но се води урбанизирана територия, а не територия, заета от води и водни обекти. Това позволява да се намерят вратички за покриването или застрояването на водния обект.
Източник: Агенция по геодезия, картография и кадастър} 

На национално ниво подобни на Елените случаи с реките са върху 970 хектара, съгласно данните на кадастъра. Поне пет пъти са повече водните обекти, които даже нямат начин на трайно ползване река или водно течение, а например дере или площ за застрояване. С други думи, случаят с Елените  – при интензивни валежи, може да се повтори в между 500 и 2500 населени места в България, включително в столицата, предупреждава Тома Белев.

Кадастърът като първа бърза защита

Най-бързата мярка, която може да има ефект е всички водосливи (в това число дерета и временни водни течения) с водосбор над определен праг да се нанесат в кадастъра като реки и водни територии. Така ще се предотврати засипването им (както видяхме в София и Царево) и по закон ще се забрани строителство в техните заливаеми зони.

^{Фиг. 2: Курортен комплекс Оазис, в синьо е очертана река, водно течение, публична държавна собственост, преминаваща през дворовете и даже басейните на хотелите.
Източник: Агенция по геодезия, картография и кадастър} 

Човешкият фактор в наводненията

Запечатаните повърхности (асфалт, бетон, плочки) и изсичането на растителност – все човешки дейности – намаляват инфилтрацията (възможността им да поемат водата). Така дъждът се превръща в бърз повърхностен отток, който пълни дерета и реки и повишава водните нива дори при умерени валежи.

Особено рискови са „корекциите“ извън населените места: стесняването на коритата и заливните тераси премахва естествения им буфер. Водата от тях се ускорява и се “изнася “ към градовете, където коритата са още по-тесни — и така се стига до наводнения.

Т.нар. „почистване“ чрез изгребване на баластра и премахване на растителност понижава дъното и подпочвените води в сухо време, а при порои добавя инертни маси към приливната вълна и усилва разрушителната ѝ сила.

Природосъобразният подход, познат у нас от векове:
• не се строи в коритото и по заливните тераси на реките;
• не се изсичат крайречните (рипариални) гори;
• защитните мерки се правят в населените места (диги, отводнителни канали, мостове), а около тях се оставят земеделски земи и гори, където реките да се разливат при високи води.

За съжаление, у нас липсва и устойчива връзка между научната експертиза и управленските решения. Стратегическите проекти често попадат при частни изпълнители, което показва, че независимата експертиза не винаги е търсена. А без доверие в науката и без последователност в политическите решения, всяка стратегия остава на хартия.

Борислав Сандов: Климатичните екстремни явления се усилват, превенцията изостава

Климатичните промени правят пороите по-чести и по-интензивни, а когато това се съчетае с неприлагане на законите и слаба координация между институциите, резултатът са повече щети и жертви. Проблемът е двоен: реагираме след събитието, въпреки наличните надеждни прогнози, а системата за ранно предупреждение често не достига навреме до хората. Допълнителен системен дефект е, че за речните корита извън населените места отговарят областните управители без бюджет, техника и експертиза — което води до „почистване срещу добив“: фирми изземват баластра и изсичат крайречна растителност. Така краткосрочно се „освобождава“ коритото, но в дългосрочен план се ускорява оттокът, нараства ерозията и рискът от наводнения.

Къде е пробивът в системата

Регулаторните пропуски, които превръщат пороя в бедствие са липсата на изпълнение на мерките от Плановете за управление на риска от наводнения, както и липсата на много от малките реки в кадастъра на България. 

Какво да се промени веднага

Ефективен контрол за спазване на закона може да има само с наказателно преследване за длъжностни престъпления от страна на местните власти – главни архитекти най-вече. 

В общинските планове за адаптация по Черноморието през 2025–2026 г. трябва да се предвиди все по-голямото вълнение при силно зареден валежен фронт, което създава невъзможност на водите от прииждащите реки да се оттичат в морето. 

Самите площи около вливането на реките трябва да са по-широки и в долното течение на тези реки трябва да има повече пространство за разливане. 

Друга важна регулация е да се прилагат природно-базирани решения по възстановяване на естествените речни корита и заливни тераси, възстановяване или създаване на нови ретензионни водни обеми (като блата, мочурища, езера) в непосредствена близост до реките преди навлизането в населените места. Също така трябват допълнителни мерки в горите от водосборния басейн, с цел подобряване техните функции за водозадържане и предотвратяване на ерозията. 

Защо мерките не се прилагат

Съществуват приети документи като Национална стратегия за адаптация към климатичните промени, Планове за управление риска от наводнения, областни и общински планове за рискове и бедствия, но не се прилагат: Защото се подценява рискът, както и научното познание и предупрежденията на експертите. Често пъти е неудобно да се прилагат стратегиите, заради “корупционни или имиджови въпроси”, заради алчността за повече застрояване и свързани с това корупционни схеми или политически програми, предизборни обещания на местни управници. Липсва и капацитет от гледна точка на експерти в местните власти, особено в по-малките общини.

Политическата рамка: решения, базирани на данни

Изисква се политическа воля за извеждане на приоритети от страна на централната власт, както и правенето на политики и вземането на решения да са обосновани с данни и научни анализи. Косвено за това ще помогне влизането ни в Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (ОИСР), доколкото голяма част от изискванията за присъединяване са свързани точно с тези подходи при вземането на решения. 

Дъждовете ще стават по-редки, но по-интензивни — това е реалността на затоплящия се климат. Дали ще се превърнат в бедствие, зависи от нас: да върнем реките на картата и да им дадем място; да спрем строителството в заливаеми зони; да възстановим крайречните гори и естествените тераси; да работят ранните предупреждения и контролът по закон. Това са решения, които могат да започнат веднага — и които спестяват човешки животи и милиони щети при всеки следващ порой.

^{Фиг. 4 НУЦГИТ при СУ предостави достъп до реални високо точни данни за района на бедствието в комплекс Елените. От линка всеки заинтересован може да разгледа, измери и да се увери как изглеждат нещата, какви са обемите и да си направи изводи какво е причинило това бедствие. Изтоник: https://cloud.pix4d.com/}

Източник: Бедствия по наша вина: Къде се пробива системата?, Климатека

В своя 11-ти тестов полет, огромната ракета излетя от стартовата база на Space X в Южен Тексас, според видео предаване на живо, което включва и бурни аплодисменти от инженерните екипи.

Ракетният ускорител Super Heavy се приземи във водите на Мексиканския залив по план, докато горната степен, известна още като Starship, прелетя през космоса и премина през тестовете, очертавайки подобен път на последната успешна мисия през август.

Starship се вряза в Индийския океан малко повече от час след изстрелването, след като изстреля фалшиви спътници, както и при предишния си полет. Не бе планирано възстановяване на апарата.

НАСА планира да използва мегаракетата Starship – най-голямата и най-мощна в света – в усилията си да върне астронавтите на Луната. Това е ключово и за пламенната визия на Мъск да отведе хора на Марс.

Очакваше се тази тестова мисия да бъде последната за тази итерация на прототипи на Starship. Следващият полет ще дебютира с нов модел, Версия 3, съобщава SpaceX.

Компанията за космически технологии може да определи двата си последни полета като победи.

Но имаше серия от зрелищни експлозии, които породиха опасения, че Starship в крайна сметка може да не изпълни обещанията си - поне не в сроковете, на които американските власти и научната общност се надяват.

Програмата „Артемида“ на американската космическа агенция има за цел да върне хората на Луната, докато Китай продължава с конкурентни усилия, чиято първа пилотирана мисия е насочена най-късно към 2030 г.

В проучването са участвали 481 души, преживели първия си епизод на психоза (първият път, когато човек има симптоми като налудности, халюцинации или загуба на връзка с реалността). Сред тях 14,5% са показали признаци на кожни проблеми (24% от жените и 9,8% от мъжете), включително обриви, сърбеж или чувствителност към светлина. Всички участници са получили четири седмици антипсихотично лечение, след което изследователите са оценили различни показатели за психично здраве.

"След 4 седмици проследяване, пациентите с първи епизод на психоза, проявяващ се с кожни състояния, са имали по-високи нива на депресия и риск от самоубийство. Установихме, че само 7% от пациентите без първоначални кожни състояния са имали мисли или опити за самоубийство, за разлика от това, около 25% от пациентите с първоначални кожни състояния са имали мисли или опити за самоубийство. Първоначалните кожни състояния са свързани и с по-голяма депресия и по-лошо благосъстояние при проследяване", обяснява водещият изследовател д-р Хоакин Галван (Joaquín Galvañ) от Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Мадрид.

"Това откритие предполага, че наличието на кожни заболявания показва, че тези пациенти са изложени на по-голям риск от по-лоши резултати, отколкото пациентите, които нямат кожни заболявания след първи епизод на психоза."

Екипът отбеляза, че ако по-нататъшни изследвания подкрепят тези резултати, кожните симптоми биха могли да послужат като ранен предупредителен знак за повишени рискове за психичното здраве, подобно на начина, по който кръвните изследвания могат да сигнализират за вероятност от рак или сърдечни заболявания.

Тъй като и мозъкът, и кожата се развиват от един и същ ембрионален слой, наречен ектодерма, учените се заели да проучат как тези две системи биха могли да бъдат свързани.

"Вече е известно, че между 30% и 60% от хората с кожни заболявания показват психиатрични симптоми. Това, което направихме, е да погледнем на нещата от обратната посока - имат ли хора с психични проблеми кожни заболявания и ако е така, може ли това да ни каже нещо полезно?", добавя д-р Галван.

"Нашите открития показват, че дерматологичните симптоми могат да представляват маркер за тежестта на заболяването и лошите краткосрочни резултати в ранните стадии на психозата, потенциално идентифицирайки подгрупа от пациенти с по-лоша клинична прогноза, които биха могли да се възползват от ранни, адаптирани интервенции. Причината за връзката все още не е ясна, но нашата работна хипотеза е, че това може да се дължи на общия произход на развитието и възпалителни пътища на кожата и неврологичната система, но това трябва да бъде потвърдено. Доколкото ни е известно, това е първото проучване, което показва тази връзка при пациенти с психоза, така че се нуждаем от последващи проучвания, за да потвърдим откритието. Трябва също да разберем дали тази връзка се отнася и за редица други психиатрични състояния, като биполярно разстройство, ADHD, тревожност или депресия."

Предлагайки независима перспектива, професор Ерик Руе (Eric Ruhe), професор по труднолечима депресия в университета Радбауд, Холандия коментира:

"Това е интересна връзка между кожни проблеми и първи епизод на психоза. Тези резултати се нуждаят от повторение в различни кохорти, но наистина биха могли да покажат нова връзка между кожата и психопатологията."

"Тъй като кожата и мозъкът произлизат от един и същ ембрионален произход, това би си струвало да се проучи по-нататък, както диагностично, така и механистично (което може да е по-интересно). Например, тази връзка може да се използва за култивиране на кожни клетки, за да се започне с разбирането кое лечение е подходящо."

Източник: Your skin could warn of hidden mental health trouble, European College of Neuropsychopharmacology

Кръговете, заровени в продължение на хилядолетия, са открити в малкия град Рехниц, разположен в Бургенланд, най-слабо населената провинция в страната.

Археолози разкриват рядка колекция от неолитни кръгли структури, датиращи между 4850 и 4500 г. пр.н.е. , което ги прави с повече от 2000 години по-стари от Стоунхендж и пирамидите в Гиза. Констатациите са обявени от Burgenland Archaeology и докладвани от множество научни източници след приключване на разкопките през септември 2025 г.

Под тревата лежи мистерия на 6500 години

Първоначалните признаци на откритието се появяват между 2011 и 2017 г., когато екипи провеждат въздушни и геомагнитни проучвания в региона. Тези методи разкриват мрежа от концентрични изображения на кръгове – ясно разпознаваеми като заровени неолитни кръгове, скрити под тревата. Първоначално произходът им е неясен. Но след години на проучване и окончателни разкопки, приключени през септември 2025 г., изследователите потвърждават, че структурите са част от серия кръгли системи от ровове, отличителна форма на праисторически земни кръгове, типични за неолита.

Три от тези пръстеновидни заграждения са с диаметър до 105 метра и показват следи от дървени стълбове. Дупките от стълбове, които все още се виждат в почвата, предполагат, че оригиналното разположение е включвало вертикални колове и евентуално няколко пръстена, характеристики, често срещани в системи от канавки, открити в Централна Европа. Над 120 такива структури са открити в региона, но точната им функция остава загадка.

Неолитни кръгове. Кредит: Archaeology Burgenland in the Science Department / Nikolaus Franz

Древните кръгове разкриват важен център на неолитния живот

Това, което отличава обекта Рехниц, е необичайната близост на множество големи кръгли заграждения. Според Николаус Франц (Nikolaus Franz), директор на археологията в Бургенланд, тази концентрация на неолитни кръгове показва далеч по-значителна роля на района, отколкото се е предполагало досега.

"Съществуването на три от тези монументални конструкции в непосредствена близост една до друга позволява класифицирането на обекта на откритието в Рехниц като надрегионален център през средния неолит", обяснява Франц в изявление. "Научаваме много за клановете на неолитните заселници, които са намерили тук благоприятно място за установяване на културните техники на земеделие и животновъдство в днешна австрийска територия през VI хилядолетие пр.н.е."

За разлика от по-изолираните открития, открити другаде в Европа, тези взаимосвързани кръгове изглежда образуват единен церемониален или общински комплекс, което предполага, че Рехниц е служил не само като селище, но и като ключово място за регионален обмен, социална организация и развитие на селското стопанство през неолитната епоха.

Карта на неолитните кръгове. Кредит: Office of the Burgenland State Government/Nikolaus Franz

От разкопки до образование

След като археологическата фаза вече е завършена, Археологическият институт на Бургенланд превръща обекта в обществен посетителски център и археологически парк. Като част от реставрацията, изследователите са засадили традиционни култури от каменната ера, като ечемик, лен и коприва, с цел да предложат на посетителите практическо изживяване за това как е изглеждал ежедневието преди повече от 6500 години.

За да задълбочат разбирането си за ранния неолитен живот, учените са изпратили почвени проби от обекта до Виенския университет за по-нататъшен анализ. Целта е да се извлече нова информация за земеделските техники и древните диети, която би могла да даде по-ясна представа за това как ранните европейски общества са живели, адаптирали се и взаимодействали с околната си среда.

Източник: Archaeologists Found Massive Circles in a Farmer’s Field, Daily Galaxy

Повърхност, покрита с геометрични фигури без празнини или припокривания, може да се използва в математическия анализ.

Изследването "Красотата на математиката: Мозайки и техните формули" от Хайнрих Бегер (Heinrich Begehr) и Дадзяан Уан (Dajiang Wang) е публикувано в списанието Appliable Analysis. Учените комбинират методи от комплексния анализ, теорията на диференциалните уравнения и теорията на геометричните функции.

Ключов елемент от работата е "принципът на мозаечното отражение", при който формите се отразяват многократно относно своите страни, създавайки симетрични шарки. Този метод, освен естетическата си стойност (както в трудовете на М.К. Ешер), позволява решаването на класически гранични задачи в математическата физика.

"Нашето проучване показва, че красотата в математиката е не само естетика, но и структурна дълбочина и ефективност", казва професор Бегер.

Демонстрация на "принципа на мозаечното отражение". Кредит: Applicable Analysis (2025). DOI: 10.1080/00036811.2025.2510472

Принципът на отражението позволява създаването на нови представяния на функции в мозайки, което е полезно в математическата физика и инженерството.

Методът работи както в евклидово пространство, така и в хиперболичната геометрия, използвана в теоретичната физика. Миналата година Бегер демонстрира как принципът на мозаечното отражение може да се използва за конструиране на функцията на Грийн за триъгълника на Швайкарт в хиперболичната равнина.

"Надяваме се, че нашите резултати ще намерят отклик не само в чистата математика и физика, но и ще вдъхновят архитекти и специалисти по компютърна графика", отбелязва Уан.

Всички първи отражения. Кредит: Applicable Analysis (2025). DOI: 10.1080/00036811.2025.2510472

Традицията на плочниците в Берлин

В продължение на близо две десетилетия изследователската група, ръководена от Бегер в Института по математика към Свободния университет в Берлин, изучава така наречените "берлински огледални плочки" – метод, базиран на принципа на обединеното отражение, разработен от берлинския математик Херман Амандус Шварц (1843–1921).

При този подход, закръглен многоъгълник – форма, чиито ръбове се състоят от части от прави линии и кръгови дъги – се отразява многократно, докато цялата равнина не бъде безпроблемно и напълно покрита с плочки, без никакви припокривания или празнини. Тези патерни са не само визуално впечатляващи, но и позволяват явни интегрални представяния на функции – ключов инструмент за решаване на сложни гранични задачи.

"Някога математиците е трябвало да използват трикомпонентно огледало за тоалетка, за да създадат безкрайна поредица от изображения", коментира Бегер. "Днес можем да използваме итеративни компютърни програми, за да генерираме същия ефект – и можем да допълним това с точни математически формули, използвани в сложния анализ."

Триъгълниците на Швейкарт и хиперболичната красота

Въпреки че се смятат за много естетически впечатляващи, теселациите в хиперболични пространства – например в кръгъл диск – представляват особено предизвикателство за математиците. Тук влизат в действие "триъгълниците на Швейкарт": специални триъгълници с един прав ъгъл и два нулеви ъгъла, кръстени на математика-любител и професор по право Фердинанд Курт Швейкарт (1780–1857). Пример за триъгълник на Швейкарт са защрихованите области в графиката по-горе.

Тези триъгълници позволяват пълното, регулярно облицоване на кръгъл диск, създавайки шарки с естетическа привлекателност, които предлагат ново вдъхновение както за компютърни графични дизайнери, така и за архитекти. В същото време основните математически конструкции са изключително сложни и изискват усъвършенствани аналитични методи.

Математиката като визуална наука

Констатациите на екипа подчертават един често пренебрегван аспект на математиката: тя е не само абстрактна дисциплина, но и визуална наука – такава, в която структурата, симетрията и естетиката играят централна роля. Когато се съчетаят със съвременни техники за визуализация, графичен софтуер и цифрови инструменти, тези прозрения стават още по-актуални.

Справка: H. Begehr et al, Beauty in/of mathematics: tessellations and their formulas, Applicable Analysis (2025). DOI: 10.1080/00036811.2025.2510472

Източник: When mathematics meets aesthetics: Tessellations as a precise tool for solving complex problems, Freie Universitaet Berlin

Статия, публикувана в Revista de Arqueología Americana, предполага, че елитът на уари е добавял психеделичното вещество вилка (vilca) – получено от семената на дървото Anadenanthera colubrina – към чича (chicha), бира, приготвена от плодовете на растението Schinus molle.

Цивилизацията на Уари, известна със своите изискани градове, погребения на мумии и металообработване, е доминирала голяма част от днешно Перу и се е разпростирала в региони на Аржентина и Чили няколко века преди инките. Археологическите открития показват, че бирата е играла важна политическа и социална роля в културата на Уари. Пиршествата с бира чича са имали основно значение за дипломацията, изграждането на съюзи и консолидирането на властта.

Според проучването, Уари може да са усилвали ефекта от подобни събирания, като са добавяли вилка, халюциноген, който предизвиква кратки, но силни преживявания с дълготрайно влияние.

Съвременните изследвания на подобни вещества показват, че този ефект може да подобри емпатията и откритостта – качества, полезни за поддържане на мира сред новоинтегрираните групи.

Общинските пиршества обикновено са се провеждали в затворените дворове на комплексите на Уари, където няколко десетки души са яли, пили и се молили заедно в продължение на няколко часа. Учените смятат, че тази интимна обстановка, съчетана с леките психеделични ефекти, е създавала мощни общи преживявания, които са превръщали съперниците в съюзници.

Това дълготрайно чувство за връзка може да е служило като своеобразно социално лепило, облекчаващо напрежението в разрастващата се империя.

Цветове на дървото Anadenanthera colubrina. Елитът на Уари добавял психеделичното вещество вилка, получено от семената на дървото, към бирата чича, направена от плодовете на растението Schinus molle. Кредит: Zimbres ; CC BY-SA 3.0

Доказателство за тази теория идва от откриването на семена от вилка, наред с останките от зони за производство на бира при разкопките на Уари. Въпреки че учените все още не могат да докажат, че тези два компонента са били умишлено смесени, откритието е в съответствие със съществуващите данни за употребата на психоактивни вещества от древните андски общества за политически и ритуални цели.

Авторите отбелязват, че дългосрочните психологически ефекти на психеделиците са били подценени в археологията. Освен непосредствените им опияняващи ефекти, тези вещества може да са повлияли на социалното сближаване, дипломацията и може би дори на държавното изкуство.

За Уари няколко общи празненства годишно може да са имали дългосрочно въздействие върху поведението, помагайки за стабилизиране на империя, изградена както върху завоевания, така и върху сътрудничество.

Въпреки че някои изследователи са предпазливи относно този ефект, докато не се появят директни доказателства, изследването дава нов аспект как древните владетели може да са използвали ритуали, променящи съзнанието, не само за духовни цели, но и за поддържане на лоялност и хармония. Авторите предполагат, че споменът от споделено психеделично преживяване може да е бил един от най-фините инструменти на империята Уари.

Справка: Keer, J., & Jennings, J. (2025). Afterglow: Vilca beer, pro-social feelings, and Wari geopolitics in the ancient Andes. Revista de Arqueología Americana, (43). doi:10.35424/rearam.i43.6051

Източник: Psychedelic beer may have helped the Wari unite outsiders and build their pre-Inca empire in Peru, Dario Radley, Archaeology News

Тази работа предоставя ценна теоретична основа и богат ресурс за ранна диагностика на заболяванията, оценка на прогнозата и откриване на лекарства.

Проучването, проведено от изследователи от университета Фудан и свързаната с него болница Хуашан, систематично анализира връзките между плазмените метаболити и хиляди заболявания и черти при хората.

След публикуването на картата на плазмената протеомика на корицата на списание Cell в началото на 2025 г., на 19 септември 2025 г. екипът на професор Ю Дзин-тай (Jin-Tai Yu) от болница Хуашан, свързана с университета Фудан, в сътрудничество с изследователя професор Чън Уей, младата изследователка Йоу Дзя (You Jia) от Института за наука и технологии за изследване на интелигентността към университета Фудан, вдъхновена от предишното проучване за мозъка, допълнително картографира човешкия генетичен метаболом, обуславящ здравето и болестите.

Констатациите са публикувани наскоро едновременно в списанията Nature Metabolism и Nature Communications.

Двете проучвания систематично анализират цялостната връзка между плазмените метаболити и над хиляда заболявания, над 3000 човешки фенотипа и човешката генетика. Те картографират променящата се траектория на плазмените метаболити по време на заболяване и стареене, изясняват стойността на плазмените метаболити като предсказващи маркери за диагностика на заболявания и в крайна сметка идентифицират потенциални метаболити-мишени за интервенция при заболявания.

Китайските учени също така са създали отворена платформа за извличане на данните от атласа (Фигура 1), която предоставя ресурси за изследователи по целия свят, включително откриване на биомаркери на заболявания, изграждане на предсказващи модели и иновативен скрининг на терапевтични мишени. Тези усилия задълбочават разбирането ни за връзката между плазмените метаболити и човешкото здраве, болестите и генетиката, осигурявайки научна основа за прецизна медицина.

Фигура 1: Платформа за база данни "Атлас на метаболите" за човешкото здраве и заболявания

Първият систематичен анализ на връзката между метаболитите и човешкото здраве и болести

Метаболитите (като кръвна глюкоза, кръвни липиди и концентрации на специфични аминокиселини) отразяват сложното взаимодействие между генетиката и околната среда и са важни показатели за оценка на човешкото здраве и заболявания. В сравнение с други кръвни маркери, метаболитите са по-тясно свързани с фенотипите поради критичната им роля в регулирането на физиологичните функции. Следователно, точната оценка на нивата на метаболитите може да предостави изчерпателна и точна информация за човешкото здраве и заболявания.

Последните постижения в изследванията на метаболитите са значителни. Остават обаче ключови въпроси: Има ли специфични или общи метаболити в множество човешки фенотипове? Как се променят метаболитите преди началото на заболяването и кога настъпват тези промени? Как метаболитите могат да помогнат за диференциалната диагноза в целия спектър от човешки заболявания? Има ли причинно-следствена връзка и обща генетична основа между заболяването и метаболитите?

С развитието на метаболомичните технологии и алгоритмите за изкуствен интелект (AI), мултидисциплинарен, интердисциплинарен екип, ръководен от професор Ю Джинтай от катедрата по неврология в болница Хуашан и Института за наука и технологии за интелигентност, вдъхновена от мозъка, в университета Фудан, комбинира мащабни фенотипни данни, за да анализира систематично връзката между метаболитите и човешкото здраве и болести за първи път, картографирайки връзката (Фигура 2).

Фигура 2: Общ преглед на изследването

Проучването систематично оценява асоциациите на 313 метаболитни маркера, получени чрез ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), с 527 предшестващи състояния и 859 новодиагностицирани заболявания, идентифицирайки общо 52 836 значими асоциации метаболит-заболяване (Фигура 3). Сред тях, голямото съотношение LDL холестерол/общи липиди (L-LDL-C%) показва най-голям брой асоциации, обхващащи 526 състояния, следвано от голямото съотношение LDL триглицериди/общи липиди (L-LDL-TG%), което предполага, че нарушенията на липидния метаболизъм имат широко разпространено въздействие върху мултисистемните заболявания.

Стратифицираните анализи също така наблюдават разлики по пол и възраст. Например, размерът на HDL частиците, общите липиди във големите HDL и свободният холестерол във големите HDL, които са свързани с чернодробно заболяване, показват защитен ефект при жените, но са рисков фактор при мъжете. Освен това, някои маркери за съотношение VLDL/LDL показват противоположни асоциации между хора на средна и по-възрастна възраст.

Фигура 3: Това е т.нар. Манхатънска диаграма, която се използва често в изследвания на асоциации в целия геном (GWAS), за да се покаже значимостта на генетичните асоциации в целия геном. В този случай тя показва връзката между метаболитите и предишни/нововъзникващи заболявания

Специфични/споделени метаболити съществуват в много човешки фенотипове, като липопротеините/липидите, мастните киселини и свързаните с тях съотношения допринасят за най-много асоциации.

Проучването обхваща също 991 фенотипа, свързани със здравето, и 2151 фенотипа, получени при образни изследвания, като идентифицира общо 73 639 значими асоциации. Сред тях са открити 62 887 двойки асоциации за фенотипове, свързани със здравето, предимно в двете основни категории – диета и хранителни предпочитания, както и телесни измервания.

Например, броят на ретикулоцитите с високо разсейване на светлината е свързан с цели 278 метаболита, от които делът на омега-6 мастните киселини (омега-6%) е значително отрицателно корелиран, което отразява тясната връзка между липидния състав и хематопоетичните маркери (Фигура 4).

Общо 10 752 асоциации са открити за фенотипове, получени при образни изследвания, като най-голям брой асоциации са свързани със сърдечната и аортната функция. По-конкретно, плазменият креатинин е значително свързан с характеристиките на бъбречната ЯМР, а делът на триглицеридите в най-голямата HDL частица (XL-HDL-TG%) е тясно свързан с фенотипите на коремните органи. При образна диагностика на мозъка, гликопротеиновите ацетилни групи и ненаситените мастни киселини са свързани с множество субкортикални обемни измервания. Като цяло, липидните компоненти на липопротеините, включително липидите, мастните киселини и техните съотношения, допринасят за най-много асоциации.

Фигура 4: Манхатънска диаграма на асоциациите между метаболитите и фенотипите, свързани със здравето

Метаболитните разлики могат да възникнат преди диагностицирането на някои заболявания, а хората на средна и по-възрастна възраст могат да претърпят две основни промени.

Чрез вложени контролирани проучвания, изследователите систематично са картографирали промените в метаболитите в рамките на 15 години преди началото на заболяването и са установили, че над 50% от метаболитните показатели показват разлики 10 години или дори по-рано преди диагностицирането на заболяването, като промените в ненаситеността на мастните киселини са по-концентрирани в рамките на петте години преди началото на заболяването.

Например аномалии в дела на големите LDL триглицериди (L-LDL-TG%) в кръвната повърхност са наблюдавани 10 години предварително за над 240 заболявания, което предоставя потенциал за ранно предупреждение за заболяването.

За да разкрият динамичните промени в метаболизма с възрастта, изследователският екип използва DE-SWAN анализ и установи, че плазмените метаболити претърпяват "скаловидни" промени в две ключови възрастови точки: 46 и 64 години. Това предполага, че метаболомът може да претърпи два систематични етапа на ремоделиране в средна и напреднала възраст. Тези открития не само предоставят насоки за разбиране на механизмите на стареене, но и осигуряват основа за специфични за възрастта стратегии за управление на здравето и интервенция (Фигура 5).

Фигура 5: Промени в плазмените метаболити с възрастта и ключови пикове, идентифицирани чрез DE-SWAN

Конструиране на метаболитен рисков рейтинг за подпомагане на диференциалната диагноза в целия спектър от човешки заболявания

В областта на диагностиката и прогнозирането на заболяванията, екипът е конструирал оценка на метаболитния риск (MetRS - metabolic risk score), използвайки методи на машинно обучение (Фигура 6).

Използвайки 10-кратна кръстосана валидация за моделиране и валидиране, проучването е въвело най-важните 1% (най-важните 30, класирани по важност въз основа на обучителния набор) от ключови метаболитни показатели в модела LightGBM, за да конструира класацията на риска.

В комбинация с възрастта и пола, класацията е постигнала отлични резултати (AUC > 0.8) при диагностицирането и прогнозирането на 94 предшестващи заболявания и 81 нововъзникващи заболявания във валидационния набор.

Например оценката на метаболитния риск е постигнала AUC над 0.9 за прогнозиране на диабетна ретинопатия и диабетна бъбречна недостатъчност, демонстрирайки потенциала му за ранно идентифициране на основни хронични заболявания. Проучването е идентифицирало креатинина, гликопротеиновите ацетилни групи и албумина като ключови метаболити за диагностициране и прогнозиране на множество заболявания.

Получените резултати (AUC=0.8 и AUC=0.9) показват много силна положителна корелация между двете променливи ( ключовите метаболитни показатели и нововъзникващи и хронични заболявания).

Фигура 6: Ефективност на прогнозиране на нововъзникващи заболявания и класиране на важни метаболити

Проведеното най-голямо генетично проучване на плазмения метаболом до момента осигурява научна основа за прецизна медицина.

По отношение на механистичното изследване, проучването комбинира проучвания за асоциация в целия геном с Менделов рандомизационен анализ, за ​​да идентифицира 454 двойки потенциално причинно-следствени връзки метаболит-заболяване, 402 от които са подкрепени от генетичен колокализационен анализ (Фигура 7).

Например нивата на албумин са положително корелирани със заболявания като хронично бъбречно заболяване и улцерозен колит, докато делът на свободния холестерол в малките HDL частици (S-HDL-FC%) показа значителен защитен ефект. Локусът PCSK9 играе ключова роля в метаболизма на LDL/VLDL и коронарната болест на сърцето, предоставяйки насоки за разработване на нови лекарствени мишени.

Фигура 7: Метаболитни генетични асоциации

През същия период екипът провежда най-голямото генетично проучване на плазмения метаболом до момента, като систематично интегрира данни за метаболома, целия геном и целия екзом (пълният набор от протеино-кодиращи региони (екзони) в генома), измервайки въздействието на често срещаните и редки мутации върху нивата на метаболитите и характеризирайки сложната генетична структура на метаболитите и свързаните с тях съотношения, осигурявайки научна основа за прецизна медицина, базирана на генетични механизми (Фигура 8) .

Фигура 8: Въведение в анализа на асоциациите на метаболитите в целия геном

Чрез проучване на асоциациите в целия геном на 189 846 субекта с европейски произход, екипът открива 24 438 независими асоциации вариант-метаболит, които са валидирани във външни кохортни данни. Финото картографиране допълнително идентифицира 3610 потенциални причинно-следствени асоциации, 785 от които са новосъобщени за първи път.

Проучването открива и 2948 асоциации ген-метаболит чрез анализ на секвениране на целия екзом на 197 774 субекта с европейски произход, подчертавайки важния принос на редките кодиращи варианти, независими от често срещаните варианти. Генетичната архитектура на плазмените нива на метаболити има плейотропни и полигенни характеристики, със средна наследственост от 12,32% (Фигура 9).

Фигура 9: Манхатънска диаграма на асоциацията на метаболитите в целия геном

Проучването, използващо генетичен анализ, идентифицира 72 538 двойки метаболит-заболяване със споделени генетични регулаторни механизми.

Двупосочният Менделов рандомизационен анализ допълнително идентифицира 36 двойки метаболит-заболяване с потенциални причинно-следствени връзки. Сред тях екипът за първи път открива, че плазмените нива на ацетат са отрицателно корелирани с риска от предсърдно мъждене и трептене, и че вариантът rs4766897 в гена ACAD10 може да бъде ключов в случая.

Тези открития предоставят генетични доказателства за разбирането на ролята на метаболизма в развитието на заболяванията и се очаква да осигурят потенциални биомаркери за клинична диагностика и лечение, както и за разработване на нови лекарства.

Университетът Фудан е ангажиран с популяризирането на новата изследователска парадигма AI4S, като дава пълна сила на нейните всеобхватни предимства в науката, медицината и инженерството, премахва дисциплинарните бариери и стимулира съвместните иновации в медицината и различни области.

Технологиите за големи данни и изкуствен интелект разкриоват широки перспективи за интелигентно здравеопазване и прецизна диагностика и лечение и са от голямо значение за подобряване на качеството на научните изследвания, ръководени от клиничните нужди.

Тези две метаболомични изследвания върху човешкото здраве и болести са нови изследвания след протеомната карта на професор Ю Дзинтай от катедрата по неврология на болница Хуашан и мултидисциплинарния екип за кръстосана интеграция на мозъка във Фудан.

Те предоставят научна основа за изследване на механизмите на заболяванията, извличане на биомаркери и откриване на нови терапевтични цели и ще улеснят ранното откриване, точната диагноза и персонализираното лечение на заболяванията. В бъдеще екипът ще интегрира допълнително настоящите мулти-омични биомедицински големи данни, като генетика, протеини и метаболизъм, и ще проучи задълбочено механизмите на взаимодействие между различните омични методи, за да положи солидна основа за развитието на прецизната медицина.

Справка: 

You, J., Cui, XH., Chen, YL. et al. Mapping the plasma metabolome to human health and disease in 274,241 adults. Nat Metab (2025). https://doi.org/10.1038/s42255-025-01371-1 

Qiang, YX., Wang, YX., He, XY. et al. Genetic architecture of plasma metabolome in 254,825 individuals. Nat Commun 16, 8272 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62126-w 

Източници

Chinese scientists create atlas linking blood metabolites to human diseases, Xinhua 

AI empowers! Huashan Hospital's Yujintai Hospital, in collaboration with a multidisciplinary brain-inspired research team from Fudan University, has mapped the human metabolome for health and disease for the first time, enabling predictions of hundreds of diseases, Huashan Hospital

Носител на Голямата награда в областта на науките за живота е чл.-кор. Цветалина Танкова. Председателят на Комитета по присъждане на Наградата акад. Драга Тончева обяви носителя, а председателят на БАН чл.-кор. Евелина Славчева връчи отличието. Автор на статуетката е доц. Емил Бачийски от Националната художествена академия. Номинираните кандидати бяха представени с видеовизитки, подготвени от доц. Ина Анева научен секретар направление „Биоразнообразие, биоресурси и екология“.

Чл.-кор. Цветалина Танкова е водещ изследовател в областта на диабетологията, ендокринологията и метаболомиката. Нейните приоритети са изследване на патогенезата, на преддиабета, определяне на нови диагностични и прогностични маркери за скрининг на това тежко заболяване и алгоритми за поведение. Резултатите от работата й са от важно значение за проследяването на преддиабета в скритата и дългогодишна фаза на неговото развитие. Чл.-кор. Танкова е и сред подписалите Виенската декларация за скрининг на преддиабета и е сред петимата експерти, които са разработили алгоритмите за поведение на Европейската и Американската асоциация по преддиабет и диабет.

Чл.-кор. Танкова обяви, че с гордост получава наградата на БАН - най-престижната, най-старата и най-значимата научна организация в България, която е лидер в науката. „Наградата е признание и за медицината, а според Хипократ медицината е най-благородното изкуство“, каза още носителят на Голямата награда на БАН.

Председателят на БАН чл.-кор. Евелина Славчева произнесе празнично слово по повод 156 години от създаването на БАН. „От своето основаване до днес в БАН са членували забележителни учени, държавници, политици, банкери, общественици, духовници, едни от най-големите и талантливи писатели и художници, академици и член –кореспонденти, дали своя принос в съграждането на основите на българската държава от края на XIX и началото на XX век“, каза председателят на БАН. „Техните умения, родолюбив дух и професионална отдаденост не остават затрупани под слоевете прах на днешните десетилетия, на яростния поток от злободневна и комерсиална информация“, подчерта тя в изказването си и отбеляза, че те остават в паметта на днешните учени, които редовно, ревниво и отговорно пазят спомена за нашето минало, за нашата Академия, основана точно преди 156 години.

В поздрава си председателят на БАН изтъкна: „Само от нас зависи дали ще осигурим на един от символите на знанието и на идентичността ни да просъществува, благодентства и да изпълни заветите на великите ни предшественици“.

Тържественото събрание беше посветено на 155 години от учредяването на „Периодическо списание“, което е и първото научно издание на съвременна България. То продължава да съществува като „Списание на БАН“ до днес и се списва от изтъкнати членове на Академията. Доц. д-р Елка Трайкова от Института за литература на БАН изнесе академично слово „Културно-историческата мисия на „Периодическо списание“ на Българското книжовно дружество“, а изложба „155 години Периодическо списание на Българското книжовно дружество“ на Централната библиотека на БАН е подредена във фоайето на БАН.

Водещ на тържественото събрание беше зам.-председателят на БАН чл.-кор. Евдокия Пашева. По повод празника беше прочетен поздравителен адрес от председателя на Народното събрание доц. Наталия Киселова. Зам.-министърът на образованието и науката акад. Николай Витанов поздрави академичната общност от името на Министерството на образованието и науката. Музикален поздрав към участниците в празника поднесоха артисти от Софийската опера и балет.

Заедно със свои колеги от страната, те ще се срещнат с варненската публика и гостите на града в близо 80 индивидуални работилници и презентации на различни теми и за различни възрасти. За първи път повече от 70% от съдържанието в залите на фестивала представя науката, която се развива в гр. Варна и свързва града с глобалните изследователски процеси.

Освен едночасовите събития в различни зали (Космос, Океан, ДНК и Лаборатория), посетителите ще могат да се участват в атрактивни демонстрации на щандовете в Зона Откривател, където ще присъстват екипи от повечето академични институции във Варна.

На фестивала ще могат да разгледат и две изложби, които доказват близката връзка между науката и изкуството.

Организатор на Варненския фестивал на науката е Фондация „Красива наука, с националното партньорство на Министерството на образование и науката и Българската академия на науките, и основни партньори в града Община Варна и Delta Planet Mall.

Четиридневният Варненски фестивал на науката започва на 23 октомври със събитията от Училищната програма. До 19 октомври учители и директори на училища могат да заявяват места за своите класове в разнообразната програма, разработена за деца и младежи от 1 до 12 клас. В нея учениците от начален и прогимназиален етап ще могат да участват в работилници за опазване на природата, здравословно хранене, роботика, архитектура, ще погледнат на българските шевици през очите на науката. Ще учат през забавни експерименти на сцена за вкуса на химията и красотата на математиката. Ще чуят как учените проследяват миграцията на птиците и защо това е важно, ще разберат как киното е станало цветно, ще могат дори да посетят действаща научна лаборатория в града.

По-големите им съученици от гимназиален етап ще се срещнат с вълнуващите възможности да изучават космическите технологии в самия град, ще се вдъхновят от приложението на любимите им новите технологии в медицината и инженерството,и да обогатят собствения си информиран избор на кариерен път. Учителите ще се запознаят с безплатни ресурси за работа в клас.

Учениците и техните учители ще могат да се докоснат допълнително и до учените на щандовете,където ще открият екипи от университети и научни институти в града, както и различни школи по природни науки.

Ще имат възможност да разгледат две изложби и дори да вземат автограф от учения палеонтолог, който е също така и палео-артист, автор на илюстрации и корици на книги от български и международни автори. Достъпът до всички събития е безплатен, но е необходимо да се направят предварителни резервации.

Зрители без резервации ще бъдат допускани само при наличие на свободни места.

За Училищната програма: https://beautifulscience.bg/schools-varna/ 

· За Основната програма по дни https://beautifulscience.bg/v-programa/ 

Основната програма за обща публика започва още вечерта на първияден с трима варненски презентатори. Изследователят от Икономическия университет д-р Пламен Милетинов задава въпроса може ли изкуственият интелект да ни учи във виртуална реалност или сами да създадем виртуална реалност,без да сме програмисти. Победителката в българското издание на международния конкурс за комуникация на науката FameLab, Десислава Мусинска, курсант във ВВМУ, ще разкаже за най-добрия инженер - природата,или какво е общото между човка на птица и японския влак-стрела. Първият фестивален ден ще завърши с важна за града тема - увлекателно изследване за живота на хората, обитаващи българското Черноморие през Средните векове заедно с доц. д-р Преслав Пеев от Института по океанология при БАН.

В четирите дни на фестивала варненската публика ще може да надникне „зад завесата“ на науката, за да научи повече за предизвикателствата, които учените трябва да преодолеят в изучаването на ледниците. Ще погледнат в детайли как най-новите технологии помагат в традиционното за българите земеделие, в подводните археологически изследвания по Черно море и в операционната зала и други.

Опазването на природата и адаптацията на човечеството към климатичните промени се разглеждат от различни, близки до всеки от нас гледни точки – какви вируси се очакват да се появят в променящия се климат, как ще захранваме устройствата си без батерии, каква е реалната ситуация с микропластмаси в Черно море, как можем да обсъждаме промените в климата без често отблъскващия дидактичен тон и цялото семейство да участва чрез игра във вземането на решения за действие, какво наследство оставя Джейн Гудол за работа с млади хора в България.

Срещата с един от търсачите на динозаври по българските земи със сигурност ще вдъхнови млади и по-възрастни зрители, както и изследванията на слънцето и на дъното на океана в далечна Антарктика. Богата е програмата за деца през почивните съботно-неделни дни, вкоито те отново ще могат да участват в работилници, този път доведени от своите родители,или да посетят някое от събитията,подходящи за цялото семейство.

Фестивалът ще завърши в неделя 26 октомври отново с водещ варненски учен и поетичния поглед към света на материалите. Как чуваме невидимия глас на материалите, пита доц. д-р инж. Диян Димитров от Техническия университет – Варна, и обещава, че публиката ще види как науката се превръща в детектив, спасител и преводач на невидимото.

Организацията и провеждането на Варненския фестивал на науката отразява цялостната екосистема от заинтересовани страни за развитието на науката и технологиите – държавни, общински, академични иизследователски институции, образователни дружества, корпоративен и граждански сектор, и медии.

Варненският фестивал на науката се организира от Фондация „Красива наука“. 

Младежи от ІІІ ПМГ „Акад. Методий Попов“ и МГ „Д-р Петър Берон“ са доброволци на фестивала.

Автор на визуалната комуникация на фестивала е Мартин Караминков от Eyes Company.

Национални партньори са Министерството на образованието и Българската академия на науките.

Основни партньори в града са Община Варна и Delta Planet Mall. Фестивалът се подкрепя от компаниите Ендуросат, Кауфланд България,А1 и FraPort България. Академичните партньори включват Варненски свободен университет „ЧерноризецХрабър“, Технически университет – Варна, Висше военноморско училище „Н. Й. Вапцаров“, Икономически университет – Варна, Медицински университет – Варна, Софийски университет „Св.Кл. Охридски“, Институт по океанология при БАН, Институт по рибни ресурси, Национален природонаучен музей при БАН, Морски клъстер, Ботаническа градина – Варна, Център за изследвания и анализи, Национален институт за полярни изследвания, Фондация „Екологичен манифест“, Географ БГ, Площад Наука, Топ мобилити, Математическа академия Заная.

Медийни партньориса БТА, в-к Аз-буки, Наука OFFNews, МедиаБрикс, БГ Наука, Вижте! Новините на детски език, Модернити, Обекти, Спътник.

През последните два века, за първи път в историята, светът отбеляза устойчив икономически растеж. Това извади огромен брой хора от бедността и положи основите на нашия просперитет. Тазгодишните лауреати в областта на икономическите науки, Джоел Мокир, Филип Агион и Питър Хауит, обясняват как иновациите дават тласък за по-нататъшен напредък.

Технологиите се развиват бързо и засягат всички нас, като нови продукти и производствени методи заместват старите в един безкраен цикъл. Това е основата за устойчив икономически растеж, който води до по-добър стандарт на живот, здраве и качество на живот за хората по целия свят.

Това обаче не винаги е било така. Точно обратното – стагнацията е била норма през по-голямата част от човешката история. Въпреки важните открития от време на време, които понякога са водили до подобрени условия на живот и по-високи доходи, растежът в крайна сметка винаги се е стабилизирал.

Джоел Мокир използва исторически източници като едно от средствата, за да разкрие причините за устойчивия растеж, който се превръща в новата нормалност. Той демонстрира, че за да могат иновациите да следват една друга в самогенериращ се процес, ние не само трябва да знаем, че нещо работи, но и да имаме научни обяснения защо. Последното често е липсвало преди индустриалната революция, което е затруднявало надграждането върху нови открития и изобретения. Той също така подчертава важността на това обществото да бъде отворено за нови идеи и да допуска промяна.

Филип Агион и Питър Хауит също изследват механизмите зад устойчивия растеж. В статия от 1992 г. те конструират математически модел за това, което се нарича съзидателно разрушение: когато на пазара се появи нов и по-добър продукт, компаниите, които продават по-старите продукти, губят. Иновацията представлява нещо ново и следователно е творческа. Тя обаче е и разрушителна, тъй като компанията, чиято технология става отживелица, бива надмината от конкуренцията.

По различни начини лауреатите показват как съзидателното разрушение създава конфликти, които трябва да се управляват по конструктивен начин. В противен случай иновациите ще бъдат блокирани от утвърдени компании и групи по интереси, които рискуват да бъдат поставени в неизгодно положение.

Нобеловата награда за икономически науки през 2023 г. е присъдена на Дарон Аджемоглу (Daron Acemoglu), Саймън Джонсън (Simon Johnson) и Джеймс Робинсън (James A. Robinson) „за проучвания на това как институциите се формират и влияят върху просперитета“.

Ниската разтворимост във вода и пропускливостта през кожата намаляват ефективността му. Учените обаче са открили сладко решение на този проблем – буквално. Ново проучване показва, че стевиозидът, естествен подсладител от растението стевия, може да помогне на миноксидила да си върши работата по-добре.

Превръщане на подсладител в научен инструмент

Изследователите, ръководени от д-р Лифън Кан (Lifeng Kang) от Университета в Сидни, използвали стевиозид не като заместител на захарта, а като подобрител на доставянето му. Смесен с миноксидил в разтварящи се микроигли, подсладителят позволил на лекарството да се движи през кожата по-ефективно. Този вид микроигли - микроскопични, безболезнени пластири, които се разтварят върху кожата - прилагат лекарството директно във вътрешните слоеве на кожата, където се образуват космените фоликули.

Химичните структури на стевиозид, паклитаксел, N-ванилилнонанамид, MXD, канабидиол, бетаметазон ацетат и силибин. Кредит: Advanced Healthcare Materials

"Употребата на стевиозид за улесняване на доставянето на миноксидил е обещаваща стъпка към по-ефективни и естествени лечения за косопад, които биха могли да помогнат на милиони хора по целия свят", заявява д-р Кан.

Андрогенетичната алопеция, или оплешивяване по мъжки или женски модел, е най-честата причина за изтъняване на косата. Тя се обуславя от хормони и генетика и може да започне още през двайсетте години. Миноксидилът остава едно от малкото одобрени лекарства, които могат да обърнат или забавят косопада, но голяма част от него се губи поради неспособността му да проникне ефективно през кожната бариера.

Чрез използването на стевиозид, изследователите са се стремили да увеличат количеството на лекарството, което действително се прехвърля към фоликулите. Подсладителят действа и като солюбилизиращ агент, позволявайки на миноксидила да бъде по-разтворим в течност и по-добре да проникне в кожата.

Как работи експериментът

За да тестват идеята, учените разработили няколко формулировки на микроиглени пластири, съдържащи различни концентрации на стевиозид и миноксидил. Те ги приложили върху мишки с индуцирана алопеция – по същество контролиран модел на косопад. Резултатите били сравнени със стандартни разтвори на миноксидил и контролни пластири.

1H NMR спектрите на STV при концентрации от 1–50 mg mL−1 в D2O (δ: 4.0-5.5, 0.5-2.5 ppm). Кредит: Advanced Healthcare Materials

За 35 дни, мишките, третирани с пластир със стевиозид с микроигли, са имали средно около 67,5% нов растеж на косата в плешивите зони. Тези, третирани с конвенционални терапии с миноксидил, са имали значително по-малко повторен растеж. По-впечатляващо е, че количеството миноксидил, доставено през кожата, е било 18 пъти по-голямо, когато е било доставено през пластира със стевиозид. Лечението също така е преместило космените фоликули в активна фаза на растеж или анаген – необходима за производството на видими косми.

Разтварящите се микроигли, използвани в това изследване, са нова тенденция в технологията за доставяне на лекарства. Вместо да използват остри или метални игли, тези пластири са изработени от биоразградими материали, които се разтварят безвредно в кожата при прилагане. Това елиминира остатъците и минимизира дразненето, което прави терапията едновременно по-безопасна и лесна за прилагане.

Комбинацията от стевиозид и доставяне с микроигли решава два съществени проблема: подобрява разтворимостта на лекарството и позволява заобикалянето на естествената кожна бариера. Заедно те създават система, която потенциално би могла да направи лечението за възстановяване на растежа на косата по-мощно, по-бързо и може би безболезнено.

Какво означава това за бъдещето

Проучването дава надежда за бъдеще, в което лечението на плешивостта може да бъде толкова просто, колкото поставянето на разтварящ се пластир - без течности, без ежедневни флакони и капкомери. Работата с естествено съединение като стевиозид също така предлага усещане за комфорт и познатост, тъй като се използва от векове като подсладител за храна.

AGA модел при мишки. A) Схематично представяне на моделирането на андрогенетична алопеция. Кредит: Advanced Healthcare Materials

Учените обаче предупреждават, че резултатите са още предварителни. Експериментите са проведени върху мишки, а човешката кожа също е различна по отношение на начина, по който приема лекарствата. Необходими са още изследвания, за да се докаже безопасността, най-добрата дозировка и дългосрочните резултати при хората. Учените също така трябва да определят колко евтино могат да бъдат произведени пластирите за обща употреба.

Въпреки това, изследването пресича редица научни дисциплини – фармакология, материалознание и дерматология – и илюстрира как повсеместно разпространен растителен екстракт може да се използва за лечение на хроничен медицински проблем.

Практически последици от изследването

При условие че тези резултати бъдат повторени в предстоящи проучвания върху хора, разтварящите се пластири със стевиозид и миноксидил имат потенциала да трансформират лечението на косопад. Процесът може да намали страничните ефекти, да подобри резултатите и да улесни лечението за пациенти, които имат затруднения с използването на течни препарати.

Освен растежа на косата, този тип технология с микроигли може да революционизира доставянето на други лекарства за кожа - от лекарства за псориазис и акне до хормонална терапия.

Чрез превръщането на естествен подсладител в мощно медицинско устройство, учените са открили начин да комбинират природата и технологиите за подобрени здравни резултати.

Справка: Natural Sweetener Stevioside-Based Dissolving Microneedles Solubilize Minoxidil for the Treatment of Androgenic Alopecia; Junying Zhang, Tianyu Shao, Hailiang Li, Luying Zhu, Lamyaa Albakr, Nial J. Wheate, Lifeng Kang, Chungyong Wu
Advanced Healthcare Materials 07 October 2025 https://doi.org/10.1002/adhm.202503575 

Източник: Sweet science: Natural sugar derived from Stevia helps regrow lost hair, Joseph Shavit, The Brighter Side of News

Забелязани през слабите флуктуации на радиовълните, уловени от телескопи както на земята, така и в космоса, двете черни дупки са заключени в 12-годишна орбита на около 5 милиарда светлинни години от Земята в съзвездието Рак, в активната галактика OJ 287.

По-малката черна дупка е била заснета със струя (джет) от частици със скорост, близка до светлинната, които се въртят като въртящ се градински маркуч или махаща опашка на куче. По-голямата черна дупка, която създава по-голям космически фонтан, на име блазар OJ 287, е свръхмасивно чудовище с маса приблизително 18 милиарда пъти по-голяма от нашето слънце.

"За първи път успяхме да получим изображение на две черни дупки, които се въртят една около друга", заявява първият автор на изследването Маури Валтонен (Mauri Valtonen), астроном от Университета в Турку във Финландия. "На изображението черните дупки се идентифицират по интензивните джетове от частици, които излъчват. Самите черни дупки са напълно черни, но могат да бъдат открити чрез тези струи от частици или чрез светещия газ, обграждащ дупката."

Силата на черните дупки и тяхната гравитационна прегръдка

Черните дупки отдавна се смятат за едни от най-мистериозните и мощни сили във Вселената. Черните дупки се раждат от колапса на гигантски звезди. С огромното си гравитационно привличане те могат да изкривяват пространството и времето, поглъщайки всичко, което пресече хоризонта им на събитията и растат, като се хранят с газ, прах, звезди и други черни дупки.

Нищо не може да се измъкне от гравитационната им прегръдка, включително светлината. В резултат на това самите черни дупки остават невидими. Но при някои от тези лакоми пространствено-времеви разкъсвания, триенето кара материала, спираловидно навлизащ в тяхната паст, да се нагрее и да излъчва светлина, която телескопите могат да засекат, превръщайки ги в така наречените активни галактически ядра.

Учените обаче са разработили различни методи за непрякото им изучаване. Революционното откритие на две черни дупки, обикалящи една около друга, ни дава възможност да бъдат разбрани тези явления на по-дълбоко ниво.

Докато черните дупки взаимодействат, те освобождават енергия под формата на високоскоростни частици, които могат да бъдат наблюдавани със съвременните телескопи. Тази способност за индиректно изучаване на черните дупки отваря нови пътища за бъдещи изследвания, обещавайки по-задълбочени познания за действащите космически сили.

Теоретична диаграма (вляво), показваща къде са били черните дупки и техните джетове по време на изображението, и радиоизображението (вдясно). Кредит: Valtonen et al, 2025.

Астрономите вече са заснели свръхмасивните гиганти в центъра на нашия Млечен път и в близката галактика Месие 87 (Messier 87), а изобилие от доказателства за двойни черни дупки и техните сливания се появяват при засичане на гравитационни вълни. И все пак, въпреки дългогодишните подозрения, че OJ 287 съдържа въртяща се двойка, телескопите не са имали резолюцията, за да ги отделят от една-единствена точка.

Две танцуващи черни дупки

Един от най-вълнуващите аспекти на неотдавнашното откритие е наблюдението на две черни дупки в орбита една около друга. Това събитие, което никога преди не е било заснето толкова ясно, позволява на учените да изучат как черните дупки се сливат и взаимодействат. Танцът на две черни дупки, обикалящи една около друга, е рядко и вълнуващо явление, което може да разкрие богатство от информация за гравитационните вълни, които са вълни в пространство-времето, причинени от масивни обекти в движение.

Взаимодействието между тези две черни дупки не е просто академично любопитство - то е ключов момент в разбирането как се формират и еволюират с течение на времето свръхмасивните черни дупки.

Когато черните дупки се сливат, те могат да освободят огромни количества енергия, което може да има значителни последици за околното пространство. Изучаването на тези сливания може да хвърли светлина върху произхода на галактиките и мистериозната тъмна материя, която съставлява голяма част от Вселената.

Всъщност, наблюденията на OJ 287 датират отпреди астрономите дори да са знаели за съществуването на черни дупки. Полупериодичните му изригвания по интензивност са били включени във фотографските плочи от края на 19-ти век, направени за изучаване на близки космически обекти. Преразглеждането на данните, взети от тези плочи, и последващите наблюдения кара астрономите да предположат през 80-те години на миналия век, че периодичното затъмняване и изсветляване на системата е причинено от две обикалящи една около друга черни дупки.

Извитата струя в активната галактика OJ 287 от радио изображения, направени при три различни дължини на вълната и разделителни способности. Горе вляво: RadioAstron с дължина на вълната 1,3 cm - глобален масив, включващ космическия радиотелескоп "Спектр-R" в орбита около Земята. Горе вдясно: Global mm-VLBI Array при 3,5 mm дължина на вълната. Отдолу: Very Long Baseline Array с дължина на вълната 2 см - масив от десет антени в САЩ. Елипсите в долния ляв ъгъл показват разделителната способност на изображението във всеки от случаите, ъгловата и линейната скала са показани с хоризонтална бяла лента в долната част. Горният панел показва рекордната разделителна способност от около 12 микро дъгови секунди, постигната, когато космическият радиотелескоп е на 15 диаметъра на Земята от наземните телескопи (разстояние от около 190 000 км, съответстващо на половината разстояние между Луната и Земята). Кредит: Eduardo Ros / MPIfR (Collage), Gómez et al., The Astrophysical Journal, 2022 (Bilder)

Модерни технологии и сътрудничество: Нова ера за астрономията

За да получат визуално доказателство, астрономите са използвали радиоизображение, получено благодарение на техниката на интерферометрията, която съчетава наблюдения от дванадесет радиотелескопа по света, включително тези на руския космически телескоп Спектр-Р (част от проекта RadioAstron).

Тези дванадесет телескопа работят заедно като един гигантски телескоп с диаметър не по-малко от 193 000 км.

Илюстрация на предложената от екипа астрофизична система на OJ 287. Първичната черна дупка се намира във фокалната точка на ексцентричната орбита, определена в Доклад I. Първичната черна дупка е заобиколена от акреционен диск. Поради спин-орбиталното взаимодействие, централната част на диска до няколко радиуса на Шварцшилд е наклонена спрямо основния диск (JM Bardeen & JA Petterson 1975 ). Има плавен преход от вътрешния диск към външния диск (за разлика от фигурата). Първичният джет започва по оста на диска. Времевата еволюция на оста на вътрешния диск е изчислена в Доклад II. Вторичната черна дупка е показана в две различни орбитални фази. Нейният акреционен диск е успореден на основния акреционен диск и следователно нейният джет започва перпендикулярно на основния диск. След трансформацията на Лоренц към системата на наблюдателя обаче, вторичният джет се вижда наклонен в посока на орбиталното движение и по този начин посоката му се променя постоянно. Тук орбиталното движение е обратно на часовниковата стрелка. Кредит: Valtonen et al, 2025.

Тази иновация позволява на екипа да улови безпрецедентни детайли и помогна за преодоляване на ограниченията на наземните телескопи, които не са в състояние да осигурят същото ниво на разделителна способност. Подобрената технология е революционна за астрономите, предлагайки им по-детайлен и по-фокусиран поглед към далечната вселена.

"Радиоантената на спътника стигна до половината разстояние до Луната, което значително подобри разделителната способност на изображението", казва Валтонен. "През последните години успявахме да използваме само наземни телескопи, където разделителната способност на изображението не е толкова добра."

Сравнявайки характеристиките на изображението с предишни изчисления, изследователите са разграничили два компонента, съответстващи на джетовете от всяка черна дупка, появяващи се точно там, където теорията предполага, че трябва.

И все пак остават някои съмнения: Изследователите предупреждават, че двете струи на изображението могат да се припокриват, което означава, че все още не може да се изключи напълно възможността да има само една.

"Когато в бъдеще отново бъде постигната резолюция, близка до тази, осигурена от RadioAstron... ще бъде възможно да се потвърди "махането на опашката" на вторичната черна дупка", пишат авторите.

Справка: Mauri J. Valtonen et al; Identifying the Secondary Jet in the RadioAstron Image of OJ 287; The Astrophysical Journal, Volume 992, Number 1; 2025 ApJ 992 110; DOI: 10.3847/1538-4357/ae057e

Източници:

Astronomers Capture First-Ever Image of Two Black Holes Orbiting Each Other, Daily Galaxy

Groundbreaking image shows two black holes orbiting each other for first time, Ben Turner, Live Science

Има много проучвания, базирани на анкети, с цел да се разбере как щастието се променя през целия живот на човек. Въпреки че са получавани няколко различни резултата, най-често срещаният е U-образната крива. Този модел показва, че средно хората са по-щастливи в началото на зрялата възраст, преживяват спад по време на средната възраст (т.нар. "криза на средната възраст") и след това щастието се увеличава отново в напреднала възраст. И все пак, други подобни проучвания съобщават за противоречиви модели – постоянно щастие през целия живот, постоянно увеличение, постоянно намаление или дори обратна U-образна форма.

Сега Фабиан Крац (Fabian Kratz) и Йозеф Брюдерл (Josef Brüderl) от университета "Лудвиг Максимилиан" в Мюнхен анализират данни от дългосрочното Германско социално-икономическо проучване (SOEP) от 1984 до 2017 г.

Те установяват, че известната U-образна крива е до голяма степен резултат от методологични грешки. Учените откриват различна траектория: щастието постепенно намалява през цялата зряла възраст, увеличава се леко в началото на 60-те години ("златният век") и след това рязко спада в напреднала възраст.

Изследователите са идентифицираха няколко често срещани отклонения, които изкривяват резултатите:

"Социалните науки се сблъскват с проблема по отношение на възпроизводимостта на резултатите от изследванията, което поражда опасения относно валидността на заключенията. Ясен пример са изследванията върху свързаните с възрастта промени в субективното благополучие."

Ключовите проблеми са "социална желателност" (участниците надценяват нивата си на щастие поради обществените очаквания) и "грешката на оцелелия" (проучванията обикновено включват по-здрави и по-щастливи възрастни хора).

Изследователите също така избягват грешката от "свръхконтрола", като изключват медииращи променливи като здраве или заетост.

Прогнозни траектории на възрастта и щастието, получени с различни спецификации на модела. Кредит: European Sociological Review (2025)

Авторите заключават:

"Като цяло, нашите открития не подкрепят идеята за U-образна крива, поне както често се разбира. Няма причина да се смята, че хората отново стават по-щастливи в напреднала възраст. Дори леко покачване в "златния век" трудно може да се тълкува като доказателство за U-образна крива, тъй като нивото на щастие остава значително по-ниско, отколкото през 20-те години, последвано веднага от рязък спад."

Проучването също така не открива доказателства за "криза на средната възраст" – спад в щастието, който настъпва постепенно през зрялата възраст.

Изследователите отбелязват ограничения в работата си, тъй като данните се основават само на немски проучвания, а субективното благополучие може да варира в различните културни и социални контексти.

Справка: Fabian Kratz et al, Assessing age trajectories (of subjective well-being): clarifying estimands, identification assumptions, and estimation strategies, European Sociological Review (2025). DOI: 10.1093/esr/jcaf038

Източник: By removing common biases, study debunks U-shaped happiness curve with age, Krystal Kasal, Phys.org

Полимерът може да се превключва в различни форми дистанционно чрез магнитно поле, като изследователският екип е оптимистично настроен, че тази функция ще бъде полезна в множество приложения.

Екипът създава този обект, наподобяващ фенерче, от полимерен лист с форма на успоредник и изрязани серия успоредни линии през средата, оставяйки плътна лента от материал в горната и долната част на листа.

След това изследователите свързват десния и левия ръб отгоре и отдолу заедно, което образува структура, подобна на хартиен фенер.

"Тази основна форма сама по себе си има две стабилни състояния", разказва старшият автор на изследването, Дзие Ин (Jie Yin), професор по машинно и аерокосмическо инженерство в Държавния университет на Северна Каролина в САЩ.

"Разбира се, тя е стабилна във формата си на фенерче. Но ако компресирате структурата, натискайки я надолу, тя бавно ще започне да се деформира, докато достигне критична точка, в която момент трансформира във втората стабилна форма, наподобяваща пумпал."

Кредит:  Hong, Y., Zhou, C., Qing, H. et al. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02370-z

Докато екипът допълнително експериментирал със структурата на фенера, те открива, че има още начини, по които могат да го манипулират, за да създадат допълнителни форми.

"Открихме, че можем да създадем много допълнителни форми, като приложим усукване към формата, като сгънем плътните ленти в горната или долната част на фенера навътре или навън, или всякаква комбинация от тези неща", обяснява първият автор Яойе Хун (Yaoye Hong), постдокторант в Университета на Пенсилвания, САЩ.

"Всяка от тези вариации е и мултистабилна. Някои могат да превключват между 2 стабилни състояния. Едната има 4 стабилни състояния, в зависимост от това дали компресирате, усуквате или компресирате и усуквате структурата едновременно."

Изследователи са създали полимерен фенер, който може да приема повече от дузина извити, триизмерни форми чрез компресиране или усукване на оригиналната структура. Кредит: Yaoye Hong, NC State University

Изследователите са добавили тънък магнитен филм към лентата от твърд полимер в долната част и след това използвали магнитно поле, за да усукват и компресират структурата дистанционно.

"Във формата на въртящ се връх, структурата съхранява цялата енергия, която е използвана за компресирането ѝ. Така че, след като започнете да дърпате структурата нагоре, ще достигнете точка, в която цялата тази енергия се освобождава наведнъж, което ще я накара да се върне обратно във формата на фенер много бързо", отбелязва Ин.

Екипът разработва математически модел, който предсказва как различните ъгли в структурата контролират нейната форма и колко енергия се съхранява в компресираната, стабилна форма.

"Този ​​модел ни позволява да програмираме формата, която искаме да създадем, колко стабилна е тя и колко мощна може да бъде, когато съхранената потенциална енергия се превърне в кинетична енергия", казва Хун.

"И всички тези неща са от решаващо значение за създаването на форми, които могат да изпълняват желаните приложения."

Кредит: Hong, Y., Zhou, C., Qing, H. et al. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02370-z

Едно потенциално приложение на полимера е като неинвазивен захват за улов на риба. Екипът е тествал и използването на полимера като филтър, който може да контролира потока на вода, когато фенерът се отваря и затваря.

"В бъдеще тези фенерни модули могат да бъдат сглобени в 2D и 3D архитектури за широки приложения в механичните метаматериали и роботиката, променящи формата си", посочва Ин.

Справка: Hong, Y., Zhou, C., Qing, H. et al. Reprogrammable snapping morphogenesis in ribbon-cluster meta-units using stored elastic energy. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02370-z

Източник: Lantern-inspired structure rapidly snaps between shapes, Cosmos magazine

Тъмната материя е загадъчна форма на материя, за която не се очаква да излъчва светлина, но е от съществено значение да разберем как е еволюирала картината от звезди и галактики, които виждаме в нощното небе. Като основен градивен елемент на Вселената, ключов въпрос за астрономите е дали тъмната материя е гладка или има струпвания, тъй като това би могло да разкрие от какво е съставена.

Тъй като тъмната материя не може да се наблюдава директно, нейните свойства могат да бъдат определени само чрез наблюдение на ефекта на гравитационните лещи, при който светлината от по-далечен обект се изкривява и отклонява от гравитацията на тъмния обект.

"Търсенето на тъмни обекти, които сякаш не излъчват светлина, очевидно не е лесна задача", заявява Девън Пауъл (Devon Powell) от Института по астрофизика "Макс Планк" и водещ автор на изследването. "Тъй като не можем да ги видим директно, вместо това използваме много далечни галактики като фоново осветление, за да търсим техните гравитационни отпечатъци."

Екипът използва мрежа от телескопи от цял ​​свят, включително телескопа Green Bank, Very Long Baseline Array и Европейската интерферометрична мрежа с Very Long Baseline. Данните от тази международна мрежа са корелирани в Съвместния институт за VLBI ERIC в Нидерландия, образувайки супертелескоп с размерите на Земята, който може да улови фините сигнали от гравитационните лещи от тъмния обект. Те откриват, че обектът има маса, която е милион пъти по-голяма от тази на нашето Слънце, и се намира в отдалечен регион на космоса, приблизително на 10 милиарда светлинни години от Земята, когато Вселената е била само на 6,5 милиарда години.

Това е обектът с най-ниска маса, открит с помощта на тази техника, с коефициент от около 100. За да постигне това ниво на чувствителност, екипът е трябвало да създаде висококачествено изображение на небето, използвайки радиотелескопи, разположени по целия свят.

Нови алгоритми за моделиране

Увеличеното изображение показва прищипаното в светещата радио дъга, където допълнителната маса от тъмния обект се "изобразява" гравитационно с помощта на сложните алгоритми за моделиране на екипа. Тъмният обект е обозначен с бялото петно ​​в прищипаната точка на дъгата, но досега не е открита светлина от него на оптични, инфрачервени или радио дължини на вълните. Кредит: Keck/EVN/GBT/VLBA

За да анализира огромния набор от данни, екипът е трябвало да разработи нови алгоритми за моделиране, които можеха да се изпълняват само на суперкомпютри.

"Данните са толкова големи и сложни, че трябваше да разработим нови числени подходи за моделирането им. Това не беше лесно, тъй като никога преди не беше правено", разказва Симона Ведети (Simona Vegetti) от Института за астрофизика "Макс Планк". "Очакваме всяка галактика, включително нашият Млечен път, да е изпълнена с струпвания на тъмна материя, но откриването им и убеждаването на общността, че съществуват, изисква много изчисления", продължава тя.

Екипът разкрива невидимото струпване на тъмна материя, картографирайки ефекта му на гравитационната леща спрямо излъчващата радиовълни дъга. Гравитационното изобразяване е новият метод, който астрономите са използвали, за да "видят" масата във Вселената, въпреки че тя не излъчва светлина. Този метод използва разширените гравитационни дъги, за да търси малки аберации, които могат да бъдат причинени само от допълнителен, невидим компонент на масата. Чрез комбиниране на този метод и изображения с висока ъглова резолюция от данните, екипът успява да открие наличието на най-нискомасления тъмен обект, измерван в момента.

"Като се има предвид чувствителността на нашите данни, очаквахме да открием поне един тъмен обект, така че нашето откритие е в съответствие с така наречената "теория за студената тъмна материя", на която се основава голяма част от разбирането ни за това как се формират галактиките", посочва Пауъл. "След като открихме един, въпросът сега е дали можем да открием още и дали броят им ще съвпада с моделите."

Екипът сега анализира данните допълнително, за да разбере по-добре какво може да представлява мистериозният тъмен обект, но също така изследва и други части на небето, за да види дали могат да намерят още примери за такива тъмни обекти с ниска маса, използвайки същата техника. Ако продължат да се откриват подобни загадъчни обекти в други части на Вселената и ако те наистина се окажат напълно лишени от звезди, тогава някои теории за тъмната материя може да бъдат изключени.

Справка: Powell, D.M., McKean, J.P., Vegetti, S. et al. A million-solar-mass object detected at a cosmological distance using gravitational imaging. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02651-2

Източник: Mysterious dark object in spacе, Max-Planck-Gesellschaft

В ново проучване, публикувано в Scientific Reports, изследователи от Кингс Колидж Лондон, Университета Лъфборо и Института за наука и технологи Сколково са разработили теоретичен модел, показващ, че способността на мозъка да формира и запазва спомени може да зависи от размерността на сетивния свят, който възприема.

Резултатите показват, че има оптимален брой сензорни измерения – около седем – при които съхранението на паметта достига своята максимална ефективност, преди да намалее в по-високите измерения.

"Едно от интригуващите следствия от модела е очевидното съществуване на оптимален брой сетива в развиващите се невронни и невроморфни системи", пишат изследователите. "Най-големият капацитет на концептуалното пространство, т.е. най-богатото възприятие на външния свят, би се постигнал, когато броят на сетивата е равен на 7 - критичното измерение, където броят на оцелелите/запазените различни понятия е максимален."

В основата си изследването поставя въпроса: Колко сетива са необходими на една интелигентна система, за да запомни най-много за околната си среда?

За да изследват тази идея, изследователите са изградили това, което наричат ​​"кинетичен модел" на енграмите на паметта. Това са математически представяния, показващи как спомените се формират, променят и избледняват в рамките на концептуално пространство – нещо като многоизмерна карта на преживяванията. В този модел всяка енграма (невронна схема) действа почти като жив обект, който расте, свива се или се слива в зависимост от това колко често е задействана от стимули като гледки, звуци или усещания от заобикалящия я свят.

"Ако всяка характеристика е свързана с различно сетиво, критичното измерение съответства на оптимален брой сетива за система, която се стреми да запази максималния брой различни понятия в паметта си", пишат изследователите.

По същество, ако всяко сетиво съответства на ново измерение във възприятието, тогава изглежда има естествена граница – седем – отвъд която способността на мозъка да съхранява отделни понятия започва да намалява.

Изследването се основава на вековната идея за енграмата, въведена от немския биолог Рихард Земон през 1904 г. В продължение на десетилетия невроучените се опитват да локализират тези невронни "следи от паметта" чрез невровизуализацията на мозъка и оптогенетични експерименти, идентифицирайки специфични невронни клъстери, които се реактивират по време на припомняне. Въпреки че тези изследвания разкриват къде може да се намират спомените, те не могат да обяснят напълно как спомените се развиват и конкурират с течение на времето.

Това ново проучване запълва тази празнина чрез математиката. Използвайки симулации по метода на Монте Карло и аналитични решения, изследователите моделират как се държат енграмите на паметта, когато са изложени на постоянен поток от стимули.

В техните симулации спомените се формират, когато множество сензорни впечатления се групирали заедно, като стават все по-силни при многократно излагане. Оставени нестимулирани, те бавно се разширяват и губят фокус, т.е. метафорично "забравяне".

Тази конкуренция между запомнянето и забравянето се оказа, че създава стабилен баланс. Когато обаче екипът симулира енграми, съществуващи в пространства с различен брой сензорни измерения, те откриват нещо изненадващо.

С увеличаването на броя на измеренията се увеличава и броят на уникалните спомени – до определен момент. Отвъд седмото измерение капацитетът на паметта започва да намалява, като припокриването и интерференцията между енграмите намаляват ефективността на системата.

"Като разглеждаме крайния капацитет на концептуално пространство с даден брой измерения, донякъде изненадващо откриваме, че броят на отделните енграми, съхранени в паметта в стационарно състояние, е най-голям за концептуално пространство със седем измерения", казва в прессъобщение съавторът и професор в Сколково, д-р Николай Брилянтов. "Оттук и твърдението за седемте сетива."

Това "критично измерение" може да помогне да се обяснят не само механиките на паметта. То би могло също така да отразява защо биологичните сензорни системи са еволюирали по начина, по който са се развили.

Традиционно се смята, че хората имат пет сетива – зрение, слух, обоняние, вкус и допир – но невронауката сега разпознава още няколко, включително проприоцепцията, осъзнаването ни за позицията на тялото, и еквилибриоцепцията, чувството за баланс.

Идеята, че когнитивните способности могат да достигнат максимума си около седем входни данни, не е съвсем нова. Психологът д-р Джордж Милър е направил известното предположение през 1956 г., че средностатистическият човек може да съхранява около "седем плюс или минус две" части информация в работната си памет едновременно. Този нов модел предлага потенциално физическо и математическо обоснование зад този дълго наблюдаван когнитивен лимит.

Според изследователите, балансът между чувствителност и прецизност, както и компромисът между отвореността към нови преживявания и запазването на остри, отчетливи спомени, може да отразява универсален принцип. Системите, които са силно възприемчиви към нова информация, са склонни да формират размазани, припокриващи се спомени. За разлика от тях, системите, които са прекалено селективни, рискуват да пропуснат напълно нови преживявания.

"Колкото по-висока е възприемчивостта, толкова по-малко ясна става научената концепция", отбелязват изследователите, сравнявайки това напрежение с компромиса между пристрастията и вариациите в машинното обучение, където системите трябва да балансират генерализацията срещу свръхобучение.

В биологичен план, откритието предполага, че еволюцията може да е "настроила" човешкия сензорен капацитет до оптималното ниво, при което възприятието, обучението и паметта остават максимално ефективни. Добавянето на повече сетива или сензорни измерения може да не подобри знанието непременно, а вместо това да претовари концептуалното пространство на мозъка, причинявайки смущения между спомените.

Кинетичната рамка на изследването има последствия и за програмирането на изкуствения интелект (големите езикови модели) и невроморфните изчисления, където системите за памет, моделирани върху биологични мозъци, трябва да балансират гъвкавостта на обучението с информационната стабилност. Система с изкуствен интелект с твърде много входни канали може да изпита същия проблем като биологичен мозък, надвишаващ оптималните си сензорни размери, като насищането води до объркване, а не до прозрение.

"Освен разкриването и обосноваването на съществуването на критично измерение в пространството на понятията, предложеният кинетичен модел на динамиката на енграмите на паметта може да предложи нова интерпретация на емпирични данни, както съществуващи, така и нови", пишат изследователите. "Например, човек може емпирично да изследва и проучва механизмите на сливане и фрагментиране на енграмите."

Изследователите предлагат експериментални начини за тестване на своята теория. Например, като представят на участниците поредици от сензорни стимули и измерват колко отчетливи остават следите от паметта им, учените биха могли да оценят еквивалентите в реалния свят на променливите на модела – като например скоростта на учене и забравяне.

В крайна сметка, изследването предлага една интригуваща перспектива: че архитектурата на човешкото възприятие – начинът, по който виждаме, чуваме, чувстваме и балансираме – може да не е просто продукт на биологията, а отражение на дълбоки математически закони, управляващи начина, по който системите запомнят.

"Нашето заключение, разбира се, е силно спекулативно по отношение на прилагането му към човешките сетива, въпреки че никога не се знае", добавя д-р Брилянтов. "Възможно е хората в бъдеще да развият сетива за радиация или магнитно поле."

Справка: Wendy Otieno, Ivan Y. Tyukin, Nikolay Brilliantov. The critical dimension of memory engrams and an optimal number of senses. Scientific Reports, 2025; 15 (1) DOI: 10.1038/s41598-025-11244-y

Източник: Forget the Sixth Sense: New Study Says the Human Brain May Be Wired for Seven Senses, Tim McMillan, The Debrief.

За щастие на днешните учени, мисиите "Аполо" до Луната са имали далновидността да съхраняват проби за използване чрез технологии и методологии, които все още не са били известни по това време. Поради това, ново проучване, публикувано в списание JGR: Planets разкрива изненадващ серен изотоп, скрит в лунния реголит, който може също да даде улики за произхода на нашата Слънчева система.

Съхранение на проби от Аполо

Астронавтите от Аполо 17 Джийн Сърнан и Харисън Шмит събират тези проби от вулканичен материал от района на Таурус Литроу, вкарвайки кух метален цилиндър на 60 сантиметра в реголита. След завръщането си, програмата на НАСА "Аполо от следващо поколение за анализ на проби" (ANGSA - Apollo Next Generation Sample Analysis) запазва цялата тръба, пълна с материал, в хелиева камера за бъдещите учени.

След петдесет години на рафта, НАСА най-накрая започва да позволява на изследователите да прилагат съвременни научни инструменти към пробите от ANGSA. Получаването на достъп до ценните проби обаче не е лесна задача. Въведен е строг и конкурентен процес на кандидатстване, за да се гарантира, че ANGSA предоставя материали само на най-достойните проекти.

Един от получателите на лунните проби е Джеймс Дотин (James Dottin) от Университета Браун, чиято работа предлага да се използва йонна масспектрометрия върху лунната почва за първи път, в опит да се изследва сярата в това, което наподобява вулканична скала, получена от мантията.

"Целта е била сяра, чиято текстура би подсказала, че е изригната заедно със скалата, а не е добавена чрез различен процес", обяснява Дотин.

Сяра-33

Неочакваните серни съединения, открити в пробите, са били странни поради високото си изчерпване на сяра-33, която е сред четирите най-радиоактивно стабилни серни изотопа. В сравнение с пробите от сяра-33, открити на Земята, лунните проби са много по-различни, тъй като земната сяра-33 обикновено е много по-малко изчерпана.

"Преди това се смяташе, че лунната мантия има същия състав на серни изотопи като Земята", обяснява Дотин. "Това очаквах да видя, когато анализирах тези проби, но вместо това видяхме стойности, които са много различни от всичко, което откриваме на Земята."

Изотопните съотношения образуват един вид "пръстов отпечатък", от който скалите могат да бъдат идентифицирани като произхождащи от един и същ източник. Съществуващите изследвания показват сходства между кислорода на Луната и Земята, което кара учените да очакват сходство и между изотопите на сярата.

"Първата ми мисъл бе: "Боже мой, не може да е вярно!", възкликва Дотин. "Затова се върнахме, за да се уверим, че сме направили всичко както трябва, и го направихме. Това са просто много изненадващи резултати."

Изследване на произхода на Луната

Дотин предполага две възможности за неочакваната сяра. Едната е, че ранната луна за кратко е имала тънка атмосфера, достатъчно, за да позволи реакции между ултравиолетовата светлина и сярата. Това би могло да е изчерпало изотопа в началото, което би имало значителни последици за еволюцията на Луната.

"Това би било доказателство за древен обмен на материали от лунната повърхност към мантията", предполага Дотин. "На Земята имаме тектоника на плочите, която прави това, но Луната няма тектоника на плочите. Така че тази идея за някакъв вид механизъм на обмен на ранната Луна е интересна."

Концепция на художник за сблъсъка между Земята и Тея, от който се е образувала Луната. Кредит: Wikimedia Commons

Друга възможност е обедненият изотоп да е пристигнал от първоначалното образуване на Луната. Най-разпространената версия за произхода на Луната е, че Тея, обект с размерите приблизително на Марс, е ударил древната Земя, изпращайки отломки, които в крайна сметка са образували Луната. Ако случаят е такъв, аномалният серен изотоп може да е остатък от Тея, която би могла да има много по-различен серен състав от този на Земята.

Въпреки че и двете теории са възможни, в момента няма ясни доказателства от самите изотопи, които да подкрепят едната пред другата. Дотин се надява, че продълженият анализ на серните изотопи от различни тела в нашата Слънчева система, като например Марс, ще помогне за правилното обяснение и ще осигури по-добро разбиране за това как се е образувала нашата Слънчева система като цяло.

Справка: Endogenous, yet Exotic, Sulfur in the Lunar Mantle; J. W. Dottin III, S. B. Simon, C. K. Shearer, J. Benson, H. Fu, J. S. Boesenberg, B. Monteleone, the ANGSA Science Team; Journal of Geophysical Research: Planets, 10 September 2025 https://doi.org/10.1029/2024JE008834

Източник: With new analysis, Apollo samples brought to Earth in 1972 reveal exotic sulfur hidden in Moon’s mantle, Brown University

SpaceX се готви за следващия си важен етап с мегаркетата Starship. Планиран за 13 октомври 2025 г., този полет ще бъде последният тест на версия 2 на Starship, отбелязвайки края на значителен етап от амбициозния план на SpaceX да направи революция в космическите пътешествия. Този полет следва успешна серия от тестови мисии и е от решаващо значение за SpaceX, тъй като компанията продължава да усъвършенства дизайна и технологиите на ракетата.

Обратното броене до Полет 11 на Starship: Какво е заложено на карта?

С наближаването на прозореца за изстрелване на 13 октомври, Полет 11 на SpaceX Starship ще бъде едно от най-значимите събития в историята на съвременните космически изследвания. След впечатляваща серия от успешни тестове, този последен полет на Starship Version 2 е ключова стъпка за амбициите на SpaceX за Марс. Изстрелването ще се осъществи от площадката Starbase в Южен Тексас, като прозорецът ще отвори в 19:15 ч. местно време (02:15 българско време на 14 октомври). Компанията планира да излъчва събитието онлайн, осигурявайки пряко отразяване както за феновете, така и за космическите ентусиасти.

Това обаче не е просто още един тестов полет. Очаква се SpaceX да демонстрира множество системи на Starship, които ще играят ключова роля в бъдещите му мисии. От разполагането на фиктивни спътници Starlink до усъвършенстваните тестове на топлинния щит, Полет 11 обещава да предостави безценни данни за усъвършенстване на ракетата за евентуалното пътуване до Марс.

Гигантски скок: Развиващият се дизайн и амбиции на Starship

Ракетата Starship на SpaceX е проектирана да бъде най-мощната и най-голямата, създавана някога, като версия 2 се извисява на внушителните 121 метра височина, когато е сглобена. Самият мащаб на Starship представлява смелата цел на SpaceX да създаде напълно използваема ракетна система за многократна употреба, която значително би намалила разходите за космически пътувания.

И все пак, въпреки сегашните си размери, конструкцията на Starship далеч не е окончателна. Очаква се версия 3, която ще дебютира в Полет 12, да бъде още по-голяма, с дължина 124,4 метра, с подобрени възможности. SpaceX не спира дотук. Версия 4, чието изстрелване се очаква да бъде през 2027 г., се очаква да достигне внушителните 142 метра, което показва, че потенциалът на Starship едва сега започва да се разгръща. Тази непрекъсната еволюция демонстрира ангажимента на компанията да разширява границите на космическите технологии и визията си за междупланетни пътувания.

Полет 10. Кредит: SpaceX

Полет 11 на Starship: Последен тест за Версия 2

Предстоящият Полет 11 на Starship ще наподобява предишния Полет 10, който се проведе на 26 август 2025 г. Подобно на предишния тестов полет, SpaceX ще извърши кацания на вода както в Мексиканския залив, така и в Индийския океан, с цел да оцени работата на ракетата по време на процедурите за повторно влизане в атмосферата и кацане на вода. Ключов акцент на този полет ще бъде разполагането на осем фиктивни спътника Starlink, които ще тестват механизмите за разполагане на спътници на ракетата в реални условия.

В допълнение към тестването на възможностите за разполагане на полезен товар, Полет 11 ще изпита крайните възможности на Starship с поредица от високорискови експерименти. SpaceX планира да премахне избрани плочки от топлинния екран от повърхността на Starship, за да извърши стрес-тестове на уязвими зони по целия апарат. Това ще предостави важна информация за това как топлоустойчивите материали на Starship се представят по време на високоскоростно повторно влизане в атмосферата.

План за Полет 11.Кредит: SpaceX  (подобрено изображение Наука OFFNews)

Иновативни ракетни кацания: Следващите стъпки на Super Heavy

Една от най-вълнуващите характеристики на дизайна на Starship е неговата възможност за многократна употреба, а ключът към това е ускорителят Super Heavy. За разлика от традиционните ракети, които се изхвърлят след изстрелване, Super Heavy на SpaceX е проектиран да се върне на Земята и да се приземи, готов за повторна употреба. По време на Полет 11, SpaceX ще тества уникална конфигурация на запалени двигатели за кацане, която ще използва пет от 33-те двигателя Raptor, за да настрои фино спускането на бустера. Това е значително подобрение спрямо типичната конфигурация с три двигателя, използвана в по-ранни полети, добавяйки сигурност и подобрявайки шансовете за успешно кацане.

Този полет ще отбележи второто повторно използване на същия бустер Super Heavy, който осъществи първия си успешен полет през март 2025 г. по време на Полет 8. Общо 24 от 33-те двигателя Raptor, използвани в този ускорител, са били използвани преди това, което подчертава впечатляващия напредък, който SpaceX е постигнала в повторното използване на ракетен хардуер.

Източник: SpaceX Targets October 13 for Starship’s Most Crucial Launch Yet, The Daily Galaxy

Изследователи са описали нов вид дълбоководна акула-фенер Etmopterus и рак, и двата с помощта на екземпляри, събрани от плаване през 2022 г. на изследователския кораб (RV) на CSIRO Investigator. Наречени западноавстралийска черна акула-фенер и порцеланов рак, новите видове са описани от отделни изследователски екипи в статии, публикувани през септември 2025 г.

Западноавстралийската акула-фенер Etmopterus westraliensis

Западноавстралийската акула-фенер е описана с помощта на шест екземпляра, събрани край бреговете на Западна Австралия по време на пътуване с RV Investigator през 2022 г. Кредит: CSIRO Australian National Fish Collection

"Акулите-фенер са невероятна група акули и този нов вид е открит на дълбочина до 610 метра по време на проучвания на биоразнообразието за Parks Australia в района на Gascoyne Marine Park край Западна Австралия", разказва д-р Уил Уайт (Will White), ихтиолог от Националната научна агенция на Австралия CSIRO, участва в описанието на новия вид акула.

Западноавстралийската акула-фенер е малка акула, като най-големият известен екземпляр е с дължина само 407 мм, с големи очи, които ѝ помагат да вижда в океанските дълбини. Тя има стройно тяло с малки гръбни (отгоре) перки, всяка от които с остър шип. Една от невероятните характеристики на акулите-фенер е способността им да светят!

"Акулите-фенер са биолуминесцентни, като светлината се произвежда от фотофори, разположени по корема и хълбоците им, откъдето идва и общото им име", обяснява д-р Уайт.

Името на вида, дадено на новата акула-фенер, E.westraliensis, е препратка към Западна Австралия, където се среща видът. Това е третият нов вид акула, описан с помощта на екземпляри, събрани по време на едно и също пътешествие през 2022 г., присъединявайки се към Painted Hornshark и Ridged-egg Catshark, и двете обявени през 2023 г.

Запознайте се с новия порцеланов рак Porcellanella brevidentata

Новият вид порцеланов рак живее симбиотичен живот с морските пера, които са група меки корали, свързани с морските ветрила, където се крият сред "листата" на гостоприемника.  Кредит: CSIRO Australian National Fish Collection

"Новият вид порцеланов рак живее симбиотичен живот с морските пера, които са група меки корали, свързани с морските ветрила, където се крият сред "листата" на гостоприемника", разказва д-р Андрю Хози (Andrew Hosie), куратор на водната зоология в музея на Западна Австралия, участва в описанието на новия вид рак.

Ракът е малък, с дължина около 15 милиметра, и е с опалесциращ бяло-жълт цвят. Това го прави добре пригоден да се крие в белите листа на своя гостоприемник - морските пера (Pennatulacea). Новият рак е открит по време на проучвания по крайбрежието Нингалу на дълбочина до 122 метра.

"Порцелановите раци са известни като филтриращи раци, хранещи се с планктон, използвайки модифицирани устни органи с дълги косми, за да прецеждат водата за малки парченца храна като планктон, вместо типичния метод на раците да хващат и щипват храна с щипките си", обяснява д-р Хоси.

Допълнителни екземпляри, използвани за идентифициране и описание на новия вид порцеланов рак, са събрани по време на друго пътуване на RV Investigator, ръководено от CSIRO , през 2017 г.

Изобилие от нов живот

Близо 20 нови вида са описани с помощта на екземпляри, събрани по време на пътешествието през 2022 г., включително октоподът Carnarvon Flapjack, обявен по-рано през 2025 г. Невероятно е, но изследователите смятат, че потенциално има до 600 нови вида, които все още чакат да бъдат описани от пътешествието.

Дълбоководните райони все още са до голяма степен неизследвани и проучванията на биоразнообразието в тези местообитания са жизненоважни, за да се подобри разбирането ни за невероятния морски живот, който обитава дълбините на нашите океани.

Изследователите очакват да открият още нови за науката видове по време на предстоящо пътешествие, ръководено от CSIRO, на борда на RV Investigator, за да проучат дълбоководното биоразнообразие на "Морския парк Коралово море" край Австралия. Пътуването събира много от същите изследователи от пътешествието през 2022 г., заедно с нови сътрудници и партньори, за да превърнат отново чудото в откритие.

Източник: New species of deep-sea shark and crab discovered off Western Australia, CSIRO

Въпреки че повечето звезди все още съдържат предимно водород и хелий, те сега съдържат и много тежки елементи, особено с напредване на възрастта. Тези елементи се появяват в спектрографските данни, когато астрономите събират светлина от тези далечни звезди. Звездите се считат за "девствени", когато данните показват липса на тежки елементи – което означава, че вероятно са много редки, по-стари звезди от по-ранни поколения.

И сега група астрономи от Чикагския университет, смятат, че са открили най-девствената звезда в историята. Групата е документирала своите открития на сървъра за препринти arXiv.

Звездата, обозначена като SDSS J0715-7334, е червен гигант, за който се твърди, че има най-ниската металичност – или съдържание на по-тежки елементи от водорода и хелия – откривана някога. Детайлният спектрален и химичен анализ на екипа показва, че SDSS J0715-7334 има обща металичност "Z" по-малка от 7,8 × 10⁻⁷. Това се сравнява със следващата звезда с най-ниска металичност, известна в момента, звезда, разположена в Млечния път с обща металичност около 1,4 × 10⁻⁶.

"Тя е около два пъти по-бедна на метал от предишния рекордьор, J1029+1729 (Z < 1.4×10⁻⁶). Тя е над десет пъти по-бедна на метал от най-бедната на желязо известна звезда, SMSS J0313-6708", казват авторите на изследването.

Но не само желязото е дефицитно за тази звезда. SDSS J0715-7334 също съдържа изненадващо малко количество въглерод. Дори другите звезди, за които е документирано, че имат много ниско съдържание на желязо, все пак съдържат доста въглерод, което прави тази новооткрита звезда още по-рядка.

Според екипа химичният модел на SDSS J0715-7334 предполага, че се е образувала от газ, произхождащ от свръхнова на звезда от Популация III с маса 30 слънчеви – звездите от "Популация III" са първите звезди, образували се след Големия взрив.

"Подробните химически състави на най-бедните на метал звезди могат да бъдат свързани със свойствата на звездите от Популация III без метал чрез модели на нуклеосинтез на свръхнови. J0715−7334 е особено чиста и за Популация III, тъй като нейната далечна хало орбита напълно изключва значителното повърхностно замърсяване от междузвездната среда, а голямата ѝ конвективна обвивка премахва всякакви дифузионни ефекти на утаяване", обясняват авторите на изследването.

Изследователите са използвали кинематичен анализ, за ​​да проследят произхода на звездата до Големия Магеланов облак , използвайки данни от европейския спътник Gaia и орбитално моделиране. Анализът показва, че първоначално тя е била част от Големия Магеланов облак и по-късно е мигрирала в Млечния път.

Въпреки че това откритие предлага поглед към най-ранните звезди във Вселената и произхода на по-тежките елементи, данните за J0715−7334 също така дават някои отговори за това как звездите се охлаждат.

Екипът отбелязва, че J0715−7334 вече е втората звезда под нещо, наречено "праг на охлаждане на фината структура", което описва как някои газови облаци се охлаждат по-бързо с помощта на по-тежки елементи, освобождаващи повече енергия.

Новото изследване показва, че охлаждането с помощта на космически прах е необходимо, за да се охладят газовите облаци достатъчно, за да се образуват звезди с ниска металичност на този праг, а също така се случва и в галактики отвъд Млечния път.

Справка: Alexander P. Ji et al, A nearly pristine star from the Large Magellanic Cloud, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2509.21643

Източник: Astronomers discover the most 'pristine' star in the known universe, Krystal Kasal, Phys.org

Изучавайки близо 1000 статуи моаи, професорът по антропология от Държавния университет на Ню Йорк в Бингхамтън Карл Липо (Carl Lipo) и Тери Хънт (Terry Hunt) от Университета в Аризона установяват, че хората от Рапа Нуи вероятно са използвали въжета и са "вървели" гигантските статуи със зигзагообразно движение по внимателно проектирани пътища. Статията е публикувана в Journal of Archaeological Science.

Липо и колегите му преди това са демонстрирали чрез експериментални доказателства, че големите статуи са "ходили" от кариерата си до церемониалните платформи, използвайки изправено, люлеещо се движение, оспорвайки теорията, че статуите са били премествани легнали по корем върху дървени съоръжения.

"След като се задвижат, изобщо не е трудно – хората дърпат с едната си ръка. Това пести енергия и се движи наистина бързо", обяснява Липо. "Трудната част е да задвижите статуята на първо място. Въпросът е, ако е наистина голяма, какво би било необходимо? Съответстват ли нещата, които видяхме експериментално, на това, което бихме очаквали от гледна точка на физиката?"

За да проучи как би могла да се движи по-голяма статуя, екипът на Липо създава 3D модели с висока резолюция на моаите и идентифицира отличителните инженерни характеристики – широки D-образни основи и наклон напред – които биха ги направили по-склонни да се движат с люлеещо се, зигзагообразно движение.

Тази схема илюстрира техниката на "ходене", при която моаите са били премествани по подготвени пътища чрез редуващи се странични дърпания на въжета, като същевременно се е поддържал наклон напред от 5–15° от вертикалата. Кредит: Carl Lipo

Прилагайки теорията си на тест, екипът построява 4,35-тонно копие на моаи с отличителната позиция "наклонен напред". Само с 18 души екипът успява да транспортира моаито на 100 метра само за 40 минути, което е значително подобрение спрямо предишни опити за вертикално транспортиране.

"Физиката е логична", заявява Липо. "Това, което видяхме експериментално, всъщност работи. И с увеличаването на размера си, то продължава да работи. Всички атрибути, които виждаме при движението на гигантски тела, стават все по-последователни, колкото по-големи стават, защото това се превръща в единствения начин да се преместят."

В подкрепа на тази теория са пътищата на Рапа Нуи. С ширина от 4,5 метра и вдлъбнато напречно сечение, пътищата са били идеални за стабилизиране на статуите, докато са се движели напред.

Схема на преместването. Кредит: Carl P. Lipo et al, Journal of Archaeological Science (2025). DOI: 10.1016/j.jas.2025.106383

"Всеки път, когато местят статуя, изглежда сякаш правят път. Пътят е част от преместването на статуята", посочва Липо. "Всъщност ги виждаме как се припокриват и много паралелни техни версии. Това, което вероятно правят, е да разчистят една пътека, да преместят статуята, да разчистят друг път допълнително и да я местят правилно в определени последователности. Така че те прекарват много време в пътната част."

Липо каза, че нищо друго в момента не обяснява как са били преместени моаите. Предизвикателството пред всеки друг е да им докаже, че грешат.

"Намерете някакви доказателства, които показват, че не може да е ходело. Защото нищо, което сме виждали никъде, не опровергава това", заявява Липо. "Всъщност всичко, което някога сме виждали и за което някога сме се сещали, само засилва аргумента."

Липо каза, че Рапа Нуи е известен с необмислените си теории, подкрепени от никакви доказателства. Това изследване е пример за проверка на една теория.

Пример за премествана по пътя статуя моаи, която е паднала и е била изоставена след опит за повторното ѝ издигане чрез изкопни работи под основата ѝ, оставяйки я частично заровена под ъгъл. Кредит: Carl Lipo

"Хората са измислили всякакви истории за неща, които са правдоподобни или възможни по някакъв начин, но никога не са се заели с оценката на доказателствата, за да покажат, че всъщност може да се научи за миналото и да се обясни видяното по напълно научни начини", отбелязва Липо. "Една от стъпките е просто да кажете: "Вижте, можем да изградим отговор тук."

Липо подчертава, че изследването отдава почит и към жителите на Рапа Нуи, които са постигнали монументален инженерен подвиг с ограничени ресурси.

"Това показва, че хората от Рапа Нуи са били невероятно умни. Те са го изобретили", посочва Липо. "Правят го по начин, който е съвместим с ресурсите, с които разполагат. Така че това изследване наистина отдава почит към тези хора, показвайки какво са успели да постигнат и че ние имаме много да научим от тях".

Справка: Carl P. Lipo et al, The walking moai hypothesis: Archaeological evidence, experimental validation, and response to critics, Journal of Archaeological Science (2025). DOI: 10.1016/j.jas.2025.106383

Източник: Easter Island's statues actually 'walked,' and physics backs it up, John Brhel, Binghamton University

Нова публикация в American Journal of Archaeology от Янрик ван Рукхойзен (Janric van Rookhuijzen), археолог и постдокторант от Университета Радбауд и Мерл Лангдън (Merle Langdon) от Университета на Тенеси, разказва истинска древна детективска история за изгубен храм на мястото на Партенона. Всичко започва с откриването на древна рисунка.

Рисунка на овчар

Скалните рисунки са открити на мраморна скала във Вари. Намира се само на няколко десетки километра от Атина. Чертежът, който интригува най-много учените, е много малък. Общо през последните години тук са открити повече от 2 хиляди графити, направени от овчари и козари, открити и проучени от Мерл Лангдън през последните години. Те съдържат текст, както и рисунки, включващи кораби, коне и еротични сцени. Всички те датират от шести век пр.н.е.

Новооткритата творба е груба скална рисунка на сграда. Въпреки че детайлите на рисунката не са напълно ясни, тя може да бъде идентифицирана като храм заради колоните и стъпалата.

Скална рисунка с изображение на храм и надпис. Кредит: labrujulaverde.com

Рисунката е почти напълно унищожена от ерозия, но надписът може да се различи. Необичайното изображение включва схема на сграда на храма. Има пет колони, а пентастилът е много нетипичен за гръцката архитектура, с редки изключения като например храма на Аполон в Термос. Изпъкналите елементи и хоризонтални линии предполагат двуетапна облицовка или антаблеман с акротерии.

Реконструкция на рисунката, намерена във Вари. (Рисунка от Мерл Лангдън). Кредит: old-origins.net

Около сградата се извива надпис от букви от древната атическа азбука, който гласи " На Хекатомпедон... Миконос" ("Сградата с височина 30 метра... на Микон"). Микон не е известен по друг начин, но най-вероятно е бил овчарят, който е направил рисунката, докато е пасъл стадата си. Използваната версия на гръцката азбука е много древна, което показва, че рисунката е направена още през 6 век пр.н.е.

От голямо археологическо значение е думата в надписа "Хекатомпедон" – гръцко име (сто фута), означаващо "30 метра висок". Тази огромна сграда някога се е издигала на мястото, където сега се намира Партенонът. Храмът е бил посветен на богинята Атина. Рисунката на пастира Микон е почти сто години по-стара от Партенона, чието строителство е започнало около 450 г. пр.н.е.

Местоположението на находката е обозначено с червена стрелка. Кредит: labrujulaverde.com

Изгубеният древногръцки храм

Оказва се, че древният Партенон не е първият величествен храм на това място. Археолозите предполагат, че тук се намират още по-древни храмове, но не са намерили доказателства. Как са изглеждали тези свещени съоръжения, кога са били издигнати и къде точно са били разположени – всичко това е загадка. Трудно е да се отговори, защото през 480 г. пр.н.е., по време на гръко-персийските войни, персийската армия пристига в Атина и унищожава всички сгради на Акропола.

Всъщност Музеят на Акропола в Атина е хранилище на руини и големи счупени скулптури, изобразяващи сцени от гръцката митология, включително бикове, погълнати от лъвове. Някога всичко това е било част от храмовата украса. Всичко е унищожено от персите. Сега учените се интересуват от въпроса: може ли един от изгубените храмове да е Хекатомпедонът, нарисуван от Микон?

Храм за съхранение на съкровища

Най-интересното за този мистериозен предшественик на Партенона е споменаването на името му в древногръцки указ (Декрет относно Акропола от 485/4 г. пр.н.е.). Документът датира от времето преди персийското нападение и построяването на Партенона. Текстът му казва, че Хекатомпедон е място за съхранение на съкровища.

Детайл с надписа за Хекатомпедон. Кредит: labrujulaverde.com

Някои учени казват, че Хекатомпедон, споменат в указа, е бил храм, тъй като гръцките храмове обикновено са служили като хранилище за съкровища, посветени на боговете. Други изследователи настояват, че думата "Hecatompedon" може изобщо да не се отнася за храма и може би означава открития двор на Акропола.

Детайл от надписа с името Миконос (Μίκōνος). Кредит: labrujulaverde.com

Само наскоро открититата рисунка пастира Микон помогнаха на учените да разберат тази древна мистерия. Микон нарича своя нарисуван храм Хекатомпедон. Това означава, че терминът "Хекатомпедон" в декрета се отнася конкретно за храма. Дори Партенонът, който днес стои на хълма, някога се е наричал Хекатомпедон. Разбира се, храмът, изобразен от Микон, отдавна го няма, но най-вероятно някои от храмовите скулптури в музея принадлежат на него, тъй като някога е стоял на мястото, където днес стои Партенонът.

Музей на Акропола в Атина. Кредит: old-origins.net

За грамотността на овчарите

Освен всичко изброено, открититата рисунка е важна и защото показва, че противно на общоприетото схващане, овчарите не са били неграмотни в онези древни времена. Много скални рисунки и надписи показват, че тези хора са били доста образовани, поне са знаели да четат и пишат. Рисунките явно са им помогнали да прекарват безкрайно скучните часове на работа.

Така надписите, направени някога от овчари от скука, се превърнаха в ключ към разгадаването на историческите загадки на един от най-емблематичните археологически обекти в света.

Справка: Mikon’s Hekatompedon: An Architectural Graffito from Attica; By Merle K. Langdon and Jan Z. van Rookhuijzen; American Journal of Archaeology Vol. 128, No. 3 (July 2024), pp. 433-442; DOI: 10.1086/729771 © 2024 Archaeological Institute of America

Източник: Shepherd’s graffiti sheds new light on Acropolis lost temple mystery – new research, Janric van Rookhuijzen
Classical Archaeologist and Postdoctoral Research Fellow, Radboud University,  The Conversation

В разцвета на могъществото си, древният мезоамерикански град Теотиуакан, близо до днешния Мексико Сити, е имат над 125 000 жители. Първоначалното заселване на града започва на около 40 км североизточно от Мексико Сити около 100 г. пр.н.е. Само 350 години по-късно, Теотиуакан става истински мегаполис с множество масивни пирамиди, религиозни храмове и многофамилни жилищни сгради по улиците си.

Но въпреки всички останали физически артефакти и архитектурни останки, един въпрос отдавна озадачава учените: Какъв език са говорили жителите на Теотиуакан? Отговорът би имал важни исторически последици, тъй като учените биха могли да го използват, за да проследят връзката на населението на града с по-късните цивилизации на Мезоамерика, като маите и ацтеките.

Теотиуакан е бил важен културен център в централно Мексико до падането му около 600 г. сл.н.е. Магнус Фараон Хансен и Кристоф Хелмке правят сравнение на града с Рим, който е бил център на Римската империя. По същия начин Теотиуакан е имал голямо културно значение в древна Мезоамерика. Според тях усещането е, все едно да виждате следите от богатъата култура на Древен Рим и да не знаете какъв език са говорили римляните.

"В Мексико има много различни култури. Някои от тях могат да бъдат свързани със специфични археологически култури. Но други са по-несигурни", заявява антропологът от Университета в Копенхаген Магнус Фараон Хансен. "Теотиуакан е едно от тези места. Не знаем какъв език са говорили или с какви по-късни култури са били свързани."

Тайната на Теотиуакан: Възраждането на един език

Древните хора от Теотиуакан са оставили след себе си изобилие от знаци, главно като стенописи и украса на керамика. Години наред изследователите спорят дали тези знаци изобщо представляват истински писмен език.

Магнус Фараон Хансен и Кристоф Хелмке показват, че надписите по стените на Теотиуакан всъщност са запис на език, който е езиков предшественик на езиците на кора и уичол и на ацтекския език науатъл.

Ацтеките са друга известна култура от Мексико. Досега се смяташе, че ацтеките са мигрирали в централно Мексико след падането на Теотиуакан. Магнус Фараон Хансен и Кристоф Хелмке обаче намират езикова връзка между Теотиуакан и ацтеките, което би могло да показва, че населението, говорещо науатъл, е пристигнало в района много по-рано и че всъщност са преки потомци на жителите на Теотиуакан.

За да установят езиковите сходства между езика на Теотиуакан и други мезоамерикански езици, Хансен и Хелме трябвало да реконструират много по-ранна версия на езика науатъл.

"В противен случай би било все едно някой да се опитва да дешифрира руните върху известните датски рунически камъни, като например камъка Йелинг, използвайки съвременен датски език. Това би било анахронично. Трябва да се опитаме да прочетем текста, използвайки език, който му е по-близък във времето", обяснява Кристоф Хелмке.

Примери за логограми, които съставляват писмеността на Теотиуакан. Кредит: Christophe Helmke, University of Copenhagen

Археолозите спорят от години: писмени ли са глифовете по стенописите, керамиката и подовете или са декоративни символи? Ако са писмени, какви са – логограми (знаци за цели думи), силабограми (за срички) или нещо друго? Изтъкнати са различни хипотези: ранен науатъл, тотонаки, ото-мангеан. Липсвали са доказателства и Теотиуакан е запазил мълчание.

Как е бил разгаданият кодът на древния град. Методът на ребуса

Хансен и Хелмке подходили към проблема като детективи, комбинирайки лингвистика, археология и анализ на изображения. Те започнали, като съставили база данни с всички известни глифове от фрески, керамика и рисувани подове, като взели предвид къде и кога са се появили тези знаци, както и външния им вид. Все едно да съставяте речник, като имате само разпръснати букви и нито една пълна фраза. След това учените се обърнали към юто-ацтекското езиково семейство, което включва науатъл, уичол и кора. Използвайки сравнителна лингвистика, те реконструирали как думите в ранния ацтекски езиков клон може да са звучали преди 2000 години.

Писмият език на Теотиуакан е труден за разчитане по няколко причини. Една от причините е, че логограмите, които съставят писмеността, понякога имат пряко значение, така че изображение на койот например трябва просто да се разбира като "койот". На други места в текста знаците трябва да се четат като вид ребус, където звуците на изобразените обекти трябва да се съберат, за да образуват дума, която може да е по-концептуална и следователно трудна за написване като единична фигуративна логограма. Например знакът за "койот" може да представлява не само животно, но и сричката "кой-от" с други думи, както в ребуса "столица" за сричката "сто" в "стомана". Учените открили глифове, които функционират като звуци, образувайки думи и фрази.

Това прави изключително важно доброто познаване както на писмената система на Теотиуакан, така и на юто-ацтекския език, който според тези изследователи е записан в текстовете. Необходимо е да се знае как са звучали думите тогава, за да се решат писмените загадки на Теотиуакан.

Ето защо изследователите работят на няколко фронта. Те едновременно реконструират юто-ацтекския език, което само по себе си е трудна задача, и използват този древен език, за да дешифрират текстовете от Теотиуакан.

В крайна сметка: текстовете от Теотиуакан не са просто изображения, а писменост, кодираща юто-ацтекския език. Хансен и Хелмке предполагат, че клонът науан, прародителят на ацтекския науатълл, вече е присъствал в Централно Мексико по време на разцвета на града, опровергавайки идеите за по-късни миграции от север.

"В Теотиуакан все още може да се намери керамика с текст върху нея и знаем, че ще се появят още записи. Очевидно е, че липсата на повече текстове е ограничение за нашите изследвания. Би било чудесно, ако можехме да открием същите знаци, използвани по същия начин в много повече контексти. Това би подкрепило допълнително нашата хипотеза, но засега трябва да работим с текстовете, които имаме“, казва Хансен.

Защо това променя всичко

Ако тази хипотеза е вярна, тя ще направи революция в историята на Мезоамерика. Теотиуаканците вероятно са били езикови предци на ацтеките и тяхната култура и език са се развили на местна почва, а не са пристигнали от север, както се смяташе преди. Датирането на юто-ацтекските езици е по-дълбоко и реконструкцията на протонауатъл сега е свързана с Теотиуакан, датиращ от II до V век, като древен запис, потвърждаващ кога вашият език се е появил за първи път. Самият Теотиуакан става пълноправен член на клуба на цивилизациите с писменост, редом с маите и късните ацтеки, което ни позволява да сравним техните глифове с други системи и да разберем кой от кого се е учил.

И най-важното е, че дешифрирането им ще разкрие имената на владетели, топоними и ритуални текстове върху стенописи и керамика.

Пирамида на Луната, Теотиуакан. Кредит: Wikimedia Commons

Проблеми и следващата стъпка

"Никой преди нас не е използвал език, който да отговаря на периода от време, за да дешифрира този писмен език. Нито пък някой е успял да докаже, че определени логограми са имали фонетична стойност, която би могла да се използва в контексти, различни от основното значение на логограмата. По този начин ние създадохме метод, който може да служи като основа, върху която другите да надграждат, за да разширят разбирането си за текстовете", посочва Хансен.

Авторите откровено признават, че това не е краят на историята. Глифовете са малко на брой и са разпръснати из артефактите, така че нови разкопки биха могли да дадат повече примери – като четене на книга, в която са останали само няколко страници. Необходими са повтарящи се глифове в различен контекст, за да се потвърди значението им, но такива съвпадения все още са рядкост. Реконструкцията на древните езици е старателно и рисковано начинание, включващо фонетика, диалекти и звукови промени, които изискват проверка.

Тяхното изследване привлича вниманието сред други международни експерти. Двамата изследователи от Университета в Копенхаген биха искали да организират семинари, за да обединят интелектуалния си потенциал и да обсъдят метода допълнително с колеги.

"Ако сме прави, забележителното не е само, че сме дешифрирали писмена система. Това би могло да има значение за цялостното ни разбиране за мезоамериканските култури и, разбира се, да насочи към решение на загадката около жителите на Теотиуакан", коментира Кристоф Хелмке.

Хансен и Хелмке са направили огромна крачка напред. Те са реконструирали прото-уто-ацтекските форми и са ги свързали с глифове, демонстрирайки как биха могли да звучат знаците. Това не са просто думи, които "звучат като науатъл", а специфични звукови съответствия.

Справка: The Language of Teotihuacan Writing; Magnus Pharao Hansen and Christophe Helmke; Current Anthropology 2025

Източници:

A lost ancient language may be hiding in plain sight, Popular Science

Researchers on the verge of solving Mexican mystery, UCPH Communication, University of Copenhagen

Опаковане за всеки климат: Ултимативният капсулен гардероб

Пътуването е едно от най-вълнуващите преживявания в живота, но опаковането често се превръща в предизвикателство. Трудно е да решите какво да вземете, особено когато дестинацията ви предлага променлива прогноза. Правилният подход може да направи цялата разлика между стресиращо и приятно пътуване.

Капсулен гардероб е решението, което ще ви спести време, пространство и пари. Той се състои от малък брой универсални дрехи, които се комбинират лесно помежду си. Точно както Vulkan Vegas предлага разнообразие от възможности в едно място, така и капсулният гардероб ви дава максимална гъвкавост с минимални ресурси.

С правилния избор на дрехи можете да бъдете подготвени за всякакви климатични условия. От горещи плажове до студени планини, всичко е възможно с добре планиран гардероб. Нека разгледаме как да създадете перфектния пътнически гардероб за всяка ситуация.

Основни принципи на капсулния гардероб

Успешният капсулен гардероб се основава на няколко ключови принципа. Първият и най-важен е избор на неутрални цветове, които се комбинират лесно. Черно, бяло, синьо, сиво и бежово са идеални основни цветове за всеки гардероб.

Вторият принцип е многофункционалност на всяка дреха. Всяко парче трябва да може да се носи в поне три различни комбинации. Това означава, че с 10 дрехи можете да създадете над 30 различни визии.

Третият принцип е качество пред количество. По-добре е да инвестирате в няколко качествени дрехи, отколкото в много евтини. Качествените материали издържат повече пране, запазват формата си и изглеждат добре по-дълго време.

Дрехи за топъл климат

Когато пътувате към топли дестинации, лекотата и въздухопроницаемостта са от ключово значение. Естествените материали като памук и лен са най-добрият избор за горещо време. Те позволяват на кожата да диша и абсорбират потта ефективно.

Опаковане за пътуване в топъл климат изисква минималистичен подход. Няколко тениски, един лек панталон, една рокля или шорти и лека риза са достатъчни. Не забравяйте слънцезащитни очила и шапка за допълнителна защита.

Универсални дрехи за пътуване като саронг или голям шал могат да служат за множество цели. Те могат да бъдат покривка на плажа, шал за прохладни вечери или дори рокля. Такива многофункционални парчета са безценни за капсулния гардероб.

Подготовка за студен климат

Студените дестинации изискват по-внимателно планиране и повече слоеве. Техниката на многослойното облекло е най-ефективна за студено време. Започвате с термо долно бельо, добавяте средни слоеве и завършвате с изолираща външна дреха.

Първият слой трябва да бъде от материал, който отвежда влагата от кожата. Вълнени или синтетични термо блузи и клинове са отличен избор. Средният слой осигурява изолация – полар или лека пухена жилетка работят перфектно.

Таблицата показва как различните слоеве работят заедно за максимална защита. Комбинирането на правилните материали осигурява топлина без прекомерно тегло в багажа.

Преходни сезони и променлив климат

Пролетта и есента са най-предизвикателни сезони за опаковане. Температурите могат да варират драстично през деня, от сутрешна прохлада до обедна топлина. Дрехи за различни климатични условия трябва да включват лесно комбиниращи се слоеве.

Леки якета или кардигани са идеални за преходни сезони. Те могат лесно да се свалят и сложат обратно според нуждата. Избирайте стилове, които могат да се носят и като самостоятелни дрехи, не само като допълнителен слой.

Шал или голяма кърпа са също универсални аксесоари за променлив климат. Те добавят топлина когато е необходимо и могат да се използват по множество начини. Пътуване с минимален багаж става по-лесно с такива многофункционални предмети.

Практични съвети за ефективно опаковане

Успешното опаковане не е само въпрос на избор на дрехи, но и на техника. Има няколко метода, които значително спестяват място в куфара. Свиването на дрехите вместо сгъване спестява пространство и намалява гънките.

Използването на организатори за багаж или пликове за компресия прави чудеса. Те позволяват да разделите дрехите по категории и да компресирате обема им. Това не само спестява място, но и улеснява намирането на нужните неща.

1. Планирайте облеклото си предварително за всеки ден

2. Изберете обувки, които са удобни и подхождат на повечето дрехи (максимум 3 чифта)

3. Използвайте вътрешното пространство на обувките за чорапи и малки предмети

4. Носете най-тежките дрехи върху вас по време на пътуване

5. Опаковайте аксесоари, които променят вида на основните дрехи

Тези съвети ще ви помогнат да оптимизирате багажа си максимално. Правилната организация прави опаковането и разопаковането бързи и лесни.

Създайте своя перфектен пътнически гардероб

Капсулен гардероб е инвестиция в по-лесно и приятно пътуване. Той ви освобождава от тежестта на прекомерен багаж и стреса от избор на облекло. С правилните основни дрехи сте подготвени за всякакви приключения и климатични условия.

Започнете с малко – изберете 10-15 основни парчета, които обичате и които работят заедно. Постепенно ще разберете какво ви липсва и какво използвате най-често. Всяко следващо пътуване ще усъвършенства вашия подход.

Не чакайте следващата ваканция – започнете да планирате вашия капсулен гардероб днес! Изберете качествени, универсални дрехи и се насладете на свободата на пътуването с минимален багаж. Светът ви чака, а с правилния гардероб сте готови за всяко приключение!

Изследователите са ги използвали за събиране на вода от пустинния въздух, извличане на замърсители от водата, улавяне на въглероден диоксид и съхранение на водород.

Други конструкции от този тип са специално създадени за улавяне на въглероден диоксид, отделяне на PFAS от вода, доставяне на фармацевтични продукти в тялото или управление на изключително токсични газове. Някои могат да улавят етиленовия газ от плодовете – така те узряват по-бавно – или да капсулират ензими, които разграждат следи от антибиотици в околната среда.

Просто казано, металоорганичните скелети са изключително полезни. Сусуму Китагава, Ричард Робсън и Омар Яги получават Нобеловата награда за химия за 2025 г., защото създадоха първите металоорганични структури (MOF - metal–organic frameworks) и демонстрираха техния потенциал. Благодарение на работата на лауреатите, химиците успяха да проектират десетки хиляди различни MOF, улеснявайки нови химически чудеса.

Както често се случва в науките, историята на Нобеловата награда за химия за 2025 г. започва с някой, който е мислил нестандартно. Този път вдъхновението идва по време на подготовката за класически урок по химия, в който учениците трябваше да изградят молекули от пръчки и топки.

Прост дървен модел на молекула генерира идея

Беше 1974 г. Ричард Робсън, който преподаваше в университета в Мелбърн, Австралия, беше натоварен със задачата да превърне дървени топки в модели на атоми, за да могат учениците да създават молекулярни структури. За да работи това, той се нуждаеше от работилницата на университета, за да пробие дупки в тях, така че дървените пръчки – химичните връзки – да могат да бъдат прикрепени към атомите. Дупките обаче не можеха да бъдат разположени произволно. Всеки атом – като въглерод, азот или хлор – образува химически връзки по специфичен начин. Робсън трябваше да отбележи къде да се пробият дупките.

Когато работилницата върна дървените топки, той се опита да изгради някои молекули. Тогава той получи момент на прозрение: в позиционирането на дупките беше вградено огромно количество информация. Моделните молекули автоматично имаха правилната форма и структура, поради местоположението на дупките. Това прозрение доведе до следващата му идея: какво би станало, ако използва присъщите свойства на атомите, за да свърже различни видове молекули, а не отделни атоми? Може ли да проектира нови видове молекулярни конструкции?

Робсън изгражда иновативни химически творения

Всяка година, когато Робсън изваждаше дървените модели, за да обучава нови студенти, му хрумна една и съща идея. Въпреки това, повече от десетилетие мина, преди да реши да я изпробва. Той започна с много прост модел, вдъхновен от структурата на диамант, в който всеки въглероден атом се свързва с четири други, образувайки малка пирамида (фигура 2). Целта на Робсън беше да изгради подобна структура, но неговата щеше да се основава на положително заредени медни йони, Cu+. Подобно на въглерода, те предпочитат да имат четири други атома около себе си.

Той комбинира медните йони с молекула, която има четири рамена: 4,4″,4‴,4⁗-тетрацианотетрафенилметан. Няма нужда да запомняте сложното му име, но е важно молекулата в края на всяко рамо да има химическа група, нитрил, която е привлечена от положително заредените медни йони (фигура 2).

Фигура 2. Ричард Робсън е вдъхновен от структурата на диаманта, в която всеки въглероден атом е свързан с четири други в пирамидална форма. Вместо въглерод, той използва медни йони и молекула с четири разклонения, всяко с нитрил в края. Това е химично съединение, което се привлича от медни йони. Когато веществата се комбинират, те образуват подреден и много просторен кристал. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Молекулярна архитектура с пространства за химия

По това време повечето химици биха предположили, че комбинирането на медни йони с четирираменните молекули ще доведе до гнездо от йони и молекули. Но нещата се развиват по друг начин. Както Робсън е предвидил, присъщото привличане на йоните и молекулите помежду им е имало значение, така че те са се организирали в голяма молекулярна конструкция. Точно като въглеродните атоми в диаманта, те са образували правилна кристална структура. За разлика от диаманта обаче – който е компактен материал – този кристал е съдържал огромен брой големи кухини (фигура 2).

През 1989 г. Робсън представя своето иновативно химическо творение в Journal of the American Chemical Society. В статията си той разсъждава за бъдещето и предполага, че това би могло да предложи нов начин за конструиране на материали. Те, пише той, биха могли да получат невиждани досега свойства, потенциално полезни.

Както се оказа, той е предвидил бъдещето.

Робсън вдъхва пионерски дух в химията

Веднага след публикуването на пионерската му работа, Робсън представя няколко нови вида молекулярни конструкции с кухини, запълнени с различни вещества. Той използвал един от тях, за да обменя йони. Потапял запълнената с йони конструкция в течност, съдържаща различен тип йон. Резултатът бил, че йоните сменяли местата си, демонстрирайки, че веществата могат да влизат и излизат от конструкцията.

В своите експерименти Робсън показал, че рационалният дизайн може да се използва за изграждане на кристали с просторни вътрешности, оптимизирани за специфични химикали. Той предположил, че тази нова форма на молекулярна конструкция – когато е правилно проектирана – може да се използва например за катализиране на химични реакции.

Конструкциите на Робсън обаче били доста нестабилни и склонни да се разпадат. Много химици ги смятали за безполезни, но някои виждали, че е на прав път и за тях идеите му за бъдещето събудили пионерски дух. Тези, които щяли да положат стабилна основа за неговите видения, били Сусуму Китагава и Омар Яги. Между 1992 и 2003 г. те направили – поотделно – серия от революционни открития.

Мотото на Китагава: дори безполезните неща могат да станат полезни

През 90-те години на миналия век Китагава работил в университета Киндай, Япония.

През цялата си изследователска кариера Сусуму Китагава следва важен принцип: да се опитва да види "полезността на безполезното". Като млад студент той чете книгата на носителя на Нобелова награда Хидеки Юкава. В нея Юкава се позовава на древен китайски философ Джуандзъ, който казва, че трябва да поставим под въпрос това, което смятаме за полезно. Дори нещо да не носи незабавна полза, то все пак може да се окаже ценно.

Съответно, когато Китагава започва да изследва потенциала за създаване на порести молекулярни структури, той не вярва, че те трябва да имат конкретна цел. Когато представя първата си молекулярна конструкция през 1992 г., тя наистина не е особено полезна: двуизмерен материал с кухини, в които могат да се скрият молекули ацетон. Тя обаче е резултат от нов начин на мислене за изкуството на изграждане с молекули. Подобно на Робсън, той използва медни йони като скелет, свързани помежду си с по-големи молекули.

Китагава искал да продължи да експериментира с тази нова технология на изграждане, но когато кандидатствал за грантове, финансиращите изследванията не смятали, че има някакъв особен смисъл в амбициите му. Материалите, които създавал, били нестабилни и нямали никаква цел, така че много от предложенията му били отхвърлени.

Той обаче не се отказва и през 1997 г. постига първия си голям пробив. Използвайки кобалтови, никелови или цинкови йони и молекула, наречена 4,4'-бипиридин, неговата изследователска група създава триизмерни металоорганични структури, пресечени от отворени канали (фигура 3). Когато изсушават един от тези материали – изпразвайки го от вода – той остава стабилен и пространствата дори може да се пълнят с газове. Материалът може да абсорбира и отделя метан, азот и кислород, без да променя формата си.

Китагава вижда уникалността на своите творения

Конструкциите на Китагава са едновременно стабилни и са функционални, но финансиращите изследвания все още не могат да видят възможностите им. Една от причините е, че химиците вече разполагат със зеолити, стабилни и порести материали, които могат да изградят от силициев диоксид. Те могат да абсорбират газове, така че защо някой би разработил подобен материал, който не работи толкова добре?

Сусуму Китагава разбира, че ако получи големи грантове, трябва да определи какво прави металоорганичните структури уникални. Така че, през 1998 г. той описва визията си в Бюлетина на Химическото дружество на Япония. Той представя няколко предимства на металоорганичните структури. Например,те могат да бъдат създадени от много видове молекули, така че има огромен потенциал за интегриране на различни функции. Също така – и това е важно – той осъзнава, че MOF могат да образуват меки материали. За разлика от зеолитите, които обикновено са твърди материали, MOF съдържат гъвкави молекулярни градивни елементи (фигура 4), които могат да създадат гъвкав материал.

Фигура 4. През 1998 г. Китагава предлага металоорганичните скелети да бъдат направени гъвкави. Сега има множество гъвкави MOF, които могат да променят формата си, например когато се пълнят или изпразват от различни вещества. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Сега остава да се приложат идеите на практика. Китагава, заедно с други изследователи, започва да разработва гъвкави MOF.

В същото време в САЩ Омар Яги също е зает с издигането на молекулярната архитектура на нови висоти.

Посещение на библиотека отваря очите на Яги за химията

Изучаването на химия не е първият избор за Омар Яги. Той и многобройните му братя и сестри са отгледани в една стая в Аман, Йордания, без електричество или течаща вода. Училището му е било убежище от иначе трудния му живот. Един ден, когато бил на десет години, той се промъкнал в училищната библиотека, която обикновено била заключена, и избрал произволно книга от рафта. Щом я отворил, погледът му бил привлечен от неразбираеми, но завладяващи картини – първата му среща с молекулярните структури.

На 15-годишна възраст – и по строго нареждане на баща си – Яги се преместил в САЩ, за да учи. Той бил привлечен от химията и в крайна сметка от изкуството да се проектират нови материали, но намирал традиционния начин за изграждане на нови молекули за твърде непредсказуем. Обикновено химиците комбинират вещества, които трябва да реагират помежду си, в контейнер. След това, за да започнат химическата реакция, те нагряват контейнера. Желаната молекула се образува, но често е съпроводена и с редица замърсяващи странични продукти.

През 1992 г., когато Яги започнал работа на първата си позиция като ръководител на изследователска група в Държавния университет на Аризона, искал да намери по-контролирани начини за създаване на материали. Целта му била да използва рационален начин да свързва различни химически съставки, като парчета Лего, за да създава големи кристали. Това се оказва сложна задача, но най-накрая успяват, когато изследователската група започва да комбинира метални йони с органични молекули. През 1995 г. Яги публикува структурата на два различни двуизмерни материала. Те са били подобни на мрежи и са били слепени от мед или кобалт. Последният предложен материал, е можело да побере вътре в себе си известно количество молекули и когато вътрешните му пространства са били бяха напълно заети, станал толкова стабилен, че е можело да се нагрее до 350°C без да се разруши. Яги описва този материал в статия в Nature, където въвежда името "метало-органичен скелет". Този термин сега се използва за описание на разширени и подредени молекулярни структури, които потенциално съдържат кухини и са изградени от метали и органични (на въглеродна основа) молекули

Само няколко грама от структурата на Яги могат да съдържат футболно игрище

Яги поставя следващия етап в развитието на метал-органичните скелети през 1999 г., когато представя на света MOF-5. Този материал се превръща в класика в областта. Той е изключително просторна и стабилна молекулярна конструкция. Дори когато е празен, може да се нагрее до 300°C, без да се срути.

Това, което обаче накара много изследователи да се учудят, е огромната площ, скрита в кубичните пространства на материала. Няколко грама MOF-5 задържат площ с размерите на футболно игрище, което означава, че може да абсорбира много повече газ, отколкото един зеолит (фигура 5).

Говорейки за разликите между зеолитите и MOF, на изследователите им са били необходими само няколко години, за да успеят да разработят меки MOF. Един от тези, успели да представят гъвкав материал, е самият Сусуму Китагава. Когато неговият материал се напълни с вода или метан, той променя формата си, а когато се изпразни, се връща в първоначалната си форма. Материалът се държи донякъде като бял дроб, който може да вдишва и издишва газ - променлив, но стабилен.

Фигура 5. През 1999 г. Яги конструира много стабилен материал, MOF-5, който има кубични пространства. Само няколко грама могат да поберат площ с размерите на футболно игрище. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Изследователската група на Яги създава питейна вода от пустинен въздух

Омар Яги полага последните тухли в основата на металоорганичните структури през 2002 и 2003 г. В две статии, в Science and Nature, той показва, че е възможно да се модифицират и променят MOF по рационален начин, придавайки им различни свойства. Едно от нещата, които той прави, бе да произведе 16 варианта на MOF-5, с кухини, които са едновременно по-големи и по-малки от тези в оригиналния материал (фигура 6). Единият от вариантите може да съхранява огромни обеми метан, който Яги предполага, че може да се използва в превозни средства, задвижвани с генератор на случайни газове (RNG).

Впоследствие металоорганичните структури завладяват света. Изследователите са разработили молекулярен комплект с широка гама от различни части, които могат да се използват за създаване на нови MOF. Те имат различни форми и характеристики, което предоставя невероятен потенциал за рационално – или базирано на изкуствен интелект – проектиране на MOF за различни цели. Фигура 7 предоставя примери за това как MOF могат да бъдат използвани. Например изследователската група на Яги е успяла да събере вода от пустинния въздух на Аризона. През нощта техният MOF материал е улавял водни пари от въздуха. Когато се зазорява и слънцето нагрява материала, те успяват да съберат водата.

Фигура 6. В началото на 2000-те години Яги показа, че е възможно да се произвеждат цели семейства MOF материали. Той променя молекулярните връзки, което води до материали с различни свойства. Те включват 16 варианта на MOF-5, с кухини с различни размери. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

MOF материали, които улавят въглероден диоксид и токсични газове

Изследователите са създали множество различни и функционални MOF. Досега в повечето случаи материалите са били използвани само в малък мащаб. За да се възползват от предимствата на MOF материалите за човечеството, много компании инвестират в масово производство и въвеждане на пазара. Някои са успели. Например електронната индустрия вече може да използва MOF материали, за да задържа някои от токсичните газове, необходими за производството на полупроводници. Друг MOF може вместо това да разгражда вредни газове, включително някои, които могат да се използват като химически оръжия. Многобройни компании също така тестват материали, които могат да улавят въглероден диоксид от фабрики и електроцентрали, за да намалят емисиите на парникови газове.

Фигура 7. MOF-303 може да улавя водни пари от пустинния въздух през нощта. Когато слънцето нагрява материала сутрин, се освобождава питейна вода. ZIF-8 е използван експериментално за добив на редкоземни елементи от отпадъчни води. MIL-101 има гигантски кухини. Използван е за катализиране на разлагането на суров петрол и антибиотици в замърсена вода. Може да се използва и за съхранение на големи количества водород или въглероден диоксид. CALF-20 има изключителен капацитет да абсорбира въглероден диоксид. Тества се във фабрика в Канада. UiO-67 може да абсорбира PFAS от вода, което го прави обещаващ материал за пречистване на вода и отстраняване на замърсители. NU-1501 е оптимизиран за съхранение и освобождаване на водород при нормално налягане. Водородът може да се използва за гориво на превозни средства, но в обикновените резервоари за високо налягане газът е изключително експлозивен. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Някои изследователи смятат, че металоорганичните рамки имат толкова огромен потенциал, че ще бъдат материалът на двадесет и първи век. Времето ще покаже, но чрез разработването на металоорганични рамки, Сусуму Китагава, Ричард Робсън и Омар Яги са предоставили на химиците нови възможности за решаване на някои от предизвикателствата, пред които сме изправени. По този начин – както е посочено в завещанието на Алфред Нобел – те са донесли най-голяма полза на човечеството.

Източник: They have created new rooms for chemistry, The Royal Swedish Academy of Sciences

Нобеловите лауреати по химия за 2025 г. са създали молекулярни конструкции с големи пространства, през които могат да преминават газове и други химикали. Тези конструкции, метало-органични рамки, могат да се използват за събиране на вода от пустинния въздух, улавяне на въглероден диоксид, съхранение на токсични газове или катализиране на химични реакции.

Прочетете за повече подробности: "Нобеловата статия: За новата молекулярна архитектура с металоорганични скелети".

Сусуму Китагава, Ричард Робсън и Омар Яги получават Нобеловата награда за химия за 2025 г. Те са разработили нова форма на молекулярна архитектура. В техните конструкции металните йони функционират скелет свързани с дълги органични (на въглеродна основа) молекули. Заедно металните йони и органичните молекули са организирани, за да образуват кристали, съдържащи големи кухини. Тези порести материали се наричат ​​метало-органични рамки (MOF). Чрез промяна на градивните елементи, използвани в MOF, химиците могат да ги проектират така, че да улавят и съхраняват специфични вещества. MOF могат също да задвижват химични реакции или да провеждат електричество.

"Металоорганичните структури имат огромен потенциал, носейки непредвидени досега възможности за персонализирани материали с нови функции", отбелязва Хайнер Линке, председател на Нобеловия комитет по химия.

Всичко започва през 1989 г., когато Ричард Робсън тества как да използва присъщите свойства на атомите по нов начин. Той комбинира положително заредени медни йони с молекула с четири разклонения, която има химическа група, привличащя се от медни йони в края на всяко разклонение.

Ричард Робсън е вдъхновен от структурата на диаманта, в която всеки въглероден атом е свързан с четири други в пирамидална форма. Вместо въглерод, той използва медни йони и молекула с четири разклонения, всяко с нитрил в края. Това е химично съединение, което се привлича от медни йони. Когато веществата се комбинират, те образуват подреден и много просторен кристал. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Комбинирайки се, те свързват, образувайки добре подреден, просторен кристал - като диамант с безброй кухини.

Робсън веднага разпознал потенциала на своята молекулярна конструкция, но тя била нестабилна и лесно се разпадала. Сусуму Китагава и Омар Яги обаче осигурили на този метод на изграждане солидна основ. Между 1992 и 2003 г. те направили, поотделно, серия от революционни открития. Китагава показал, че газовете могат да влизат и излизат от конструкциите и предсказал, че метало-органичните структури (рамки)  (MOF) могат да бъдат направени гъвкави. Яги създал много стабилна MOF и показал, че тя може да бъде модифицирана чрез рационален дизайн, придавайки ѝ нови и желани свойства.

След революционните открития на лауреатите, химиците са изградили десетки хиляди различни MOF (механични органични съединения). Някои от тях могат да допринесат за решаването на някои от най-големите предизвикателства пред човечеството, с приложения, които включват отделяне на PFAS от вода, разграждане на следи от фармацевтични продукти в околната среда, улавяне на въглероден диоксид или събиране на вода от пустинния въздух.

Сусуму Китагава е роден през 1951 г. в Киото, Япония. Доктор през 1979 г. от университета в Киото, Япония. Професор в университета в Киото, Япония.

Ричард Робсън е роден през 1937 г. в Глусбърн, Великобритания. Доктор през 1962 г. от Оксфордския университет, Великобритания. Професор в Университета в Мелбърн, Австралия.

Омар М. Яги е роден през 1965 г. в Аман, Йордания. Доктор 1990 г. от Университета на Илинойс Урбана-Шампейн, САЩ. Професор в Калифорнийския университет, Бъркли, САЩ.

Нобеловата награда по химия за 2024 г.  бе поделена - едната половина е за Дейвид Бейкър (David Baker) "за изчислителен дизайн на протеини", а другата половина от наградата получават съвместно Демис Хасабис (Demis Hassabis) и Джон Джъмпър (John M. Jumper) "за предсказване на протеиновата структура".

Комата на 3I/ATLAS доказва друга теория за образуването на комети

Междузвездният посетител 3I/ATLAS непрекъснато се променя, преминавайки през Слънчевата система. Това е очаквано, тъй като за първи път от потенциално милиарди години той се доближава до енергията, излъчвана от звезда.

Учените следят отблизо тези промени, както за да се уверят, че няма нищо необяснимо според настоящите ни разбирания, така и за да сравнят 3I/ATLAS както с предишни междузвездни посетители, така и с комети в нашата собствена Слънчева система. Неотдавнашна статия на европейски изследователи описва как промените в определено съотношение на материалите в комата на 3I/ATLAS се вписват в настоящите ни разбирания за кометната геология.

Първо никел, после желязо

Да вземем например съотношението никел / желязо (Ni/FE). То се измерва от две десетилетия, включително върху двадесет комети в системата, както и върху 2I/Borisov, последния известен междузвезден посетител на нашата слънчева система. Фактът обаче, че някой от тези материали изобщо присъства в комата, озадачава учените, тъй като температурите на повърхностите им обикновено не са достатъчни, за да сублимират силикатите или сулфидите, за които се смята, че задържат тези метали върху кометните повърхности.

Съотношението Ni/Fe от изучаването на 2I/Borisov е подобно на това на кометите в нашата слънчева система. Но това съотношение е около 10 пъти по-високо от Ni/Fe на самото Слънце. Това предполага, че този междузвезден обект, подобно на нашите собствени комети, споделя известно сходство в процесите си на формиране, независимо от звездата, около която са се образували.

Кометата 3I/ATLAS обаче, както е в много отношения, е различна както от кометите в Слънчевата система, така и от 2I/Borisov. Изследователите са използвали Много големия телескоп (VLT) на Европейската южна обсерватория (ESO) в Чили, за да наблюдават кометата между август и септември, когато разстоянието ѝ от Слънцето е намаляло от 3,14 на 2,14 AU и Слънцето все повече я е нагрявало.

Изследователите отбелязват, че спектралната абсорбционна линия за никел, заснета от UV-визуалния спектрограф UVES на VLT, е присъствала през цялото време. Абсорбционните линии за желязо обаче се появяват едва след като 3I/ATLAS се приближава на 2,64 AU от Слънцето. Това несъответствие е довело до съотношение Ni/Fe, много по-високо от наблюдаваното при предишни комети, но то се е променяло драстично с приближаването на 3I/ATLAS до Слънцето. Никое друго проучване не е показало толкова драматична промяна.

Това може също да обясни защо изобщо има никел и желязо в комата на кометата. Изследователите преди това са разработили теория, че металите, които са откривали, са свързани с карбонилни групи, образувайки силно летливи органометални съединения. В този сценарий никелът би бил свързан като никелов тетракарбонил (Ni(CO)₄), а желязото би било свързано като железен пентакарбонил (Fe(CO)₅). И двата органометални материала имат достатъчно ниски точки на сублимация, за да го направят, когато са все още далеч от Слънцето. 

Анимация на траекторията на комета 3I/ATLAS през нашата Слънчева система. Кредит: NASA/JPL 

Никеловият тетракарбонил има по-ниска температура на сублимация от железния пентакарбонил. Това обяснява защо железните спектри липсват в началото на наблюденията, но се появиха по-късно, когато кометата се приближи до Слънцето. Температурният градиент по време на тази част от траекторията на кометата трябва да е преминал прага, при който железният пентакарбонил започва да сублимира, причинявайки рязък спад в съотношението Ni/Fe. Изследователите също така установяват, че количеството никел, освободен в комата, съответства точно на теоретичната скорост на сублимация на никеловия тетракарбонил.

Кометата 3I/ATLAS е много по-стара от всички други познати комети

Авторите изтъкват още един важен момент в данните за 3I/ATLAS - обектът може да бъде класифициран като комета с "обеднен C2_". Това означава, че съотношението на двуатомния въглерод (C₂) спрямо цианидовия йон (CN^-) в комата ѝ е много малко. Този състав е показва колко е "първична" 3I/ATLAS, тъй като това съотношение ѝ е било дадено преди милиарди години, когато се е образувала, и подсказва, че се е образувала в различна част от протопланетния диск на родната си система в сравнение с други, по-често срещани комети.

Всеки ден излизат все повече данни за нашия трети известен междузвезден посетител. Това вероятно ще включва още изследвания на съотношението му Ni/Fe, тъй като той се приближава още повече до Слънцето и преди да изчезне от погледа си след няколко месеца. Очаквайте още статии от колкото се може повече телескопи и изследователски групи.

Справка: Extreme NiI/FeI abundance ratio in the coma of the interstellar comet 3I/ATLAS; Damien Hutsemékers, Jean Manfroid, Emmanuël Jehin, Cyrielle Opitom, Michele Bannister, Juan Pablo Carvajal, Rosemary Dorsey, K Aravind, Baltasar Luco, Brian Murphy, Thomas H. Puzia, Rohan Rahatgaonkar; https://arxiv.org/abs/2509.26053 

Източник: 3I/ATLAS's Coma Proves Another Cometary Formation Theory, Andy Tomaswick, Universe Today

Междузвездната комета 3I/ATLAS може да е реликва от младостта на галактиката ни, сочат нови изследвания

Кометата от далечното минало на Млечния път може да разкрие древни тайни на нашата галактика. Снимка на междузвездната комета 3I/ATLAS, направена през юли в обсерваторията "Джемини Юг" в Чили. Кредит: International Gemini Observatory/NSF NOIRLab

Астрономите може би са близо до идентифицирането на произхода на междузвездната комета 3I/ATLAS, която се насочва към центъра на нашата Слънчева система, съобщава Live Science.

Скорошно проучване, моделиращо последните 4 милиона години пътуване на кометата през Млечния път, предполага, че този междузвезден посетител може да е пристигнал от края на Млечния път, където се срещат най-старите и най-младите звезди. Ако е така, кометата може да е реликва от младостта на нашата галактика.

Космическият гост

Открита за първи път в края на юни, 3I/ATLAS е необичайна комета. Скоростта и траекторията ѝ показват, че произхода ѝ е от друга звездна система. Тя е едва третият известен междузвезден обект след 1I/'Oumuamua и 2I/Borisov и вероятно най-големият, с оценки за размер от 4,8 до 11,2 километра.

Този космически посетител в момента е на едномесечна обиколка на вътрешната Слънчева система. След това ще се върне в междузвездното пространство, преминавайки покрай Юпитер през март 2026 г., преди окончателно да изчезне от погледа ни.

Докато непосредствената траектория на 3I/ATLAS е лесна за предвиждане, определянето на произхода ѝ е много по-трудно.

Пътувайки с приблизително 210 000 км/ч (най-бързият междузвезден обект досега), тази ледена топка е била подложена на гравитацията на безброй звезди в Млечния път в продължение на милиони, ако не и милиарди години. 3I/ATLAS лесно би могла да бъде отклонена от първоначалната си траектория от гравитацията на масивните звезди по пътя си.

Фрагмент от ранната история на галактиката

Ново проучване, публикувано на сървъра за препринти arXiv, се опитва да определи произхода на кометата, изучавайки кои близки звезди може да са повлияли на нейната орбита.

Използвайки данни от телескопа Gaia на Европейската космическа агенция, авторите на изследването реконструират траекторията на кометата преди 4,27 милиона години и са идентифицирали 62 близки звезди, които може да са се пресичали с междузвездния обект по пътя. Учените стигат до заключението, че нито една от тези звезди не е променила значително орбитата на кометата, което предполага, че нейният произход не е в близост до нашата Слънчева система. Само една близка звезда, с маса приблизително 70% от тази на Слънцето, е повлияла на траекторията на кометата, но този ефект е бил незначителен.

"Открихме, че нито една от звездите в слънчевия квартал не може да обясни траекторията и високата скорост на 3I/ATLAS. Следователно, 3I/ATLAS е много стар обект, който пътува от милиарди години и че произходът му е свързан с тънката граница на диска", отбелязва водещият автор на изследването, Шабиер Перес-Куто (Xabier Pérez-Couto), докторант в катедрата по астрофизика в университета в Ла Коруня в Испания.

Вътрешната структура на галактиката се състои от бълдж и хало. Бълдж е централната, най-ярката част на сферичния компонент на галактиката. Кредит: Wikimedia Commons 

Спиралните галактики, подобни на Млечния път, разделят звездите си на тънки и дебели дискове. Звездите с тънки дискове се образуват чрез натрупване на газ по време на късните етапи на формиране на галактиките. Междувременно, по-широкият дебел диск, обграждащ границите на тънкия диск, отдавна е преустановил звездообразуването си и съдържа по-малка, но много по-стара популация от звезди, бедни на тежки метали.

Ако кометата 3I/ATLAS наистина се е образувала на границата на тези два диска, това би могло да означава, че обектът е стар - потенциално на около 10 милиарда години, което я прави повече от два пъти по-възрастна от нашето Слънце.

Изследването обаче признава ограниченията на своя подход: чрез изучаване на близки звезди, анализът обхваща само няколко милиона години от дългата история на кометата

Справка: 3I/ATLAS: In Search of the Witnesses to Its Voyage, X. Perez-Couto, S. Torres, E. Villaver, A. J. Mustill and M. Manteiga https://arxiv.org/pdf/2509.07678 

Източник: Interstellar comet 3I/ATLAS may come from the mysterious frontier of the early Milky Way, new study hints, Live Science

"За разлика от квантовите системи, които са изправени пред големи предизвикателства по отношение на мащабируемостта и стабилността, нашата аналогова изчислителна платформа е осъществима днес и е способна да предоставя реални приложения много по-рано", заявява д-р Расул Кешаварз (Rasool Keshavarz) от лабораторията за радиочестотни и комуникационни технологии (RFCT) в австралийския Технологичен университет в Сидни (UTS).

"Този ​​пробив проправя пътя за аналогови радиочестотни и микровълнови процесори от следващо поколение с приложения в радари, усъвършенствани комуникации, сензори и космически технологии, които изискват операции в реално време."

Новите открития са публикувани в статия в Nature Communications.

"Свързахме физиката и електрониката, за да проектираме първата програмируема микровълнова интегрална схема, която може да изпълнява матрични трансформации – вид математическа операция, която е фундаментална за съвременните технологии", добавя Мохамад-Али Мири (Mohammad-Ali Mir), доцент в Рочестърския технологичен институт, САЩ.

Матрицата е набор от числа, подредени в таблица. Матричните трансформации са вид математическа функция, която променя един набор от данни или матрица в друг. (Вижте по-подробното обяснение под статията)

Аналоговите изчисления обработват информация, използвайки непрекъснати сигнали като електромагнитни вълни, което позволява много изчисления да се извършват паралелно и с много по-малко енергия, отколкото цифровите изчисления.

Ултрабързите аналогови процесори биха могли да захранват изчислителни системи от следващо поколение, включително безжични мрежи, радар и сензори в реално време, мониторинг в минното дело и селското стопанство, както и нови инструменти за научни изследвания.

"Това проучване бележи началото на по-широка изследователска траектория", отбелязва Кешаварз.

"Вече се подготвят последващи проучвания за разширяване на технологията към практични архитектури на системно ниво, така че изчисленията да могат да преминат отвъд цифровите граници."

Екипът експериментално е демонстрирал концепцията на това устройство, използвайки четирипортова интегрална схема, работеща в честотния диапазон от 1,5–3,0 GHz и на стотици микроватови нива на мощност.

"Предложеното устройство може да проправи пътя за универсални аналогови радиочестотни и микровълнови процесори и предпроцесори с програмируеми функционалности за многоцелеви приложения в съвременни комуникационни и радарни системи", пишат изследователите в статията си.

Справка: Keshavarz, R., Zelaya, K., Shariati, N. et al. Programmable circuits for analog matrix computations. Nat Commun 16, 8514 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-63486-z 

Източник: Light-speed analogue could be the future of computing, Сosmos magazine

Серия от новаторски експерименти

Квантовата механика описва свойства, които са значими само в мащаб, включващ единични частици. В квантовата физика тези явления се наричат ​​микроскопични, дори когато са много по-малки, отколкото могат да се видят с помощта на оптичен микроскоп, за разлика с макроскопичните явления, които се състоят от голям брой частици. Например една обикновена топка е изградена от астрономическо количество молекули и не показва квантово-механични ефекти. Знаем, че топката ще отскочи обратно всеки път, когато бъде хвърлена към стена. Понякога обаче една частица ще премине директно през еквивалентна бариера в своя микроскопичен свят и ще се появи от другата страна. Това квантово-механично явление се нарича тунелиране.

Тазгодишната Нобелова награда за физика е признание за експерименти, които демонстрират как квантовото тунелиране може да се наблюдава в макроскопичен мащаб, включващ много частици. През 1984 и 1985 г. Джон Кларк, Мишел Деворе и Джон Мартинис провеждат серия от експерименти в Калифорнийския университет в Бъркли. Те изграждат електрическа верига с два свръхпроводника, компоненти, които могат да провеждат ток без никакво електрическо съпротивление. Те ги разделят с тънък слой материал, който изобщо не провежда ток. В този експеримент те показват, че могат да контролират и изследват явление, при което всички заредени частици в свръхпроводника се държат съгласувано, сякаш са една частица, която запълва цялата верига.

А) Когато хвърлите топка към стена, може да сте сигурни, че тя ще отскочи обратно към вас. B) Ще бъдете изключително изненадани, ако топката внезапно се появи от другата страна на стената. В квантовата механика този тип явление се нарича тунелиране и е точно онова явление, което ѝ е дало репутация на странно и неинтуитивно. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Тази система, която се държи като една частица, е затворена в състояние, в което токът тече без никакво напрежение – състояние, от което тя няма достатъчно енергия, за да излезе. В експеримента системата показва квантовия си характер, като използва тунелиране, за да излезе от състоянието с нулево напрежение, генерирайки електрическо напрежение. Лауреатите също така успяват да покажат, че системата е квантована, което означава, че абсорбира или излъчва енергия само на отделни стъпки (порции).

A) Първоначално експериментът изобщо няма напрежение. Сякаш има лост в изключено положение и нещо блокира преместването му във включено. Без ефектите на квантовата механика това състояние би останало непроменено. B) Изведнъж се появява напрежение. Сякаш лостът се е преместил от изключено във включено положение, въпреки бариерата между двете. Това, което се случва в експеримента, се нарича макроскопично квантово тунелиране. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Тунели и преминаване през прегради

Лауреатите все пак разполагат с концепции и експериментални инструменти, разработени в продължение на десетилетия. Заедно с теорията на относителността, квантовата физика е основата на това, което днес се нарича съвременна физика, и изследователите са прекарали последния век в изследване на това, което тя включва.

Способността на отделните частици да тунелират е добре известна. През 1928 г. физикът Джордж Гамов разбира, че тунелирането е причината някои тежки атомни ядра да се разпадат по определен начин. Взаимодействието между силите в ядрото създава бариера около него, задържайки частиците, които съдържа. Въпреки това обаче, малка част от атомното ядро ​​понякога може да се отцепи, да се премести извън бариерата и да излезе – оставяйки след себе си ядро, което се е трансформирало в друг елемент. Без тунелиране този тип ядрен разпад не би могъл да се случи.

Тунелирането е квантово-механичен процес, при който играе роля случайността. Някои видове атомни ядра имат висока, широка бариера, така че е нужно много време, докато парче от ядрото се появи отвъд нея, докато други видове се разпадат по-лесно. Ако разглеждаме само един атом, не можем да предвидим

Физиците знаят от почти век, че тунелирането е необходимо за определен тип ядрен разпад (алфа разпад). Малко парче от ядрото на атома се откъсва и се появява извън него. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Ако разглеждаме само един атом, не можем да предвидим кога ще се случи това, но като наблюдаваме разпадането на голям брой ядра от един и същи тип, можем да измерим очакваното време преди да се случи тунелиране. Най-разпространеният начин за описание на това е чрез концепцията за период на полуразпад, който представлява времето, необходимо на половината ядра в пробата да се разпаднат.

Физиците се питат дали би било възможно да се изследва вид тунелиране, което включва повече от една частица едновременно. Един подход към нови видове експерименти произлиза от феномен, който възниква, когато някои материали станат изключително студени.

В обикновен проводим материал токът тече, защото има електрони, които са свободни да се движат през целия материал. В някои материали отделните електрони, които си проправят път през проводника, могат да се организират, образувайки синхронизиран танц, който тече без никакво съпротивление. Материалът се е превърнал в свръхпроводник и електроните са свързани по двойки. Те се наричат ​​куперови двойки, на името на Леон Купър, който, заедно с Джон Бардийн и Робърт Шрайфер, предоставя подробно описание на това как работят свръхпроводниците (Нобелова награда за физика 1972 г.).

Куперовите двойки се държат съвсем различно от обикновените електрони. Електроните имат голяма степен на цялостност и обичат да стоят на разстояние един от друг – два електрона не могат да бъдат на едно и също място, ако имат едни и същи свойства. Можем да видим това например в атом, където електроните се разделят на различни енергийни нива, наречени обвивки. Когато обаче електроните в свръхпроводника се обединят в двойки, те губят част от своята индивидуалност - докато два отделни електрона винаги са различни, две куперови двойки могат да бъдат абсолютно еднакви. Това означава, че куперовите двойки в свръхпроводника могат да бъдат описани като едно цяло, една квантово-механична система. На езика на квантовата механика те се описват като единична вълнова функция. Тази вълнова функция описва вероятността за наблюдение на системата в дадено състояние и с дадени свойства.

В нормален проводник електроните се блъскат един с друг и с материала.

Когато един материал стане свръхпроводник, електроните се свързват като двойки, куперови двойки, и образуват ток, където няма съпротивление. Пропастта на илюстрацията маркира джозефсоновия преход.

Куперовите двойки могат да се държат така, сякаш са една частица, която запълва цялата електрическа верига. Квантовата механика описва това колективно състояние, използвайки споделена вълнова функция. Свойствата на тази вълнова функция играят водеща роля в експеримента на лауреатите. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Ако два свръхпроводника са свързани заедно с тънка изолационна бариера между тях, това създава джозефсонов преход. Този компонент е кръстен на Брайън Джозефсон, който е извършил квантово-механични изчисления за прехода. Той открива, че възникват интересни явления, когато се разглеждат вълновите функции от всяка страна на прехода (Нобелова награда за физика 1973 г.). Джозефсоновият преход бързо намира области на приложение, включително в прецизни измервания на фундаментални физични константи и магнитни полета.

Конструкцията също така предоставя инструменти за изследване на основите на квантовата физика по нов начин. Един от хората, които правят това, е Антъни Легет (Нобелова награда за физика 2003 г.), чиято теоретична работа върху макроскопичното квантово тунелиране в Джозефсонов преход вдъхновява нови видове експерименти.

Изследователската група започва своята работа

Тези теми идеално съвпадат с изследователските интереси на Джон Кларк. Той е професор в Калифорнийския университет в Бъркли, САЩ, където се мести след завършване на докторантурата си в Университета в Кеймбридж, Великобритания, през 1968 г. В Калифорнийския университет в Бъркли той изгражда своята изследователска група и се специализира в изследването на редица явления, използващи свръхпроводници и Джозефсоновия преход.

Към средата на 80-те години на миналия век Мишел Деворе се присъединява към изследователската група на Джон Кларк като постдокторант, след като получава докторат в Париж. Тази група включва и докторанта Джон Мартинис. Заедно те приемат предизвикателството да демонстрират макроскопично квантово тунелиране. Необходими са огромни грижи и прецизност, за да се скрие експерименталната установка от всички смущения, които биха могли да ѝ повлияят. Те успяват да усъвършенстват и измерят всички свойства на своята електрическа верига, което им позволи да я разберат подробно.

За да измерят квантовите явления, те подават слаб ток към Джозефсоновия преход и измерват напрежението, което е свързано с електрическото съпротивление във веригата. Напрежението върху Джозефсоновия преход първоначално е нула, както се очаква. Това е така, защото вълновата функция на системата е затворена в състояние, което не позволява възникването на напрежение. След това те проучват колко време е необходимо на системата да излезе от това състояние чрез тунелиране, предизвиквайки напрежение. Тъй като квантовата механика включва елемент на случайност, те правят множество измервания и начертават резултатите си като графики, от които могат да отчитат продължителността на състоянието с нулево напрежение. Това е подобно на начина, по който измерванията на полуживотите на атомните ядра се основават на статистика на множество случаи на разпад.

Джон Кларк, Мишел Деворе и Джон Мартинис са конструирали експеримент, използващ свръхпроводяща електрическа верига. Чипът, който съдържа тази верига, е с размер около сантиметър. Преди това са изследвани тунелирането и квантурането на енергията в системи, които имат само няколко частици - тук тези явления се появяват в квантово-механична система с милиарди куперови двойки, които запълват целия свръхпроводник на чипа. По този начин експериментът пренася квантово-механичните ефекти от микроскопичен в макроскопичен мащаб. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Тунелирането демонстрира как куперовите двойки на експерименталната установка, в своя синхронизиран танц, се държат като една гигантска частица. Изследователите получават допълнително потвърждение за това, че системата има квантовани енергийни нива.

Квантовата механика е кръстена на наблюдението, че енергията в микроскопичните процеси се разделя на отделни пакети, кванти. Лауреатите въвеждат микровълни с различна дължина на вълната в състоянието с нулево напрежение. Някои от тях са били абсорбирани и след това системата преминава на по-високо енергийно ниво. Това показва, че състоянието с нулево напрежение има по-кратка продължителност, когато системата съдържа повече енергия – точно това, което квантовата механика предсказва. Микроскопична частица, затворена зад бариера, функционира по същия начин.

Квантова механична система зад бариера може да има различни количества енергия, но може да абсорбира или излъчва само определени количества от тази енергия. Системата е квантована. Тунелирането се случва по-лесно на по-високо енергийно ниво, отколкото на по-ниско, така че статистически система с повече енергия се държи в плен за по-малко време от такава с по-малко енергия. Кредит: Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Практическа и теоретична полза

Този експеримент има последствия за разбирането на квантовата механика. Други видове квантово-механични ефекти, които се демонстрират в макроскопичен мащаб, са съставени от много малки отделни части и техните отделни квантови свойства. След това микроскопичните компоненти се комбинират, за да причинят макроскопични явления като лазери, свръхпроводници и свръхфлуиди. Този експеримент обаче вместо това създава макроскопичен ефект – измеримо напрежение – от състояние, което само по себе си е макроскопично, под формата на обща вълнова функция за огромен брой частици.

Теоретици като Антъни Легет сравняват макроскопичната квантова система на лауреатите с известния мисловен експеримент на Ервин Шрьодингер, представящ котка в кутия, където котката би била едновременно жива и мъртва, ако не погледнем вътре. (Ервин Шрьодингер получава Нобелова награда за физика през 1933 г.) Целта на неговия мисловен експеримент е да покаже абсурдността на тази ситуация, защото специалните свойства на квантовата механика често се заличават в макроскопичен мащаб. Квантовите свойства на цяла котка не могат да бъдат демонстрирани в лабораторен експеримент.

Легет обаче твърди, че серията от експерименти, проведени от Джон Кларк, Мишел Деворе и Джон Мартинис, показват, че съществуват явления, които включват огромен брой частици, които заедно се държат точно както предсказва квантовата механика. Макроскопичната система, която се състои от много куперови двойки, все още е с много порядъци по-малка от котенце – но тъй като експериментът измерва квантово-механичните свойства, които се отнасят за системата като цяло, за квантовия физик той е доста подобен на въображаемата котка на Шрьодингер.

Този тип макроскопично квантово състояние предлага нов потенциал за експерименти, използващи явленията, които управляват микроскопичния свят на частиците. Може да се разглежда като форма на изкуствен атом в голям мащаб – атом с кабели и контакти, които могат да бъдат свързани в нови тестови установки или използвани в нова квантова технология. Например изкуствените атоми се използват за симулиране на други квантови системи и за подпомагане на разбирането им.

Друг пример е експериментът с квантов компютър, извършен впоследствие от Мартинис, в който той използва точно квантуване на енергията, което той и другите двама лауреати са демонстрирали. Той използва верига с квантовани състояния като информационни единици – квантов бит. Най-ниското енергийно състояние и първата стъпка нагоре функционират съответно като нула и единица. Свръхпроводящите вериги са една от техниките, които се изследват в опитите за изграждане на бъдещ квантов компютър.

Тазгодишните лауреати са допринесли както за практическата полза във физическите лаборатории, така и за предоставянето на нова информация за теоретичното разбиране на нашия физически свят.

Източник: Quantum properties on a human scale, Nobel Prize

Тази година Кралската шведска академия на науките реши да присъди Нобеловата награда за физика за 2025 г. на Джон Кларк (John Clarke), Мишел Деворе (Michel H. Devoret) и Джон  Мартинис (John M. Martinis)  "за откритието на макроскопичното квантово-механично тунелиране и квантуване на енергията в електрически вериги".

Основен въпрос във физиката е максималният размер на система, която може да демонстрира квантово-механични ефекти. Тазгодишните лауреати на Нобелова награда са успели да направят експерименти с електрически вериги, в които са демонстрирали както квантово-механично тунелиране, така и квантовани енергийни нива в система, достатъчно голяма, за да се държи в ръка.

Квантовата механика позволява на частицата да се движи директно през бариера, използвайки процес, наречен тунелиране. Веднага щом участват голям брой частици, квантово-механичните ефекти обикновено стават незначителни. Експериментите на лауреатите са демонстрирали, че квантово-механичните свойства могат да бъдат конкретизирани в макроскопичен мащаб.

През 1984 и 1985 г. Джон Кларк, Мишел Деворе и Джон Мартинис провеждат серия от експерименти с електронна схема, изградена от свръхпроводници – компоненти, които могат да провеждат ток без електрическо съпротивление. Във веригата свръхпроводящите компоненти са разделени от тънък слой непроводящ материал, установка, известна като Джозефсонов преход. Чрез усъвършенстване и измерване на всички различни свойства на своята верига, те успяват да контролират и изследват явленията, които възникват при пропускане на ток през нея. Заедно заредените частици, движещи се през свръхпроводник, образуват система, която се държи така, сякаш е една единствена частица, изпълваща цялата верига.

Основната концепция на енергийната бариера може да се покаже с помощта на следната аналогия. Представете си топка, която се търкаля в падина между два хълма. Дори при липса на триене, топката ще се търкаля само напред и назад в падината, но никога няма да премине от другата страна, защото няма достатъчно енергия, за да се изкачи на хълма, разделящ двете падини. Хълмът е енергийната бариера, която предотвратява преминаването от едната падина в другата. Топката е затворена в падината наляво, независимо, че дясната падина съответства на по-ниска енергия.

Тази макроскопична система, подобна на частици, първоначално е в състояние, в което токът тече без никакво напрежение. Системата е затворена в това състояние, сякаш зад бариера, която не може да премине. В експеримента системата показва квантовия си характер, като успява да излезе от състоянието с нулево напрежение чрез тунелиране. Промененото състояние на системата се открива чрез появата на напрежение.

Лауреатите успяват също така да демонстрират, че системата се държи по начина, предсказан от квантовата механика – тя е квантована, което означава, че абсорбира или излъчва само определени порции количества енергия.

"Чудесно е да можем да отпразнуваме начина, по който вековната квантова механика непрекъснато предлага нови изненади. Това е и изключително полезно, тъй като квантовата механика е основата на всички цифрови технологии", заявява Оле Ериксон, председател на Нобеловия комитет по физика.

Транзисторите в компютърните микрочипове са един пример за квантова технология, която използваме постоянно в ежедневието си. Тазгодишната Нобелова награда за физика предостави възможности за разработване на следващото поколение квантова технология, включително квантова криптография, квантови компютри и квантови сензори.

През 2024 г. Нобеловата награда за физика бе поделена между Джон Хопфийлд (John J. Hopfield) и Джефри Хинтън (Geoffrey E. Hinton) "за основополагащи открития и изобретения, които позволяват машинно обучение с изкуствени невронни мрежи".