Физики вывели формулу для формы яблока и подтвердили ее экспериментально
В этом исследователям помогли теория сингулярностей, регулярный сбор и измерение урожая, а также эксперименты с набухающим гелем.
Форма яблока — одна из самых узнаваемых в мире, при этом довольно простая: это почти шарик, не считая характерной выемки сверху, где крепится его ножка. Но как она образуется? Этим вопросом озаботилась группа физиков и математиков из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук Джона А. Полсона. Результаты своих наблюдений ученые опубликовали в журнале Nature Physics.
Исследовательская группа начала со сбора яблок на разных стадиях роста в июне 2018 года во фруктовом саду Кембриджского университета. Каждое яблоко разрезали вдоль, фиксируя форму искривления вокруг ножки. Так ученые получили данные о том, как форма плода яблони меняется со временем: оказалось, выемка формируется постепенно и почти незаметна у яблок диаметром меньше 1,5 сантиметра.
Чтобы математически описать эти наблюдения, авторы работы обратились к теории особенностей (или сингулярностей), которая подходит для самых разнообразных явлений — от поведения черных дыр до возникновения световых узоров на дне бассейна. С ее помощью ученые вывели формулу универсальной кривой для формы выемки, которая отлично согласуется с полученными данными реальных яблок.
Затем ученые исследовали механическую основу образования выемки. Наблюдения показали, что яблоко растет везде, кроме области вокруг ножки и внутренней сердцевины. Численное моделирование и эксперименты с набухающим гелем подтвердили, что разница в скорости роста у разных частей этого плода формирует выемку. Кроме того, ученые выяснили, что механическая нестабильность может приводить к возникновению нескольких перегибов вокруг ножки.
В дальнейшем ученые планируют выяснить молекулярные и клеточные механизмы, которые порождают эту биологическую сингулярность.
Telegram 
Дзен 
VK Во время раскопок в старинном немецком городе Падерборн археологи наткнулись на отхожие места XIII-XIV веков. В одном обнаружили исключительно хорошо сохранившиеся предметы. Среди них — деревянный блокнот с покрытыми воском «страницами», исписанными латынью, и куски шелковой ткани, которые, видимо, использовали в качестве туалетной бумаги.
Лесовозные дороги сегодня важны для вывозки сырья и связи между удаленными территориями. Однако из-за слабых грунтов, сурового климата и высоких нагрузок от тяжелой техники они быстро разрушаются. Традиционно их строят из щебня и песка, но на переувлажненной или промерзающей земле такие конструкции деформируются и требуют частых ремонтов. Поэтому для укрепления дорог все чаще применяют геосинтетические материалы — полимерные прослойки, которые удерживают полотно от сдвига и отводят воду. Проблема в том, что действующие российские нормативы учитывают их влияние лишь усредненно, что не позволяет точно спрогнозировать поведение дороги на конкретном грунте. В итоге проектировщики либо закладывают избыточные слои материалов, либо недооценивают нагрузки и получают недолговечную конструкцию. Ученые Пермского Политеха впервые в России разработали методику количественной оценки влияния геосинтетики на прочность путей. Она позволяет заранее рассчитывать, во сколько раз вырастет устойчивость дороги в зависимости от типа грунта и жесткости прослойки. Это поможет не только сократить затраты, но и строить более надежные конструкции даже в сложных природных условиях.
Явление цветового полиморфизма у пауков-тенетников долгое время считалось уникальной чертой нескольких видов, разбросанных в Америке и на Гавайях. Новое исследование показало, что сходные «улыбающиеся» узоры независимо возникли и в горных лесах Западных Гималаев.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Астроциты — клетки, которые долго считались лишь «помощниками» нейронов — оказались частью скрытой системы связи в мозге. Они, как показали результаты нового исследования, формируют собственные протяженные сети, соединяющие разные части головного мозга. Это открытие меняет представление о том, как мозг координирует свою работу, адаптируется к новым условиям и восстанавливается после повреждений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии