Научные исследования продолжаются. Уровень образованности населения растет. Окруженные технологическими чудесами, от носимой электроники до спутников связи, мы должны быть чертовски умными и разбираться в науке, не так ли? Проблема в том, что мы (ну хорошо, не мы, но многие) страшные невежды, если дело доходит до фундаментальных научных знаний. Только 53% людей знают, что Земля обращается вокруг Солнца за год, и только 59% людей знают, что первые люди и динозавры жили в разное время, а не как во «Флинстоунах». Только 47% людей точно отвечают, что 70% поверхности Земли покрыто водой.
Очевидно, хотя мы прошли длинный путь, впереди предстоит еще много шагов, прежде чем мы достигнем универсальной научной грамотности. Но для тех из вас, кто отчаянно пытается сменить тему, когда кто-то упоминает бозон Хиггса, суперкомпьютеры или начинает спорить о том, что у динозавров были перья, есть хороший повод почитать эту статью. Эта статья про десять научных вопросов, ответы на которые должен знать каждый.
Почему небо голубое?
Мы видим синее или голубое небо, белые перья облаков или тяжелые грозовые тучи. Но голубое небо нам все-таки нравится больше, чем пасмурное. Европейские ученые выяснили, что свет синей части спектра положительно влияет на эмоции, заставляя нас более чутко реагировать на эмоциональные раздражители и адаптироваться к эмоциональным трудностям.
Но не будем отвлекаться. Небо кажется голубым из-за так называемого эффекта рассеяния. Солнечный свет должен пройти через земную атмосферу, наполненную газами и частицами, которые являются барьерами, о которые стукается солнечный свет. Если вы когда-нибудь держали в руках призму, вы знаете, что свет состоит из кучи разных цветов, каждый из которых имеет разную длину волны. У синего цвета длина волны относительно короткая, поэтому он проходит через этот фильтр легче, чем цвета с большими длинами волн, и в результате рассеивается более широко по мере прохождения через атмосферу. Вот почему небо кажется синим, когда Солнце находится высоко в небе.
На рассвете и закате, однако, солнечные лучи должны пройти большее расстояние, чтобы достичь своей позиции. Это сводит на нет преимущество длины волн синего цвета и позволяет видеть нам другие цвета — часто красные, оранжевые или желтые.
Вы спросите, почему небо не фиолетовое? У фиолетового длина волны еще короче. Но солнечный спектр неравномерный, и фиолетового цвета в нем меньше, к тому же глаз более чувствителен к синем и менее — к фиолетовому.
Каков возраст Земли?Смарт-часыHuawei Watch GT 2eМолоток Truper MOR-16Купить авто Лада 2107 с пробегом
Наверное, ни один Новый Год на нашей планете не обходится, когда кто-нибудь не скажет всерьез: «Не могу поверить, что Земле исполняется 2015 лет!». Или 2016, или 2017… Настоящий возраст Земли давно является предметом ожесточенных споров. Еще в 1654 году, ученый по имени Джон Лайтфут, расчеты которого были основаны на библейской Книге Бытия, провозгласил, что Земля была создана в 9 утра по месопотамскому времени 26 октября в 4004 году до н. э. В конце 1700-х ученый граф де Бюффон нагрел созданную им маленькую копию планеты и измерил скорость, с которой она остыла, и уже на основе этих данных оценил возраст Земли в 75 000 лет. В 19 веке физик лорд Кельвин определил возраст Земли в 20-40 миллионов лет.
Но все это пошло прахом вместе с открытием радиоактивности. Последующие расчеты показали, с какой скоростью распадаются разные радиоактивные вещества. Ученые Земли использовали эти знания для определения возраста горных пород Земли, а также образцов из метеоритов и камешков, привезенных с Луны астронавтами. Они смотрели на состояние распада изотопов свинца из камней, а затем сравнивали со шкалой, которая показывала, как меняются изотопы свинца со временем. Земля образовалась примерно 4,54 миллиарда лет назад с погрешностью менее одного процента.
Как работает естественный отбор?
Как и возраст Земли, теория эволюции — впервые разработанная биологом Чарльзом Дарвином в середине 1800-х годов — отдельная тема, которую люди не знают, но любят обсуждать. В наше время противники теории эволюции пытаются убрать ее из программы обучения в школах или чтобы дети изучали «науку о сотворении» в довесок к теории эволюции.
И есть одна идея, за которую цепляются противники эволюции: естественный отбор, центральное понятие Дарвина. Понять эту идею довольно просто. В природе мутации — то есть постоянное изменение генетической программы микроорганизмов, которое впоследствии будет отличать вид от его предшественника, — происходят случайно. Но эволюция, длительный процесс, в ходе которого животные и растения претерпели множество изменений в течение многих поколений, не случайна. Как правило, изменения в организмах становятся более распространенными со временем, если помогают организму выживать и размножаться.
К примеру, представьте, что некоторые жуки — зеленые, но вследствие мутации становятся коричневыми. Коричневые жуки сливаются с окружением лучше, чем зеленые, поэтому их нечасто едят птицы. Их выживает больше, они воспроизводятся в большем количестве, и эти изменения принимают не временный, а уже постоянный характер. Со временем популяция жуков станет коричневой. Но это простейший вариант. На практике же естественный отбор берет за основу среднестатистических, а не конкретных представителей, и выделить этот процесс не очень просто.
Погаснет ли Солнце когда-нибудь?
Если вы думаете, что Солнце для человека прекращает светить, когда он переживает тяжелые периоды своей жизни, то в реальности все не так. Ирония в том, что реальность вокруг нас — свет Солнца, пение птиц — более прочна, чем наши хрупкие чувства. Если только вы не родились 5,5 миллиарда лет спустя. В этот момент Солнце, как и другая звезда, как гигантский термоядерный реактор, исчерпает весь водород в своем ядре и начнет сжигать водород в окружающих слоях.
Это станет началом конца Солнца — ядро будет сокращаться, а внешние слои расширяться, и звезда станет красным гигантом. В заключительной вспышке Солнце поджарит Солнечную систему взрывом тепла, которое превратит в небесную сауну даже прохладные окрестности Плутона и пояса Койпера. Внутренние планеты, в том числе Земля, будут засосаны умирающим гигантом либо превратятся в пепел.
Впрочем, если люди не колонизируют Солнечную систему или другие звезды, никто и не узнает об этом финальном аде. Солнце, которое отжило уже половину своего жизненного срока, постепенно нагревается, и спустя миллиард лет будет на 10% больше. Увеличения солнечной радиации будет достаточно, чтобы испарить все земные океаны, оставив нас без воды и остальных радостей жизни.
Как работают магниты?
Долгое время магниты считались чем-то вроде чудес. И это печально, потому что понять принцип их работы довольно просто. Магнит — это любой объект или материал, обладающий магнитным полем. То есть куча электронов в нем плывут в одном направлении. Электроны любят образовывать пары, а в железе, например, есть много беспарных электронов, которых легко подвязать на какую-нибудь тусовочку. Потому-то объекты из твердого железа или вообще с большим количеством железа будут притягиваться к достаточно мощному магниту. Вещества и предметы, притягиваемые к магнитам, называются ферромагнетиками.
Люди знали о магнетизме с незапамятных времен. В природе магниты встречаются, и средневековые путешественники научились намагничивать стальные стрелки компасов, то есть создавали собственные магнитные поля. Такие магниты не были особо прочными, но в 20 веке ученые разработали новые материалы и зарядные устройства, которые привели к созданию мощных постоянных магнитов. Вы можете создать электромагнит из куска железа, обернув его электропроводом и присоединив его концы к полюсам крупной батареи.