LA SCIENCE EST APPARAÎT POUR LA NÉCESSITÉ DE RÉPONDRE AUX QUESTIONS DES GENS. Et il semble que la plupart des phénomènes complexes aient été étudiés le long et à travers, mais il ne reste que "très peu" - pour comprendre la nature de la matière noire, pour traiter le problème de la gravité quantique, pour résoudre le problème des dimensions espace / temps, pour comprendre ce qu'est l'énergie noire (et quelques centaines de questions similaires). Cependant, il existe encore des phénomènes apparemment plus simples que les scientifiques sont incapables d'expliquer complètement.
Qu'est-ce que le verre?
Le lauréat du prix Nobel Warren Anderson a dit un jour: "Le plus profond et le plus intéressant des problèmes non résolus de la théorie du solide réside dans la nature du verre." Et bien que le verre soit connu de l'humanité depuis plus d'un millénaire, quelle est la raison de ses propriétés mécaniques uniques, les scientifiques ne comprennent toujours pas. Des cours d'école, on se souvient que le verre est un liquide, mais l'est-il? Les scientifiques ne savent pas exactement quelle est la nature de la transition entre les phases liquide ou solide et vitreuse et quels processus physiques conduisent aux principales propriétés du verre.
Le processus de formation du verre ne peut être expliqué avec aucun des instruments actuels de la physique du solide, de la théorie à plusieurs particules ou de la théorie des liquides. En un mot, le verre liquide fondu devient progressivement de plus en plus visqueux lorsqu'il est refroidi, jusqu'à ce qu'il devienne dur. Pendant la formation de solides cristallins, comme le graphite, les atomes forment à un moment donné les structures périodiques habituelles.
Le verre se comporte de telle manière qu'il ne peut pas encore être décrit par la mécanique statistique à l'équilibre
Tarun Chitra, chercheur en dynamique moléculaire, explique l'organisation des molécules dans différentes substances à travers la danse. Un corps solide parfait est comme une danse lente, lorsque deux partenaires, avec d'autres couples, se déplacent autour de leur position de départ sur la piste de danse. Le liquide idéal est comme une fête de rencontres, quand tout le monde essaie de danser avec tout le monde dans la pièce (cette propriété s'appelle l'ergodicité), alors que le rythme moyen avec lequel tout le monde danse est à peu près le même. Par cette analogie, le verre est comme une danse, quand un groupe de personnes est divisé en sous-groupes plus petits, et chacun tourne dans sa propre danse en rond. Vous pouvez changer de partenaire de votre cercle et cette danse se produit pour toujours.
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Le verre se comporte de telle manière qu'il ne peut pas encore être décrit par la mécanique statistique à l'équilibre. En particulier, une autocorrélation sous-exponentielle et une fonction de corrélation croisée du verre peuvent être obtenues par un nombre infini de processus aléatoires. Jusqu'à un certain point, le système fonctionne plus ou moins clairement et de manière prévisible, mais si vous le regardez assez longtemps, vous commencez à voir comment certaines fonctionnalités sont mieux décrites par la théorie des probabilités et des processus aléatoires.
Comment fonctionne un placebo?
Les placebos, ou substances qui n'ont pas de propriétés curatives évidentes, mais qui ont un effet positif sur le corps, sont connues depuis longtemps. L'effet placebo est basé sur l'impact psycho-émotionnel. Mais les chercheurs ont prouvé à plusieurs reprises qu'un placebo qui ne contient pas de substances actives peut stimuler de réelles réponses physiologiques, y compris des modifications de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle, ainsi que l'activité chimique dans le cerveau. Le placebo aide également à soulager la douleur, la dépression, l'anxiété, la fatigue et même certains des symptômes de la maladie de Parkinson.
La façon dont notre psychisme peut affecter la santé n'est pas encore entièrement comprise, et les scientifiques ne peuvent pas découvrir les mécanismes sous-jacents aux réponses physiologiques au placebo. De toute évidence, de nombreux aspects différents sont entrelacés dans l'effet, et les sucettes n'affectent pas la source ou la cause de la maladie. Il a été expérimentalement établi que la réponse du corps diffère selon la méthode d'administration du placebo (lors de la prise de pilules ou d'injections). De plus, les placebos ne donnent que l'effet thérapeutique attendu, c'est-à-dire connu à l'avance. Et plus les attentes sont élevées, plus l'effet placebo est fort. De plus, il est connu qu'il peut être amélioré par une exposition verbale active du patient. Tout le monde n'est pas affecté par un placebo. Le plus souvent, le placebo agit sur les extravertis, les personnes présentant des niveaux accrus d'anxiété, de méfiance et de doute de soi.
En octobre 2013, une étude a été publiée démontrant que l'effet placebo est associé à une activité alpha accrue dans le cerveau. Les ondes alpha apparaissent dans un état détendu, qui est similaire à une transe légère ou à une méditation - c'est-à-dire dans l'état le plus suggestible. L'effet placebo a un effet significatif sur le système nerveux humain au niveau de la moelle épinière. Mais jusqu'à présent, personne n'a été en mesure de décrire en détail le mécanisme de son effet.
Que signifiait le signal wow de l'espace lointain?
Le 15 août 1977, l'un des événements les plus mystérieux de l'histoire de l'exploration spatiale a eu lieu. Le Dr Jerry Eiman, tout en travaillant sur le radiotélescope Big Ear dans le cadre du projet SETI, a enregistré un puissant signal radio spatial à bande étroite. Ses caractéristiques (bande passante de transmission, rapport signal sur bruit) étaient en ligne avec celles attendues d'un signal extraterrestre. Frappé par cela, Eiman a encerclé les caractères correspondants sur l'impression et signé «Wow!» Dans la marge. Cette signature a donné le nom au signal.
Le signal provenait d'une région du ciel dans la constellation du Sagittaire, à environ 2,5 degrés au sud du groupe d'étoiles Chi. Cependant, après des années d'attente pour que quelque chose comme ça se reproduise, rien ne s'est passé.
Les scientifiques affirment que si le signal était d'origine extraterrestre, alors les êtres qui l'ont envoyé doivent appartenir à une civilisation très, très avancée. Pour envoyer un signal aussi puissant, vous avez besoin d'au moins un émetteur de 2,2 gigawatts, qui est beaucoup plus puissant que n'importe quel autre émetteur terrestre. Par exemple, le système HAARP en Alaska, l'un des plus puissants au monde, est censé être capable de transmettre un signal pouvant atteindre 3 600 kW.
Une hypothèse pour la force du signal est que le signal initialement faible a été significativement amélioré par l'action de la lentille gravitationnelle; cependant, cela n'exclut toujours pas la possibilité de son origine artificielle. D'autres chercheurs suggèrent la possibilité d'une rotation de la source de rayonnement comme une balise, d'un changement périodique de la fréquence du signal ou d'un seul signal. Il existe également une version selon laquelle le signal a été envoyé par un vaisseau spatial extraterrestre en mouvement.
En 2012, pour le 35e anniversaire du signal, l'Observatoire d'Arecibo a envoyé une réponse de 10 000 tweets encodés en direction de la source présumée. Cependant, on ne sait pas si quelqu'un les a reçus. Jusqu'à présent, le signal wow reste l'un des principaux mystères des astrophysiciens.
Pourquoi les gens sont-ils divisés en gauchers et droitiers?
Au cours des 100 dernières années, les scientifiques ont assez bien étudié le problème de savoir pourquoi les gens utilisent principalement une main et pourquoi le plus souvent c'est la main droite. Cependant, il n'y a pas de test empirique standard pour les droitiers ou les gauchers, car les scientifiques ne peuvent pas comprendre pleinement quels mécanismes sont impliqués dans ce processus.
Les scientifiques ne sont pas d'accord sur le pourcentage de l'humanité qui est droitier et quel pourcentage est gaucher. En général, on pense que la majorité (70% à 95%) sont des droitiers, une minorité (5% à 30%) sont des gauchers, et il y a aussi un nombre indéfini de personnes avec une symétrie complète. Il a été démontré que les gènes influent sur la gaucherie et la droitier, mais le «gène gaucher» exact n'a pas encore été identifié. Il est prouvé que les mécanismes sociaux et culturels peuvent influencer la propension à utiliser la main droite ou la main gauche. L'exemple le plus typique de ceci est la façon dont les enseignants ont rééduqué les enfants, les forçant à passer de la main gauche à la main droite lorsqu'ils écrivent. En même temps, à l'heure actuelle, les sociétés plus totalitaires comptent moins de gauchers que les sociétés plus libérales.
Nous n'avons qu'une idée générale des causes du droitier, et les chercheurs doivent encore le comprendre en détail.
Certains chercheurs parlent de gaucheries «pathologiques» associées à des lésions cérébrales lors de l'accouchement. Dans les années 1860, le chirurgien français Paul Broca a noté la relation entre l'activité de la main et les hémisphères du cerveau. Selon sa théorie, les moitiés du cerveau sont reliées aux moitiés du corps selon un schéma entrecroisé. Mais pour le moment, on sait que ces connexions ne sont pas aussi simples que Broca les a décrites. Des recherches menées dans les années 1970 ont montré que la plupart des gauchers ont la même activité cérébrale gauche, ce qui est typique de toutes les personnes. Cependant, seule une partie des gauchers présente divers écarts par rapport à la norme.
En étudiant les problèmes de gaucher et de droitier chez les primates, les scientifiques ont établi que la plupart des animaux d'une population donnée sont soit gauchers, soit droitiers. Ce faisant, les singes individuels développent souvent leurs préférences individuelles. En conséquence, nous n'avons encore qu'une idée générale des causes de la droiture, et les chercheurs n'ont qu'à comprendre en détail tous les mécanismes de leur formation.
Comment la matière inanimée devient-elle vivante?
Dans le monde scientifique d'aujourd'hui, le concept d'évolution biologique prévaut, selon lequel la première vie est née d'elle-même à partir de composants inorganiques à la suite de processus physiques et chimiques. La théorie de l'abiogenèse décrit comment la matière vivante provient de la matière inanimée. Cependant, il comporte de nombreux problèmes.
On sait que les principaux composants de la matière vivante sont les acides aminés. Mais la probabilité qu'une certaine séquence d'acide aminé-nucléotide se produise accidentellement correspond à la probabilité que plusieurs milliers de lettres du type de composition soient jetées du toit d'un gratte-ciel et pliées dans une certaine page du roman de Dostoïevski. L'abiogenèse dans sa forme classique suppose qu'une telle «chute de police» s'est produite des milliers de fois - c'est-à-dire autant de fois qu'il en a fallu jusqu'à ce qu'elle se forme dans la séquence requise. Cependant, selon les estimations modernes, cela prendrait beaucoup plus de temps que l'univers entier n'existe.
Dans le même temps, les scientifiques continuent d'essayer de créer une cellule vivante artificielle dans des conditions de laboratoire. Un ensemble complet d'acides aminés et de nucléotides et la cellule bactérienne la plus simple divisent encore le gouffre. Peut-être que les premières cellules vivantes étaient très différentes de celles que nous pouvons observer actuellement. De plus, un grand nombre de scientifiques soutiennent l'hypothèse que les premières cellules vivantes pourraient entrer sur notre planète grâce à des météorites, des comètes et d'autres objets extraterrestres.
Pourquoi dormons-nous?
Nous dormons 36% de notre vie, mais les scientifiques ne peuvent pas expliquer pleinement la nature du sommeil. Le sommeil est inhérent à l'homme, car il est dans nos gènes, mais pourquoi cet état est apparu dans le processus d'évolution et quels sont les avantages du sommeil est un mystère.
Les scientifiques ont déjà découvert que les muscles se développent plus rapidement pendant le sommeil, que les plaies guérissent mieux et que la synthèse des protéines est accélérée. En d'autres termes, le sommeil aide le corps à reconstituer ce qu'il a perdu lorsqu'il est éveillé. Des études récentes ont montré que pendant le sommeil, notre cerveau est débarrassé des toxines, et si une personne interfère avec ce processus (en d'autres termes, ne dort pas), elle augmente le risque de troubles neurologiques. De plus, pendant le repos dans le cerveau, les connexions entre les cellules sont affaiblies ou déconnectées - ainsi, nous libérons de l'espace pour la réception de nouvelles informations. De nouvelles synapses sont générées dans le cerveau, de sorte que le manque de sommeil menace de réduire la capacité d'acquérir, de traiter et de se souvenir des informations.
Pendant le sommeil, le cerveau rejoue souvent certains des épisodes qui nous sont arrivés pendant la journée et, selon les chercheurs, ce processus contribue à renforcer notre mémoire. Bien que le contenu des rêves soit déterminé par des impressions réelles, notre conscience dans un rêve est différente de notre conscience au réveil. Dans un rêve, notre perception du monde s'avère beaucoup plus imaginative et émotionnelle. Nous voyons diverses images, nous nous en soucions, mais nous ne pouvons pas bien les comprendre. Les scientifiques pensent que les mécanismes de synchronisation qui dominent le cerveau carotidien sont davantage associés au premier système de signalisation et à la sphère émotionnelle. Mais que sont les rêves, il est encore impossible de répondre sans équivoque.
Pourquoi les chats ronronnent-ils?
Personne ne sait vraiment pourquoi les chats ronronnent. Le ronronnement diffère de nombreux autres sons d'animaux en ce que la vocalisation se produit tout au long du cycle respiratoire (à la fois à l'inspiration et à l'expiration). On pensait autrefois que le son était produit par le flux sanguin à travers la veine cave inférieure, mais maintenant la plupart des scientifiques conviennent que le larynx, les muscles laryngés et un oscillateur neuronal sont impliqués dans le processus de production du son.
Les chatons apprennent à ronronner dès l'âge de quelques jours. Les vétérinaires supposent que leur ronronnement signifie quelque chose comme les mots humains «maman», «je vais bien» ou «je suis là». Ces sons aident à renforcer le lien entre le chaton et sa mère.
Mais lorsque le chaton grandit, il continue également de ronronner, et de nombreux chercheurs sont convaincus qu'à l'âge adulte, ce son est associé au plaisir et à la joie. Parfois, les chats ronronnent lorsqu'ils sont blessés ou malades. Le Dr Elisabeth von Muggenthaler suggère que le ronronnement et les vibrations à basse fréquence qu'il produit sont un «mécanisme naturel d'auto-guérison» qui renforce, guérit les plaies et soulage la douleur.
Le trait vocal des chats domestiques n'est pas unique. D'autres félins, tels que les lynx, les guépards et les couguars, ronronnent également. Bien que certains grands félins (lions, léopards, jaguars, tigres, léopards des neiges et léopards nébuleux) ne puissent pas le faire.
