Как и почему!?

В 1931 году инженер связи из «Белл Лабораториз» занимался исследованием атмосферных радиопомех, которые могли бы повлиять на трансокеанскую телефонную связь. Он уловил какие-то шумы, исходящие явно не из грозовой тучи, а откуда-то из космоса. Он открыл, что можно принимать радиационное излучение галактики. Так родилась новая ветвь астрономии — радиоастрономия.

Радиоастрономия развивается в двух направлениях. При помощи специальных антенн можно улавливать радиационное излучение космических объектов. Это может быть термическая радиация (излучение радиоволн, испускаемое любым горячим телом). Но есть также и шумы, или статические помехи космического происхождения, тоже улавливаемые из космоса, но совсем не тепловые по происхождению.

Другое направление в радиоастрономии — посылка сигналов к таким объектам, как метеоры и Луна, и улавливание их отражения. Так работает радиолокатор.

Радиоастрономия наиболее полезна для изучения Солнца, метеоров, Луны и планет Солнечной системы. Улавливая отражение лучей от метеоров, мы многое узнаем об их орбитах. Исследуя Луну при помощи методов радиоастрономии, мы узнаем многое о ее поверхности. Так, еще до того, как люди ступили на Луну, благодаря данным радиоастрономии ученые уже знали, что ее поверхность представляет из себя измельченную в пыль горную породу.

Вероятно, одно из наиболее захватывающе интересных направлений радиоастрономии — поиск сигналов из других миров. Сейчас радиотелескопы усовершенствованы до такой степени, что способны улавливать сигналы, поступающие с расстояния почти в восемьдесят триллионов километров. Какие же сигналы надеются уловить ученые? Считается, что если где-нибудь в далеком космосе существует цивилизация, помимо нашей, и она захочет дать знать о своем присутствии, то, вероятно, наши братья по разуму пошлют какой-нибудь совсем простой сигнал, например серию чисел. Также считается, что эти сигналы, скорее всего, можно будет принять на чистоте 1420 МГц — частоте, с которой простой водород излучает радиационные волны в открытом космосе.

Когда мы смотрим через телескоп на звезды и планеты, мы видим световые волны, которые они излучают. Свет — это форма излучения. Но звезды посылают на Землю не только световые волны, но еще и другие. Часть излучения звезд существует в виде радиоволн. Некоторые из этих волн могут улавливаться специальными радиоприемниками здесь, на Земле. Радиоприемники ловят и усиливают радиоволны точно так же, как обычный телескоп ловит и увеличивает световые волны. Радиоприемник, предназначенный для улавливания радиоволн, идущих от звезд, называется радиотелескопом.

Существует много видов радиотелескопов, но все они состоят из двух основных частей: антенны и радиоприемника. Антенна обычно представляет собой огромное, внушительно выглядящее металлическое блюдце. Оно может быть укреплено на подвижной основе или на возвышении, чтобы его можно было развернуть в любую сторону неба.

Когда люди думают о радиотелескопах, они обычно представляют себе именно такое огромное металлическое блюдце-антенну. Но радиоприемник ничуть не менее важная его часть. Без приемника эта огромная антенна не значила бы ровным счетом ничего.

Для того, чтобы усилить приходящие волны, требуется специальный радиоприемник, так как волны могут быть очень слабыми. После того как радиосигналы усилены, они подаются на громкоговоритель, и астрономы могут слышать исходящее из него шипение. Впрочем, они не только слышат сигналы, но и видят их записанными на бумаге. Сигналы записываются на бумажной ленте в виде волнистой линии.

Радиотелескопы работают в любую погоду, так как на радиоволны не может повлиять ни туман, ни дождь, ни какая-либо другая непогода. Также они могут быть построены в любом удобном для нас месте, и совсем не обязательно их, как обычные оптические телескопы, устанавливать на горе или на другом возвышенном месте.

При помощи радиотелескопов ученые могут получать о Вселенной такие сведения, о которых не узнаешь никаким другим образом.

Можете ли вы себе представить нечто абсолютно необходимое для жизни, находящееся повсеместно вокруг нас, но которое нужно «захватить», чтобы использовать? Это азот. Примерно четыре пятых воздуха, которым мы дышим, состоит из газа азота. И выдыхаем мы его обратно таким же, каким и вдохнули, использовав азот только для того, чтобы разбавить кислород, не вдыхать его слишком много за раз.

Протоплазме, то есть веществу, из которого состоят все живые клетки, требуется кислород для ее формирования. А протеин, основная питательная материя, образуется на основе азотных составляющих.

Итак, возможность выделять азот из воздуха имеет жизненно важное значение. Этот процесс называется фиксацией азота. Большую часть этого процесса выполняют за нас бактерии. Существует два типа азотофиксирующих бактерий. Один из них живет на корнях растений, а другой — в почве в свободном виде. Как же они «фиксируют» азот? Эти бактерии берут азот прямо из воздуха, соединяют его с кислородом, а потом на основе этой комбинации строят протеины.

Живущие в корнях бактерии селятся только на корнях таких растений, как бобы, клевер, люцерна и горох. Но они фиксируют больше азота, чем нужно этим растениям, и в результате этого в корнях накапливаются излишки азота. Когда растение погибает или его верхняя часть срезается во время уборки урожая, излишки азота переходят в землю.

Когда поле в течение многих лет используется под сельскохозяйственные культуры и урожай регулярно убирается, азот не возвращается в почву. Почва из-за этого теряет способность питать растения. Именно поэтому фермерам приходится использовать удобрения.

Удобрениями, замещающими азот в почве, являются натриевая селитра, сульфат аммония и помет животных и птиц, например навоз.

В наши дни существуют также и искусственные методы фиксации азота для восстановления нужного его количества в почве.

Если вы исследуете под микроскопом каплю воды из пруда, одно из маленьких существ, которое вы увидите, будет иметь вытянутую форму, напоминающую туфельку: один конец ее закруглен, а другой — заужен. Трудно поверить, но это малюсенькое существо можно классифицировать как животное на том основании, что оно, как и другие животные, добывает себе пропитание само, поедая микроскопические растения и другие организмы (а растения, как мы знаем, сами производят для себя пищу), и ему приходится передвигаться в поисках пищи.

Это животное — инфузория-туфелька, или парамеция. Ее тело почти полностью покрыто тоненькими, похожими на волоски жгутиками, которые мы называем ресничками. Эти реснички равномерно двигаются, подобно тысячам маленьких весел, заставляя тело двигаться вперед, назад или по кругу.

Инфузория живет в пресной воде, питаясь бактериями, в том числе дрожжевыми, и другими одноклеточными простейшими организмами — маленькими, похожими на животных, микробами. Вероятно, она способна управлять движением ресничек, так как может быстро менять направление в погоне за пищей или для того, чтобы избежать опасности.

Как и все живые организмы, инфузория-туфелька способна размножаться. Во взрослом состоянии она может разделиться надвое и образовать два независимых организма. Инфузория также может размножаться, меняясь определенными частицами тела с другой инфузорией.

В инфузориях примечательно то, что они способны выполнять многие из жизненных функций, которые выполняет человек и крупные животные, осуществляя все это в одной-единственной клетке, в то время как в человеческом теле эти функции выполняются миллионами клеток, собранных в определенный орган для выполнения специфических заданий.

Но определенная специализация функций есть и в одноклеточной инфузории-туфельке. Внутри клетки есть две шарообразные массы, причем одна больше другой. Это ядра. Меньшее ядро выполняет функции размножения. Большее — все остальные функции организма.

Инфузория-туфелька — это один из сотни тысяч различных видов микроорганизмов, открытых и изученных человеком. (Микроорганизмы слишком малы, чтобы их можно было исследовать без сильной лупы или микроскопа). Первые живые существа на земле, вероятно, были чем-то вроде этих микроскопических животных.

Никто не любит разговоров о крысах из-за того, что они весьма неприятные создания. Но они в значительной мере влияют на жизнь человека. Бурые крысы разносят на себе блох, которые могут распространять ужасное заболевание — бубонную чуму, или Черную Смерть. От этой болезни умерло людей больше, чем за все войны в истории человечества вместе взятые! Бурая крыса, которая является обычной домашней крысой, родом из Азии. Она появилась в Европе ориентировочно во времена крестовых походов. Частично эти твари добрались по земле, частично — на кораблях, на которых крестоносцы возвращались на родину. Через короткий промежуток времени крысы распространились по всей Европе. Во время Американской революции они попали в Соединенные Штаты, а потом постепенно распространились по всей стране, следуя за пионерами, продвигающимися дальше, на запад.

Почему человеку так трудно бороться с этими существами? Причина состоит в том, что у крыс поразительно сильная способность приспосабливаться. Чем благополучней жизнь человека, тем лучше живется и крысам, потому что чем больше вокруг пищи, тем больше перепадает и им. С другой стороны, как свидетельствует история последних столетий, когда для человека наступали плохие времена, крысы начинали «заботиться» сами о себе: становились каннибалами и пожирали друг друга.

Обычная крыса — чрезвычайно хитрое создание. Ее невозможно провести на одном и том же трюке дважды. Смешанная с ядом пища, может, и убьет несколько крыс поначалу, но другие крысы быстро научатся избегать ее.

Обычная домашняя крыса весит обычно около четверти килограмма. Ее цвет может быть от чисто серого до красноватого и черно-коричневого. В длину она достигает примерно сорока — пятидесяти сантиметров. Если в округе появляются крысы какого-нибудь другого вида, бурые крысы прогоняют их и сохраняют территорию за собой. Их можно найти везде, где только живет человек, кроме Крайнего Севера и районов с очень засушливым климатом. Кстати, далеко не всякая кошка способна поймать и загрызть крысу.

Если у вас в доме есть собака, вы, вероятно, замечали, что иногда во сне она издает какие-то звуки, дергается или дрыгает лапами, как будто гонится за кем-то. Большинство владельцев собак, замечавших это, считают, что это является признаком того, что их пес видит сон. Хотя эти люди не могут со всей определенностью сказать, что их собаки видят сны, ученые, скорее всего, скажут, что собаки, вероятно, все-таки их не видят.

Чтобы понять эту теорию ученых, мы должны вспомнить, что и человек и животные стали такими, какие они есть, в результате эволюции. Это значит, что в течение миллионов лет мы постепенно претерпевали изменения. Хотя человек и животные во многом похожи, разум и чувства животных развивались в несколько отличном от людей направлении. И в результате животные тоже живут в отличном от нашего мире.

Поскольку чувства и мыслительные процессы животных отличаются от наших, мы не можем утверждать, что их органы чувств и мозг дают продукцию, аналогичную той, которую дают наши органы чувств и мозг. Интеллект и личностные качества животных не являются «уменьшенной моделью» человеческих.

Мы не можем знать, каким образом происходит мыслительная деятельность животных. И если мы, видя что собака дергает во сне лапами и поскуливает, считаем, что они видит сон, у нас нет никаких способов доказать, что мы правы. Может быть, клетки мозга просто продолжают посылать сигналы мышцам, и собаку в этот момент не посещают никакие сновидения. У животных, имеющих строение мозга, похожее на наше, могут возникать мысли и образы, похожие на наши, но они, конечно, гораздо примитивнее.

Люди любят слушать болтовню попугая: это очень забавно. Но, кажется, до сих пор неизвестно, как этим птицам удается так хорошо имитировать человеческую речь!

Некоторые считают, что попугай может говорить благодаря особому строению языка, который у него такой большой и толстый. Возможно, такое устройство языка и помогает ему говорить, но все же оно не является таким уж обязательным условием для говорения. Другие «говорящие» птицы, например тропический скворец-майка, ворона и ворон, не имеют такого толстого и большого языка. А у ястребов и соколов как раз такие языки, но они говорить не могут! Может, попугай говорит благодаря тому, что у него уровень интеллекта выше, чем у других птиц? Это, вероятно, тоже не является причиной его говорения. Кстати, большинство биологов считает, что попугаи и другие говорящие птицы не понимают значения слов, которые выговаривают, хотя, возможно, и улавливают какую-то связь между определенными выражениями и действиями, обозначаемыми ими.

Может быть, попугаи могут «говорить» потому, что голосовые и слуховые механизмы у них работают медленнее, чем у других птиц. И, вероятно, звуки, произносимые человеком, напоминают звуки, свойственные попугаям от природы, и поэтому их легче имитировать. Попугаи довольно-таки интересны и с других точек зрения. Они могут приспосабливаться практически к любым условиям жизни. Именно поэтому моряки брали их с собой в длительные путешествия. И хотя их родина — тропики, попугаи, находясь в неволе, прекрасно себя чувствуют в зонах и с умеренным климатом, и даже с холодным климатом.

Попугаи — очень смелые птицы и всегда поддерживают собратьев, попавших в беду. Если одному из них угрожает какая-то опасность, то за него вступится вся стая. В поисках пищи они перепрыгивают с ветки на ветку, как обезьяны, используя не только лапы, но и клювы. В принципе, они вполне могут использовать свои лапы как руки, особенно во время еды.

Когда наступают зимние холода, мы можем закрыться в своем доме, разжечь огонь в камине и сидеть у него, пока не захочется на волю. Хотя мы и теплокровные животные, мы не можем впадать в спячку. А если бы человек был бы способен к этому, как вы думаете, не смог ли бы он жить дольше, переживая таким образом холода?

Птицы, увы, тоже не могут впадать в спячку. Но все же они способны переносить очень низкие температуры. Даже маленькая канарейка, которая, возможно, живет у вас в клетке, может выносить температуру воздуха на улице до минус сорока пяти градусов по Цельсию, если, конечно, у нее будет чего поклевать в достаточном количестве. Птицам, способным добывать себе пищу и не улетающим на зиму в теплые страны, зимняя спячка не нужна.

Впадение в спячку определяется специальным температурно-регуляторным центром в мозгу. Организм реагирует на холод, посылая кровь, находящуюся в коже, во внутренние органы тела, взъерошивая шерсть или перья, чтобы увеличить теплосохраняющий слой, заставляя животных дрожать, что тоже способствует согреванию.

Впадающие в спячку животные просто «выключают» этот терморегулятор в своих телах, когда наступает пора заснуть на зиму. Они делаются практически холоднокровными животными. Этот процесс вызывается понижением внешней температуры, недостатком пищи, укорачиванием дня и другими условиями.

Когда животное впадает в спячку, его температурный регулятор начинает давать сбои: когда понижается температура тела, он не будет на это реагировать так же, как и в нормальном состоянии, повышением температуры. Вместо этого температура тела приводится в соответствие с температурой воздуха. Дыхание становится медленным и нерегулярным, как и само сердцебиение, а различные нервные рефлексы вовсе перестают действовать.

Если температура воздуха падает ниже нуля, некоторые находящиеся в спячке животные начинают дышать быстрее, и тело при этом вырабатывает немного больше тепла. Некоторые из них при этом просыпаются. Те, которые вовсе не реагируют на резкое понижение температуры, могут замерзнуть до смерти.

Люди устраивают конные бега и соревнования по атлетике, на которых сами бегают на скорость. Здесь довольно-таки просто определить скорость: ведь есть стартовая и финишная линия, и несколько судей внимательно следят с секундомерами в руках. А как можно измерить скорость птичьего полета?

Было опубликовано много цифр, характеризующих скорость полета многих видов птиц, но среди ученых по этому поводу существует много разногласий, и не все считают эти данные точными. Например, в Индии при определении скорости полета стрижа получилось сто семьдесят миль в час, в Месопотамии — сто миль в час. Скорость полета европейского сокола была измерена секундомером в момент пикирования, и результат — от ста шестидесяти пяти до ста восьмидесяти миль в час.

Но большинство ученых ставят эти цифры под сомнение. Один эксперт считает, что рекордсменом среди птиц является почтовый голубь, и он не может развивать скорость свыше 94,2 мили в час. Вот несколько общепризнанных цифр относительно скорости полета птиц. Сокол может летать со скоростью от шестидесяти пяти до семидесяти пяти миль в час. Немного уступают ему в скорости утки и гуси, которые могут набрать скорость шестьдесят пять — семьдесят миль в час. Скорость полета европейского стрижа достигает шестидесяти — шестидесяти пяти миль в час, примерно такая же у золотой ржанки и траурного голубя. Колибри, которые считаются очень быстрыми птицами, набирают до пятидесяти пяти — шестидесяти миль в час. Скорость полета скворца — сорок пять — пятьдесят миль в час. Воробьи обычно летают со скоростью двадцать пять миль в час, хотя могут и быстрее: сорок пять — пятьдесят миль в час.

Вороны обычно летают со скоростью двадцать — тридцать миль в час, хотя могут развивать сорок — пятьдесят миль в час. Скорость полета цапли — тридцать пять — сорок миль в час, фазана — тридцать пять — сорок миль в час. И, как это ни странно, дикий индюк может делать тридцать — тридцать пять миль в час. Скорость голубиной сойки — двадцать — тридцать пять, миль в час.

До изобретения автомобилей и самолетов существовал только один способ пересечь пустыни Азии и Африки: на верблюдах. Именно поэтому верблюда прозвали «кораблем пустыни». Из всех приспособлений, дающих верблюду возможность жить и путешествовать по пустыням, самое важное — горб на его спине.

Когда горб пустеет, он теряет свою форму и начинает свешиваться со спины верблюда дряблыми складками. В горбе нет никаких костей, он состоит из жира и мышц.

Предназначение горба — служить своеобразным хранилищем пищи. За много дней до начала путешествия хозяин верблюда заставляет его как можно больше есть и пить. Верблюд отъедается, и его жировой горб весом около сорока пяти килограммов торчит стоймя на спине. Этот запас жира может поддерживать верблюда в течение нескольких дней, если он не сможет найти в пути какой-нибудь пищи для себя.

В дороге верблюд также может обходиться своим внутренним запасом воды. Перед началом путешествия погонщик заставляет его выпить около пятидесяти литров воды. Он добивается этого, дав верблюду соли и вызвав у него сильную жажду.

У верблюда есть три желудка. В первом он накапливает пищу, пока пасется, для образования жвачки. Во втором желудке находятся пищеварительные соки, а в третьем эта жвачка уже переваривается.

В стенках первых двух желудков находятся карманы для накопления воды. Мышцы держат эти карманы закрытыми, когда они заполнены. Как только верблюду понадобится вода, эти мышцы открывают карман, выпуская сколько надо воды, и опять закрываются.

Так сколько же времени верблюд может обходиться без воды? Как вы уже успели заметить, он обходится не в полном смысле слова без воды. Известны случаи, когда умирающий от жажды человек иногда был вынужден убить верблюда, чтобы добыть драгоценную воду. Если верблюд идет медленно и его поклажа не очень тяжела, ему может хватить этой воды на целых шесть, а то и десять дней!