Александр Гордон - Диалоги (март 2003 г.) Страница 49

А.Г. Эта сверхмассивная чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики, это ближайшая к нам чёрная дыра?

А.Ч. Это ближайшая к нам сверхмассивная чёрная дыра. Остальные находятся в центрах других галактик, например, в Туманности Андромеды в центре галактики. Примерно сто миллионов солнечных масс, в сто раз более массивная чёрная дыра, чем у нас.

А.Г. А ближайшая к нам чёрная дыра звёздной массы?

А.Ч. Ближайшая чёрная дыра звёздной массы на расстоянии примерно один килопарсек, это примерно три тысячи световых лет. То есть тоже не надо бояться, это очень далеко и масса её всего десять масс Солнца, а не три миллиона масс Солнца. Гравитационное поле чёрной дыры на больших расстояниях много больше, чем гравитационный радиус оно подчиняется Ньютоновскому закону, обычному Ньютоновскому закону, так что ничего бояться не надо. А то иногда бывают в прессе такие штучки…

А.Г. Чёрные дыры как пылесосы, которые засосут…

А.Ч. На больших расстояниях она ничего не сделает. Только когда мы приближаемся к гравитационному радиусу, там уже начинается сказываться специфические эффекты в общей теории относительности.

А.Г. Эволюция звёзд может привести к тому, что количество чёрных дыр будет всё большим и большим?

А.Ч. Так вот, если эти 20 чёрных дыр взять, и учесть все эффекты наблюдательной селекции, и пересчитать, то получается, что в нашей галактике примерно десять миллионов чёрных дыр. И масса, заключённая в виде чёрных дыр, составляет примерно одну десятую процента от массы всей видимой материи нашей галактики. Это немало, одна десятая процента.

А.Г. Но она будет расти?

А.Ч. Она со временем будет расти. Но не очень сильно, потому что в чёрные дыры превращаются наиболее массивные звёзды, а их как раз немного. Звёзды, в основном, в Галактике с массой, близкой к массе солнца, а чем больше масса звезды, тем их относительно этих звёзд меньше. Так что абсолютная масса вещества в виде чёрных дыр будет расти, но доля по отношению к звёздной компании всегда будет не более одной десятой процента, скорее всего. Но одна десятая процента это очень большое количество вещества. Мы имеем сейчас несколько агрегатных состояний: есть жидкая форма, газообразная и так далее… Чёрные дыры – это отдельная форма существования вещества…

Природа запаха

Участник:

Зинкевич Эдуард Петрович – кандидат химических наук, руководитель группы химической коммуникации и хеморецепции Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Александр Гордон: Может быть, мы всё-таки выясним, почему запах серы настолько стойко ассоциируется с чем-то не совсем хорошим, уж абсолютно потусторонним.

Эдуард Зинкевич: Обычно считают, что люди доверяют зрению, слуху меньше, а запаху совсем мало. Вот подтверждение: если я вам скажу «говорите громче», а приставлю палец так, вы поймёте, что я говорю про другое. То есть при противоречивой информации вы доверяете зрению. А у животных основной решающий фактор – это обоняние.

Что такое запах и обоняние? Запах – это ощущение, которое возникает у человека, когда определённые вещества – мы называем их летучими, то есть те вещества, которые дают много паров в газовое пространство, – при вдохе попадают на специализированные обонятельные клетки. Вот рисунок, из которого понятно, что эти клетки расположены в носовых проходах и они висят «вниз головой». Эти обонятельные клетки – это настоящие клетки мозга, которые выползли наружу. Человеческий мозг и мозг любого животного контактирует с внешней средой только в этом случае, это прямой ввод в мозг. Это настолько поразительно: все остальные зрительные, акустические рецепторы – это вторичные клетки, где переход от одной клетки в другую через определённые синапсы идёт до мозга. А это настоящие клетки мозга, которые ощупывают внешний мир.

А.Г. То есть сейчас, простите, я залезу пальцем в нос, это я мозг свой трогаю?

Э.З. Нет, обонятельные клетки находятся между глаз, они выше.

А.Г. Гораздо глубже.

Э.З. Вот хорошо видно на рисунке: белым обозначены как раз те обонятельные клетки, настоящие клетки мозга. А вот на следующем рисунке мы видим, как выглядят обонятельные клетки. Вот тело клетки, и сверху волоски. На самом деле они висят вниз головой. И вот на этих волосках расположены настоящие участки, называемые молекулярными рецепторами. Взаимодействие пахучих веществ с этой мишенью даёт электрический ответ, который идёт в мозг. И дальше центральная нервная система анализирует огромное количество электрических импульсов.

У нас, у людей, 10 в 8-й степени клеток, это огромное количество. И чтобы вы понимали разницу между обонянием собаки и человека, это выглядит так. Вот поверхность, которая воспринимает пахучие вещества у человека. Она огромная, 25 квадратных сантиметров, это 5 на 5 сантиметров. У собаки 7 квадратных метров.

А.Г. Метров?!

Э.З. Метров. Вот чтобы было понятно, насколько у них возможности больше, чем у человека.

А.Г. Потрясающе.

Э.З. Следующий рисунок это обычный дыхательный эпителий. Он так структурирован. А вот следующий рисунок покажет вам, как выглядят обонятельные клетки; вот это та поверхность, которая ловит летучие вещества, распространённые в воздухе.

А.Г. И вот этой поверхности у нас…

Э.З. И вот этой поверхности у нас 25 см, но это всё равно огромная, огромная площадь поверхности.

А.Г. А вот у друзей наших меньших…

Э.З. 7 квадратных метров. Поэтому я буду рассказывать о собаках с большим восхищением, хотя могу сказать, что мы пытались с ними конкурировать по индивидуальному запаху. И, например, некоторые люди в состоянии отличать индивидуальный запах мышей, крыс. Но не всех, а только некоторых. А любые собаки это делают легко.

Но что такое запах с точки зрения химика, какие вещества пахнут? Не все вещества пахнут. У нас, мы знаем сейчас, около 10 млн. органических веществ, и только 10% имеет запах. Значит, эти вещества вызывают ощущения, которые мы называем запахом. У животных, наверное, то же самое, но твёрдо доказать, что они точно так же чувствуют, как и мы, это нельзя.

Так вот, когда пахучие вещества дают нам электрический ответ, то в животном мире он несёт информацию вообще обо всём, об окружающей среде в социальном плане… Вот как выглядит обонятельная рецепторная клетка. Вот жгутики, которые висят сверху и снизу, это те белки, которые встроены в мембрану обонятельной клетки. И взаимодействие их с пахучим веществом вызывает электрический ответ, открываются ионные каналы, идёт ток, и это мы считаем запахом.

Можно следующий рисунок.

И тогда я перейду к молекулярным механизмам того, как возникают электрические ответы. Здесь участвуют ионы кальция, что очень важно для специалистов, ведь это данные последних 10-20 лет для обонятельного рецептора. Значит, если взглянуть в историю изучения обоняния, то оказывается, что первые сведения были получены в VI-V веке до нашей эры. Ученик Пифагора Алкмион Кротонский впервые описал орган обоняния. Тогда догадывались, что какие-то вещества отлетают от цветков, от чего-то другого и попадают в нос, и считали, что в носу есть щель в мозг. Эти вещества прямо в мозг попадают.

А.Г. Они недалеки от истины.

Э.З. Немножко, немножечко не догадались, нашли некий такой подход. И очень интересно, что в те времена эксперимент считался беднейшим средством познания. То есть главное было высказать идею, а остальные… Презумпция невиновности была у идеи. Её нужно было опровергать экспериментом. Сейчас это уже не так. Нужно идею высказывать и иметь доказательство, что и как есть.

Вот как выглядит схема физико-химических методов. Внизу – собирают летучие вещества, а сверху видно, когда анализируют хронотографически, как выглядит смесь с точки зрения физико-химического анализа. Принципиальная разница в том, что орган обоняния анализирует не так, как физики-химики, как мы. Я физико-химик по своему образованию. Мы смесь разлагаем во времени. Мы обязательно каждое вещество выделяем и анализируем, то есть смесь у нас идёт во времени, последовательно каждое вещество. Нос, имея 108 клеток, где, считается, рецепторов около тысячи, делает мгновенный анализ, параллельный, то есть он получает некие обонятельный образ. И я закончу своё сообщение некой идеей обонятельного образа, который показал Сальвадор Дали на зрительных образах. Это принципиальное отличие физико-химического анализа: мы смеси носом интегрируем, то есть мы мгновенно получаем интегральный анализ, а физико-химический анализ дифференцирует, он просто разбирает на отдельные компоненты. И поэтому до сих пор нет больших успехов в области анализа физико-химическими методами, если сравнить с биодетекторами – так называется орган обоняния.