Podnebne spremembe: popoln vodnik WIRED


Svet je ujet. Že desetletja so znanstveniki skrbno zbirali podatke, ki potrjujejo, da upamo, da ni res: emisije toplogrednih plinov, ki so se vztrajno izločevale iz avtomobilov, letal in tovarn, tehnologij, ki so poganjale veliko gospodarsko rast, so prinesle ogromne stroške zdravje planeta. Danes vemo, da odsotnost kakršne koli spremembe v našem vedenju, se bo povprečna svetovna temperatura do konca stoletja povečala kar za 4 stopinje Celzija. Globalni nivo morja se bo povečal do 6 čevljev. Skupaj s temi premiki bo prišlo do korenitih sprememb v vremenskih vzorcih po vsem svetu, tako da bodo obalne skupnosti in ekvatorialne regije za vedno spremenjene – in potencialno neugodne.

Udari to. Že vidimo učinke dramatično spremenjenega podnebja, od podaljšanih gozdnih požarov do poslabšanja neviht. Zdi se, da vsaka posamezna vremenska nepravilnost verjetno ne bo zgolj posledica industrijskih emisij, morda je bil vaš določen del sveta do zdaj prihranjen. Ampak to je malo utemeljitev, ko so zgodovinski trendi tako zastrašujoče resnični. (Oh, in medtem, ko so matematiki vzeli nekaj mesecev, da bi izračunali, kako so ljudje vplivali na verjetnost določenih ekstremnih vremenskih dogodkov, so to časovno razbijanje časa trajali do tednov.)

K sreči se zdi, da večina svetovnih državnih držav ne presega meja če podnebnih sprememb – se hitro premikajo na kaj zdaj? Pariški sporazum o podnebnih spremembah leta 2015 je zaznamoval prelomnico v pogovoru o planetarni pragmatiki. Obnovljiva energija v obliki vetra in sončne energije dejansko postaja konkurenčna s fosilnimi gorivi. In največja svetovna mesta vodijo trajnostne politične odločitve na način, ki nasprotuje prispevkom nekaterih držav. Znanstveniki in oblikovalci politik prav tako začenjajo raziskovati celo vrsto prizadevanj v zadnjem delu – govorimo o nekaterih resnih znanstvenih stvareh – namerno, neposredno manipulirati z okoljem. Za ohranitev podnebja moramo biti pripravljeni na novo obdobje geoinženjeringa.

Kako se je ta globalna podnebna sprememba začela

Če hočemo iti vse do začetka, bi vas lahko pripeljali do industrijske revolucije – točke, po kateri znanstveniki na področju podnebja začenjajo videti globalni premik v temperaturi in atmosferskih ravneh ogljikovega dioksida. Konec sedemdesetih let so se tovarne premogovnikov začele ukvarjati z jeklom in tekstilom, ZDA in druge razvite države so začele črpati svoje stranske proizvode. Premog je gorivo, bogato z ogljikom, tako da ko se vžge s kisikom, proizvaja toploto skupaj z drugim stranskim produktom: ogljikov dioksid. Druga goriva na osnovi ogljika, kot je zemeljski plin, naredijo enako v različnih razmerjih.

Ko so te emisije vstopile v ozračje, so delovale kot izolacijska odeja, s čimer preprečili, da bi sončna toplota ušla v vesolje. V preteklosti so se emisije ogljikovega dioksida v atmosferi zelo razlikovale. Modeli starodavne podnebne dejavnosti, na stotine milijonov let nazaj, so postavili ogljikovega dioksida do višine več tisoč delov na milijon. V preteklih pol milijonih letih ali tako, so nihali med približno 180 in 300 delcev na milijon. Ampak niso hitro nihale. Danes atmosferski CO2 je na 407 ppm – približno enkrat in pol krat toliko, kot je bilo pred dvema stoletjema. In zagotovo vemo, da je ekstra toplogredni plin pri ljudeh; analiza ogljikovih izotopov v atmosferi kaže, da večina ekstra CO2 prihaja iz fosilnih goriv.

Sevanje sonca zadene zemeljsko vzdušje. Nekateri od njih potujejo navzdol, da segrejejo Zemljino površino (A), medtem ko se nekateri odcepi nazaj v vesolje (B). Kljub temu se energijo absorbirajo molekule toplogrednih plinov, ogljikovega dioksida, vode, metana in dušikovega oksida, ki preprečujejo uhajanje (C). Sčasoma ujeta energija prispeva k globalnemu segrevanju.

Rezultat: ekstremno vreme. Seveda je globalno segrevanje; Zemljina povprečna temperatura se je od konca 19. stoletja povečala za 1,1 stopin Celzija. Ampak gre še naprej. Ker oceani absorbirajo toplotne in polarne ledene plošče, se časi hurikanov postanejo še močnejši, saj topla voda iz oceanov prinese toplo, vlažen zrak v ozračje. V preteklem stoletju so se morske gladine povečale – približno 8 centimetrov. Kritično je, da stopnja teh sprememb narašča.

Morda najbolj vidna posledica podnebnih sprememb igra v Kaliforniji. V zadnjih letih so zaradi podnebnih sprememb gozdne požare izrazito intenzivnejše. Ožarijo hitreje in hitreje, kar vodi v katastrofe, kot je Camp Fire severno od San Francisca, ki je praktično izbrisal mesto Paradise, ki je uničil 27.000 ljudi in postal smrtonosni in najbolj uničujoči požar v zgodovini države. To je grozno časovno obdobje: običajno Kalifornija dobi vsaj malo dežja v jeseni, ki rehidrira vegetacijo, vendar ne več. Ta suhost sovpada s sezonskimi vetrovi, ki se z vzhoda izležejo, dodatno osušijo vegetacijo in zagotavljajo turbo povečanje za ogenj.

Z Numbers

1,9 milijona

Število domov v ZDA, ki bi lahko dosegli pod vodo, če se morske gladine dvignete za 6 čevljev do leta 2100, kot kažejo modeli. Območje Miami bi bilo še posebej uničeno: skoraj 33.000 domov bi končalo pod vodo, s skupno izgubo 16 milijard dolarjev.

13,2 odstotka

Padec ledeniškega ledenega ledu na desetletje od leta 1980. Taljenje morskega ledu in kopenskih ledenih plošč povzroči segrevanje spirale: zaradi bele, led odskoči svetlobo nazaj v vesolje, medtem ko je izpostavljena, temnejša zemljišča absorbira več sončne energije.

2.625 čevljev

Zmanjšanje debeline ledeniškega ledenika Muir med letoma 1941 in 2004. V tem istem obdobju se je fronta ledenika umaknila 7 milj.

Vse to je pripeljalo 97 odstotkov znanstvenikov iz podnebja, da se strinjata, da so trendi segrevanja zelo verjetni rezultat človeške dejavnosti. Leta 1988 je ta večina raziskav pripeljala do ustanovitve medvladnega foruma Združenih narodov o podnebnih spremembah, ki je zdaj izdal pet poročil o oceni, v katerih so dokumentirani vsi razpoložljivi znanstveni, tehnični in gospodarski podatki o podnebnih spremembah. Četrto poročilo je bilo leta 2007 prvi, ki jasno navaja, da se je podnebje nedvoumno segrevalo – in da bi bili ljudje zelo izpostavljeni toplogredni plini.

Samo zato, ker je panel dosegel soglasje, ne pomeni, da so vsi ostali storili. Leta 2009 so imeli podnebni znanstveniki svoj škandal v WikiLeaksu, ko so podnebni deniers iz znanstvenikov objavili številne e-poštna sporočila, med njimi tudi za znamenitim grafom hokejske palice iz leta 1999, ki je po industrijski revoluciji, ki je bila očitno ostrejše od številnih globalnih segrevanj in hladil, ki jih je videla Zemlja. Izvlečki iz konteksta iz teh e-poštnih sporočil so pokazali, da je raziskovalec, Michael Mann, ki se zavestno ukvarja s statistično manipulacijo svojih podatkov. V kontekst, ki so bili postavljeni nazaj, očitno niso.

Politićna polemika je śe vedno postavljala pod vprašaj znanstveno soglasje o podatkih, ki podpirajo koncept podnebnih sprememb, ki jih povzroća ćlovek, ki jih spodbujajo finanćne spodbude industrije fosilnih goriv. Toda leta 2015 so svetovni voditelji presegli te prepire. 12. decembra, po dveh tednih posvetovanj na 21. konferenci Združenih narodov o podnebnih spremembah v Le Bourgetu v Franciji, se je 195 držav dogovorilo o jeziku, imenovanem Pariški sporazum. Cilj je, da se povprečna globalna temperatura poviša na manj kot 2 stopinji Celzija nad predindustrijskimi ravnmi in čim bližje 1,5 stopinj. To počne tako, da se vsaka država predloži zavezo zmanjšanja emisij in skupaj nosi gospodarsko breme prehoda s fosilnih goriv, ​​pri čemer priznava, da bi se državam v razvoju zavrnilo določen obseg rasti, če bi se morali odreči poceni energiji.

4. novembra 2016 je pariški sporazum uradno začel veljati šele štiri dni preden je bil Donald Trump izvoljen za predsednika Združenih držav Amerike na obljubi, da se odstopi od sporazuma. In 1. junija 2017 je Trump dobro obljubil to obljubo in rekel, da se bodo "ZDA umaknile iz sporazuma o podnebju v Parizu, vendar začnejo pogajanja o ponovni uvedbi pariškega sporazuma ali res popolnoma novega posla pod pogoji, ki so pošteni do Združene države, njena podjetja, njeni delavci, njeni ljudje in njegovi davkoplačevalci. "Tehnično so Združene države Amerike še vedno v sporazumu do leta 2020, kar se lahko najhujši Trump uradno umakne.

Kaj je naslednje za podnebne spremembe

Dobra novica je, da je svetovna skupnost precej združena v zvezi s tveganji podnebnih sprememb. Znanost postaja dovolj dobra, da povezuje določene ekstremne dogodke – nepravilne orkane, ekstremne poplave – neposredno na podnebne spremembe, ki jih povzroči človek, in to olajša gradnjo primera za dramatične ukrepe, s katerimi bi preprečili škodo. Toda kakšne bi morale biti te akcije?

Najbolj očitna rešitev težav v zvezi s podnebnimi spremembami je dramatičen premik od fosilnih goriv in obnovljivih virov energije: sončna, vetrna, geotermalna in (globoka vdih) jedrska energija. Trdno napredujemo in povečujemo proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov okoli 2,8 odstotka vsako leto po vsem svetu.

Toda vse večje je razumevanje, da tudi če se vsaka država, ki se je prvotno prijavila za sporazum, izpolnjuje vsakega od svojih ciljev, bo Zemlja še vedno imela nekaj dramatičnih sprememb. Nekateri celo trdijo, da smo opravili prelomno točko; čeprav smo danes prenehali emitirajo, bi še vedno videli dramatične učinke. In to pomeni, da se moramo začeti pripravljati na drugo podnebno prihodnost – predvsem v načinu, kako gradimo. Prišli bodo poplave, ki nas bodo prisilili, da pripravimo nova pravila za gradnjo. Vedno podaljšana sezona gozdnih požarov bo odvračala gradnjo vzdolž divjega in mestnega vmesnika. In ljudje bodo iz regij, ki so jih sušili ali segrevali ali poplavili, neprimerni, in druge države prisilili k prilagoditvi svoje politike priseljevanja novemu vrhu beguncev.

Vse te spremembe bodo stalo denarja. To je bil eden od glavnih motivatorjev za pariški sporazum: preusmeritev od poceni fosilnih goriv pomeni, da bodo podjetja in podjetja morali finančno prizadevati za zagotovitev dobičkonosne in prijetne prihodnosti. Zato mnoge rešitve za podnebne spremembe nimajo nič skupnega s podnebnimi znanji, kot taka: Imajo opraviti z ekonomijo.

Z Numbers

407,6 delcev na milijon

Koncentracija CO2 v najnižji plasti atmosfere našega planeta. Primerjaj to na 380 ppm pred desetletjem.

75 odstotkov

Delež človečnosti, ki bi lahko do leta 2100 spopadal s smrtonosnimi vročinskimi valovi, če večje zmanjšanje CO2 emisije niso izvedene. Do sredine tega stoletja je ameriški jug lahko videl trikrat dnevno, ki je dosegel 95 stopinj.

2 stopinj Celzija

Cilj za največjo globalno temperaturo narašča s predindustrijskimi ravnmi, kot je opisano v pariškem sporazumu. Na žalost je študija, objavljena lansko poletje, ugotovila, da je možnost doseganja tega cilja do leta 2100 le 5 odstotkov. Resničnost je, da bi lahko dvigal celo 4,9 stopinje Celzija.

1,5 stopinj Fahrenheita

Povišanje temperature morske površine med letoma 1901 in 2015. Gretje za ogrevanje je poseben problem za korale, ki sproščajo fotosintetične alge, ki jih uporabljajo za pridobivanje energije iz sončne svetlobe, ko so pod stresom in bleščečo do smrti.

Družbeno zavestni vlagatelji, s svojo dejavnostjo, vplivajo na to, da podjetja poskrbijo za svoj vpliv na podnebje in kako bodo podnebne spremembe vplivale na njihovo poslovanje. Lani je kolektiv manjših pokojninskih sistemov prisilil Occidental Petroleum, eno največjih naftnih družb v državi, da razkrije tveganje podnebja v svojem prospektu delničarjev; ExxonMobil je utrpel pritiske v decembru 2017. Mesta z velikimi dotacijami, kot so univerze, se soočajo s političnim pritiskom, da bi se oddaljila od industrije fosilnih goriv.

To so vsi posredni načini za gospodarstvo industrije fosilnih goriv, ​​ki je odgovoren za finančno cestnino, ki jo ima na Zemlji z vsakim gigaton emitiranim toplogrednim plinom. Ampak obstajajo tudi neposrednejši načini plačevanja. Po poročanju po Inside-Climate News ki je leta 2015 pokazala, da je ExxonMobil dolgoletno seznanjen s tveganji podnebnih sprememb, podjetje preiskuje generalni pravobranilci v več državah, da bi ugotovili, ali krši statut potrošnikov ali vlagateljev. Mesto San Francisco je tožilo pet največjih javnih proizvajalcev fosilnih goriv, ​​da bi jih plačali za infrastrukturo za zaščito pred naraščajočo gladino morja. V New Yorku je sledila podobna obleka.

Recimo, da te obleke uspejo in ogrožena mesta dobijo nekaj pomoči, s čimer bodo zagotovljene obsežne infrastrukturne posodobitve, ki so potrebne za zaščito svojih obalnih naložb. Po tem, ko bomo naredili vse, kar je v naši moči, da bi zmanjšali nadaljnje emisije ogljika in zaščitili življenje in premoženje pred nevarnostmi spreminjajočega se podnebja, še vedno ne bo dovolj, da bi se svetovne temperature še naprej povečevale nad to prelomno točko 2 stopinj Celzija. Torej je to, ko človeštvo vstopi v proaktivni način, ki potencialno sprosti sporen niz eksperimentalnih tehnologij v ozračje. To je geoinženjering: Odstranjevanje ogljikovega dioksida in zmanjšanje toplote skozi, recimo, eksperimentalni sredstva. Kot solinarske ladje in nadomestna vesoljska ogledala.

Eden od velikih pričakovanj zadnjega poročila IPCC je, da lahko ogljikov dioksid izvlečemo neposredno iz ozračja in ga shranimo pod zemljo skozi postopek, ki se imenuje bioenergija z zajemanjem in shranjevanjem ogljika. Toda ta tehnologija še ne obstaja. Druga strategija poskuša zmanjšati toploto z vbrizgavanjem sulfatnih delcev v ozračje, ki odražajo sončno sevanje v vesolje – to pa bi lahko povzročilo preveč globalnega hlajenja. Blago postavimo, večina predlogov za geoinženiring je nerazvita. Pogon za dokončanje teh idej bo odvisen od uspeha globalnih zmanjšanj v prihodnjih desetletjih.

Nauči se več

Ko je Medvladni forum Združenih narodov o podnebnih spremembah izdal peto poročilo o oceni leta 2014, je določil 116 scenarijev za ohranjanje povprečne globalne rasti temperature pod 2 stopinj Celzija. Težava je, da jih je 101 odvisno od tehnologije za sesanje ogljikovega dioksida, ki še ne obstaja.

Svet se v trenutku ne more oddaljiti od premoga – pred prehodom na popolnoma obnovljiva goriva, zajemanje in shranjevanje ogljika, ki ga oddajajo premogovniške naprave, bo ključnega pomena za doseganje ciljev iz Pariškega sporazuma. V tem letu 2014, Charles C. Mann obišče GreenGen, milijardo dolarjev kitajski objekt, ki je eno od najbolj posledičnih prizadevanj za uresničitev te tehnologije, pridobivanje CO2 iz elektrarne na premog, da bi jo shranili pod zemljo.

Na vrhu županov C40 se voditelji iz vsega sveta sestanejo in razpravljajo o tem, kako se njihova mesta (zdaj več kot 40 let) lahko soočijo s podnebnimi spremembami. Če bi vsako mesto z več kot 100.000 prebivalci pospešilo, bi lahko predstavljalo 40 odstotkov zmanjšanj, potrebnih za doseganje ciljev Pariza.

Geoinženirske rešitve za podnebne spremembe, ki delajo stvari, kot so pršenje delcev sulfata v ozračje, da bi se temperatura znižala, bi lahko imela katastrofalne stranske učinke. Zato jih moramo preučiti, preden jih obravnavamo. En kongresnik je predstavil zakon, ki bi določil nacionalne akademije znanosti.

Znanstveni reporter WIRED Nick Stockton je konec leta 2015 odšel v Pariz, da bi videl pogajanja, ki so privedla do podpisa globalnega sporazuma o podnebju. Odšel je osvobojen, a zaskrbljen zaradi izziva pretvorbe vseh predstavljenih industrij – od kmetijstva do prevoza do betona – od fosilnih goriv. Tukaj je, kaj je treba storiti.

Znanstveniki vedo, da je akumuliran CO2 pomeni višje temperature, daljše suhe uroke in večje nevihte. Toda vprašajte jih, ali je globalno segrevanje povzročilo sredozemski toplotni val, kalifornijsko suho ali norveški orkan, ki jim bo razložil, kako težko je razkropiti, ali je kateri koli vremenski dogodek posledica naravnih sprememb ali podnebnih sprememb. Trdo, vendar ne nemogoče.

Čeprav je jasnejši učinek globalnega segrevanja na gozdne požare v Kaliforniji. Samo v zadnjem letu je država uničila sedem od 20 najbolj uničujočih požara v zgodovini države. Problem je kombinacija močnih vetrov, človeškega razvoja na napačnih mestih in ogrevanja planeta. Zdaj je vprašanje, kako se lahko California prilagodi.


Ta vodnik je bil nazadnje posodobljen 13. novembra 2018.

Uživali ste v tem globokem potopu? Oglejte si več vodnikov WIRED.

Ti vzorci vetra razlagajo, zakaj California požari so tako slabi


Opomba urednika: To je razvojna zgodba o kalifornijskem kampu Fire, Hill Fire in Woolsey Fire. Poskrbeli bomo, da bo na voljo več informacij.

V Kaliforniji so trije glavni požari – Camp Fire na severu in Hill Fire in Woolsey Fire na jugu – še naprej gnezdo na lestvici, ki jo država še nikoli ni videla. Camp Fire zlasti vsebuje le 25 odstotkov, vendar je to že najbolj uničujoči požar v zgodovini Kalifornije: je praktično izbrisal mesto Paradise, ki je uničil okoli 6500 objektov in ubil najmanj 29 ljudi, kar ustreza najsmrtonosnejšemu ognju v zgodovini države, leta 1933 je Griffith Park Fire v LA. In še vedno manj kot 100 ljudi. (Dva človeka sta bila najdena mrtva v Woolsey Fireu, vendar organi še niso potrdili, da je bil sam ogenj vzrok smrti.)

Gibalna sila je bila izjemno hitrost vetra do 60 kilometrov na uro, morda celo 70 v hribih južne Kalifornije, ki piha skozi državo. Vetro nadalje izsušuje že suho vegetacijo in potiska požar skupaj z neverjetno hitrostjo. Gasilci so ujela popoldne v popoldanskem času, ko so se vetrovi umrli malo, vendar so se v soboto zvečer v severni Kaliforniji (in v nedeljo zjutraj v smeri proti jugu) zbrale potopi, ki naj bi nadaljevali do torek. Kot demonski analog vode, ta zrak teče čez državo, hrani plamene in žuželke.

Vetrovi, ki delujejo v požaru, izvirajo iz curka, pas močnih vetrov v zgornjem toku atmosfere. Tok curka krepi v tem letnem času, povečuje svojo naravno vijugastost in ustvarja korita, ki se premikajo skozi Kalifornijo, kar lahko vidite v tweetu spodaj. Zato so se vsi ti požari pojavili na obeh koncih države skoraj istočasno: delijo skupno poreklo v črtastem toku.

Ko so zračne mase udarile v gore Sierra Nevada v vzhodni Kaliforniji, se obnašajo kot voda, ki teče nad skalo v toku. V dinamiki tekočine je znan kot hidravlični skok – voda se dvigne s hitrostjo, ko se po kamnu spusti.

Ali v tem primeru zrak. "Dobiš izboljšanje vetra in zagona, ko se stisne," pravi Nick Nauslar, predregulator požarnega ognja na NOAA. »Ko se stisne, se razširi in ogreje, zato dobite ogrevanje, sušenje in povečanje hitrosti vetra.« Ta toplejši zrak se premika po tleh in sesuje vlažnost iz že sušene vegetacije, zaradi česar je to veliko lažje se iskra obrača na plamen.

Toda kako so vetrovi na prvem mestu? To se vrne v tok curka in v notranjih visokotlačnih regijah, ki jih je ustvaril. Zrak se na splošno giblje od visokega do nizkega tlaka, v tem primeru nizkotlačno območje ob obali Kalifornije potegne vetrove na zahod. "Močnejši je gradient tlaka, močnejši bodo vaši vetrovi na površju," pravi Nauslar.

Če želite občutiti fiziko pri igri, si oglejte plastično steklenico vode. "Če imate steklenico za vodo in stisnite eno stran, pritiskate na večji pritisk, povečate nagib tlaka od zadnjega konca do sprednjega dela in voda izteče," pravi Nauslar. "V bistvu poganjate zrak ali v tem primeru vodo, hitreje premikate naprej." Spremenite gradient tlaka in spremenite hitrost vetra, zato smo opazili nihanje, ki se je po Kaliforniju spremenilo na valove.

Povečanje hitrosti vetra v soboto zvečer povzroči, da so požari še bolj nevarni, saj jih pospešijo in še bolj posušijo vegetacijo. (Tweet spodaj prikazuje, kako hitro lahko vetrovi krater vlažnost in temperaturo konic.) Toda tudi delo gasilcev je težje.

Gasilci na tleh morajo obdržati svojo razdaljo, če se požar preveč hitro premika ali jih bo preplavil. Posebno visoki vetrovi bodisi zlepljajo zrakoplov ali zmedejo s svojo natančnostjo, ko delajo zračne kapljice vode ali zavirajo ogenj. "To ni tako vplivno, ker se zaviralec širi predaleč ali pa mu manjka območje," pravi Nauslar.

Posadke bodo še vedno poskusile padati, če vetrovi niso previsoki za letenje, zlasti če obstajajo ogrožene strukture ali življenja. Dejansko so bili helikopterji potapljanje v Malibu dvorci "bazeni, kljub vetrovi. Kapljice morda niso tako učinkovite, kot bi bile v mirnejših pogojih.

Tudi močni sunki prenašajo dim v skupnost navzdol. To je poseben problem s kampom Fire, ki je popolnoma nameščen za vetrove, ki prihajajo od severovzhoda, da bi dihali dim v zaliv Bay, 150 milj, kjer je kakovost zraka zdaj "zelo nezdrava" (Down v južni Kaliforniji, požari so bližje obali, tako da vetrovi pihajo v morje in razbremenijo celinske skupnosti.) To je zelo, zelo slabo za ljudi, zlasti mlade. Spletna stran EPA o kakovosti zraka, AirNow.gov, je bila tako preobremenjena s prometom, da so ustvarili posebno poenostavljeno različico za prebivalce Kalifornije.

Tudi če veter se je znatno zmanjšal, saj včasih ponoči (čeprav v primeru teh požarnih požarov ni prišlo, vendar je verjetno nekakšen veter verjetno pihal), se bodo težave z dimnimi plini še naprej pojavljale. "Dobili boste tisto, kar se imenuje inverzija, ki se začne reševati," pravi Nauslar, pogoj, v katerem se vroči zrak parkira nad hladnejšim zrakom. "Duši na nižjih ravneh, in tam lahko resnično dobite nekaj skupnosti, ki se kadijo z neko zelo nezdravo kakovostjo zraka, zlasti na območjih, ki so neposredno nizvodno ali v bližini ognja."

Žalostna in grozljiva realnost je, da je to nova Kalifornija. V zadnjem letu je država videla sedem od 20 najbolj uničujočih požarov v svoji zgodovini. Topleje postane planet, polnejši Kalifornijsko vzdušje, sušilec, ki ga postane vegetacija, in slabši požari.


Več velikih WIRED zgodbe

Kako Anonymous 4chan Post je pomagal rešiti 25-letno matematično puzzle


16. septembra, 2011, anime fan je objavil matematično vprašanje na spletni oglasni deski 4chan o kultni klasični televizijski seriji Melanholija Haruhi Suzumiya. Prva sezona predstave, ki vključuje časovni potek, je bila prvotno izšla v nehronološkem vrstnem redu, poleg tega pa sta ponovno izdali in DVD različico nadalje preuredili epizode. Navdušenci so se na spletu pogovarjali o najboljšem naročilu za gledanje epizod in se je 4chan plakat spraševal: Če gledalci želijo videti serijo v vseh možnih zaporedjih, kateri najkrajši seznam epizod bi morali gledati?

Revija Quanta


fotografija avtorja

O podjetju

Prvotna zgodba, ki jo je prejel z dovoljenjem revije Quanta, uredniško neodvisna publikacija fundacije Simons, katere poslanstvo je izboljšati razumevanje znanosti s področja javnega obveščanja tako, da pokriva raziskovalne dosežke in trende v matematiki ter fizikalnih in življenjskih znanostih.

V manj kot eni uri je anonimna oseba ponudila odgovor – ni popolna rešitev, temveč nižja omejitev števila potrebnih epizod. Argument, ki je obsegal serijo s katerim koli številom epizod, je pokazal, da bi morali gledalci za prvo sezono Haruhi z 14 epizodi gledati vsaj 93.884.313.611 epizod, da bi videli vse možne naročila. "Prosim poglej [the proof] za vse luknje, ki sem jih morda zamudil, "je napisal anonimni plakat.

Dokaz je padel pod radar matematične skupnosti za sedem let – očitno je samo en poklicni matematik opazil takrat, in ni skrbno preveril. Toda v preteklem mesecu se je avstralski romanopisec Greg Egan izkazal za novega zgornjega dela števila potrebnih epizod. Eganovo odkritje je ponovno poudarilo zanimanje za to težavo in opozorilo na spodnjo mejo, objavljeno anonimno v letu 2011. Obe dokazi so zdaj pozdravljeni, saj pomemben napredek pri uganki matematiki so študira vsaj 25 let.

Matematiki so hitro preverili Eganovo zgornjo zvezo, ki se, tako kot spodnja, nanaša tudi na serijo poljubne dolžine. Potem je Robin Houston, matematik v podjetju za vizualizacijo podatkov Kiln, in Jay Pantone iz Univerze Marquette v Milwaukeeju neodvisno preverili delo anonimnega plakata 4chan. "Potrebno je bilo veliko dela, da bi ugotovili, ali je bilo to pravilno ali ne," je dejal Pantone, ker ključne ideje niso bile posebej izražene.

Zdaj sta Houston in Pantone, ki sta se ji pridružila Vince Vatter na Univerzi na Floridi v Gainesvilleu, zapisali formalni argument. V svojem članku so prvega avtorja navedli kot "Anonymous 4chan Poster."

Permutation Cities

Če ima televizijska serija le tri epizode, jih je mogoče šestkrat ogledati: 123, 132, 213, 231, 312 in 321. Ti šest zaporedij lahko sestavite skupaj, da bi dobili seznam 18 epizod, ki vključuje vsako naročanje , vendar je na voljo veliko bolj učinkovit način: 123121321. Zaporedje, kot je ta, ki vsebuje vse možne prerazporeditve (ali permutacije) zbirke n simbolov, se imenuje "superpermutacija".

Leta 1993 sta Daniel Ashlock in Jenett Tillotson opazila, da če pogledate najkrajše superpermutacije za različne vrednosti n, se zdi, da se vzorec hitro pojavlja, v katerem so vključeni faktoriali – tiste številke, napisane v obliki n !, ki vključujejo množenje skupaj vseh številk do n (npr. 4! = 4 × 3 × 2 × 1).

Če ima vaša serija samo eno epizodo, najkrajša superpermutacija ima dolžino 1! (znan tudi kot navaden stari 1). Za serijo dveh epizod je najkrajša superpermutacija (121) dolžina 2! + 1 !. Za tri epizode (primer, ki smo si ga ogledali zgoraj), dolžina znaša 3! + 2! + 1 !, in za štiri epizode (123412314231243121342132413214321), je 4! + 3! + 2! + 1 !. Faktorialno pravilo za superpermutacije je postalo običajna modrost (čeprav nihče ni mogel dokazati, da je to veljalo za vsako vrednost n), matematiki pa jo je kasneje potrdil za n = 5.

Leta 2014 je Houston začel matematike, saj je pokazal, da se za n = 6 vzorec razbije. Pravilo factorial napoveduje, da bi za gledanje šestih epizod v vsakem možnem zaporedju moralo zahtevati 873 epizod, vendar je Houston našel način, kako to storiti v 872. In ker obstaja preprost način za pretvorbo kratke superpermutacije na n simbolih v kratko superpromutacijo na n + 1 simboli, Houstonov primer je pomenil, da faktorialsko pravilo ne uspe za vsako vrednost n nad 6.

Houstonova gradbena dela s prevajanjem problema superpermutacije v znamenitega potujočega prodajnega problema, ki išče najkrajšo pot skozi zbirko mest. Natančneje, superpermutacije so povezane s "asimetričnim" potujočim prodajnim problemom, pri katerem ima vsaka pot med dvema mestoma strošek (ki ni nujno enak v obeh smereh), cilj pa je najti najcenejšo pot skozi vse mesta.

Prevajanje je preprosto: pomislite na vsako permutacijo kot "mesto" in si predstavljate pot od vsake permutacije do permutacije. Pri problemu superpermutacije želimo najkrajšo možno zaporedje številk, ki navaja vse permutacije, zato je cilj potovati skozi permutacije na način, ki čim bolj dodaja čim manj začetnih permutacij. Zato izjavljamo, da so stroški vsake poti preprosto število števk, ki jih moramo pripeti do konca prve permutacije, da dobimo drugo. V primeru n = 3 na primer pot od 231 do 312 stane 1 $, saj moramo samo dodati 2 do konca 231, da dobimo 312, medtem ko pot od 231 do 132 stane 2 $, saj moramo dodajte 32. S to nastavitvijo najcenejša pot po mestih neposredno ustreza najkrajšemu superpermutaciji.

Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

Ta prevod je pomenil, da bi Houston lahko spremenil moč prodajnih algoritmov na problem superpermutacije. Problem prodajalca je znana kot NP-težka težava, kar pomeni, da ni učinkovitega algoritma, ki bi lahko rešil vse primere tega. Ampak obstajajo algoritmi, ki lahko rešujejo nekatere primere učinkovito, in druge algoritme, ki proizvajajo dobre približne rešitve. Houston je uporabil enega od slednjih, da je proizvedel svojo 872-mestno superprepniranje.

Ker je izdelal le približno rešitev, morda ni najboljša superpermutacija. Matematiki zdaj vodijo velikansko računalniško iskanje najkrajše superpermutacije na šestih simbolih, je dejal Pantone. "Vemo, da bo naša preiskava končana v končni čas, vendar ne vem, ali je to en teden ali milijon let," je dejal. "Ni nobenega naprednega vrstice."

Napačen red

Do dela Houstonove anonimne 4chan post je skoraj tri leta sedel v svojem kotičku interneta. Eden matematik Nathaniel Johnston z Univerze Mount Allison je nekaj dni po tem, ko je bil objavljen, opazil kopijo delovnega mesta na drugem spletnem mestu – ne zato, ker je bil ljubitelj anime, temveč zato, ker je vnesel vrsto iskalnih izrazov, v Google.

Johnston je prebral argument in mislil, da se zdi verjeten, vendar se ni trudil skrbno preverjati. Matematiki so takrat verjeli, da je faktorska formula za superpermutacije verjetno pravilna, in ko menite, da natančno poznate odgovor na vprašanje, ni nižja vezava ni zelo zanimiva. Z drugimi besedami, epizode raziskav superpermutacije niso bile izvedene.

Johnston je pozneje omenil spodnjo vezavo na nekaj spletnih mestih, vendar pa "mislim, da nihče v resnici ne posveča nobenih posebnih pozornosti," je dejal Houston.

Nato je 26. septembra letos matematik John Baez z Kalifornijske univerze, Riverside, Objavljeno na Cvrkutati o Houstonovi ugotovitvi iz leta 2014, kot del serije tweets o očitnih matematičnih vzorcih, ki ne uspejo. Njegov tweet je ujel oči Egana, ki je pred desetletji predaval matematiko, preden je začel nagrajeno kariero kot novinarko znanstvene fantastike (njegov prodorni roman iz leta 1994, v srečni naključju, je bil imenovan Mesto permutacije). "Nikoli se nisem več zanimal [mathematics], "Egan napisal po elektronski pošti.

Egan se je spraševal, ali je bilo mogoče graditi superpermutacije celo krajše od Houstonove. Literaturo je prebral za dokumente o tem, kako zgraditi kratke poti skozi permutacijske mreže in po nekaj tednih je našel natančno, kaj mu je bilo potrebno. V enem dnevu ali dveh je prišel do nove zgornje meje na dolžino najkrajše superpermutacije za n simbolov: n! + (n-1)! + (n-2)! + (n – 3)! + n – 3. Podobno je s staro faktorsko formulo, vendar z mnogimi izrazi odstranjen.

"To je popolnoma razbil [previous] zgornji meji, "je dejal Houston.

Anonimni 4chan plakatni spodnji rob je bil medtem tantalizacijsko blizu novemu zgornji meji: deluje na n! + (n-1)! + (n-2)! + n – 3. Ko je Eganov rezultat postal javen, je Johnston druge matematike opozoril na dokaz anonimnega plakata, Houston in Pantone pa sta kmalu pokazala, da sta bila pravilna. Tako kot pri Houstonovem delu, nove spodnje in zgornje meje pridejo na superpermutacije s problemom trgovskega potnika: spodnja meja kaže, da mora pot skozi vsa mesta potovati po najmanjšem številu poti, ki stanejo več kot $ 1, medtem ko zgornja meja konstruira določeno pot za vsako n, ki uporablja samo 1 $ in 2 $ povezave.

Za Haruhi navijači, Eganova konstrukcija daje izrecna navodila, kako gledati vse možne naročil sezone 1 v samo 93.924.230.411 epizod. Gledalci bi lahko takoj začeli gledati gledanje, ali pa bi lahko počakali in videli, ali lahko matematiki izbrišejo to številko navzdol. Nizka vez anonimnega plakata dokazuje, da ta moteča navzdol ne bi mogla prihraniti več kot 40 milijonov epizod, toda to je dovolj za lep začetek sezone dve.

Prvotna zgodba, ki jo je prejel z dovoljenjem revije Quanta, uredniško neodvisna publikacija fundacije Simons, katere poslanstvo je izboljšati razumevanje znanosti s področja javnega obveščanja tako, da pokriva raziskovalne dosežke in trende v matematiki ter fizikalnih in življenjskih znanostih.


Več velikih WIRED zgodbe

Vmesni volilni volilni obtoženi so davek na ogljik, vendar se bo ponovno spet povečal


Prva državna davka na ogljik v Združenih državah se skoraj zagotovo ne bo zgodila. Washington glasuje po pošti, tako da še ni končan, vendar št. Strani Iniciative 1631 ima nekaj več kot 56 odstotkov, pri čemer je več kot dve tretjini glasov šteto. Ne izgleda dobro.

To je razočaranje za račun, ki so ga nekateri okoljevarstveniki in novinarji predstavili kot zvonec. Uspeh bi politikom in oblikovalcem politik povedal, da so Američani končno bili pripravljeni plačati nekaj več denarja, da bi rešili planet. Pobuda 1631 je bila tehnično pristojbina, ne pa davka; Večjemu onesnaževalcu bi zaračunal 15 dolarjev na metrično tono ogljika, ki se vsako leto povečuje, dokler se emisije ne zmanjšajo – in denar bi plačal za zeleno infrastrukturo, kot so čista proizvodnja električne energije, sanacija okolja in projekti v skupnostih, ki jih najbolj prizadene onesnaževanje. (Onesposobitelji so morda prosili za to ceno potrošnikom.) Na strani da: Ohranjanje narave, Bill Gates, REI in koalicija političnih skupin. Na nobeni strani: 31 milijonov dolarjev naftnega podjetja.

To bi bil prvi večji davek na ogljik v ZDA, ne pa tudi na svetu. Finska je bila prvič v devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Pogoste so po vsej Aziji in Evropi. V Kanadi je imela Britanska Kolumbija od leta 2008, rezultati pa so bili po poročilih o dobrih delovnih mestih, manjših emisijah. ZDA so tu zunaj, čeprav je ideja na zvezni ravni tudi v ZDA, nazadnje – od Carlos Curbela, predstavnika republike iz Floride. (Washingtonska država je leta 2016 zavrnila neposredni davek na ogljik, denar, ki ga je vzbudil, naj bi se vrnil davkoplačevalcem kot popuste.)

Davek na ogljik je nekakšna stvar, za katero so ekonomisti večinoma soglašali, očitno – toplogredni plini so "zunanja oblika", škodljiv stranski učinek, ki povzroča škodo okolju, vendar ni vključen v ceno gospodarstva, ki temelji na ogljiku. Verjetno je teoretično ugotoviti, koliko škode povzroča dodatna enota onesnaženja; ti so tako imenovana obrobna odškodnina. "V ekonomiji učbenikov ste določili ceno, enako obrobni odškodnini, in to vam omogoča stroškovno učinkovito zmanjšanje škode, ki jo povzroča eksternost," pravi Marc Hafstead, direktorica pobude za določanje cen ogljika na področju virov za prihodnost. To je malo bolj zapleteno, kot to dovoljuje Hafstead, saj so emisije svetovne in težko je natančno določiti, kakšne so majhne škode, vendar je osnovna ideja, če boste obdavčili emisije, ljudje manj oddajali davke, kjerkoli lahko.

Zdi se, da se volivci v Washingtonu strinjajo, da je kraj, kjer je najbolj učinkovito zmanjšati emisije, "nikjer." Večina Američanov meni, da je globalno segrevanje resnično, ljudje so vzrok in nekdo mora storiti nekaj. Toda na tej zadnji stvari se morda ne strinjajo kdo ali kaj. Nasprotniki Washingtonskega zakona so trdili, kaj nasprotniki davkov navadno trdijo: premalo nadzora nad tem, kako bi bil denar porabljen, ne bi dosegel cilja, ki ga je določil, ni pošten. "Deluje kot regresivni davek, ki škoduje tistim, ki najmanj si lahko privoščijo plačati več, in ne bo učinkovito pri zmanjševanju emisij toplogrednih plinov v Washingtonu," je na dan volitev dejala predstavnica št. (Davek na emisije ogljika ni nujno regresiven, to je vrsta stvari, s katero se ekonomisti in oblikovalci politik borijo, vendar pa so navijači iz leta 1631 sodelovali s skupnostmi, ki so morda težje zadale, da bi zadovoljile svoje skrbi, in verjetno bi koristi javnega zdravja prevladale nad stroški.)

Na njegovem očitnem porazu leta 1631 je bil temeljni kamen na zelo slabem dnevu za okoljsko zakonodajo. Arizona je glasovala proti težjemu prehodu na obnovljivo energijo. (Milijarder ameriške milijarde ameriških dolarjev, Tom Steyer je porabil skoraj 18 milijonov dolarjev, ki so ga poskušali postaviti na vrh; lokalna energetska družba je porabila več.) Nevada je rekla "da" obnovljivim virom energije, vendar se je zavrnila, da bi razkolila državni energetski monopol. Colorado je glasoval za razširitev vrtanja nafte in plina. Curbelo, podnebni vodnik Florida rep, je izgubil svojo kandidaturo za ponovno izvolitev. Planet je še vedno goreč.

S političnega vidika vse to kaže, da je treba pri reševanju podnebnih sprememb zahtevati močno nacionalno vodstvo. O tem, uh oh, saj predsednik Trump ne verjame, da ljudje povzročajo podnebne spremembe, in veliko velikih republikanskih financerjev je vezanih na industrijo, ki oddaja ogljik.

Še vedno pa bi se lahko odločili pogledati vaš kozarec petrokemičnih izdelkov kot pol poln. "Glasbeni ukrepi so pogosto dovzetni za dezinformacije in veliko denarja, ki ne spadajo v državo, in obstajajo omejitve glede meritev glasujočih glasov", pravi Dylan McDowell, namestnik direktorja Nacionalnega kokusa okoljskih zakonodajalcev, skupine, ki pomaga državnim zakonodajalcem, da sprejmejo podnebne zakone. "Državna zakonodaja je bolj sposobna obravnavati nekaj, kar je zapleteno kot cene ogljika".

Zahvaljujoč demokratičnim prevzemom guvernerjev in državnih hiš leta 2018, je zdaj bolj verjetno. New York, Colorado, New Hampshire, Maine in Minnesota zdaj imajo pro-okoljske večine. Massachusetts se približuje cenam ogljika; Oregonski zakonodajalci bodo verjetno glasovali o zakonu o trgovini in trgovini prihodnje leto. Izvoljeni guvernerji Illinoisa, Colorada in Nove Mehike so vodili kampanjo o obnovljivih virih energije. In Kalifornija še vedno ima svoj sistem omejevanja in trgovanja z ogljikom, novi guverner pa je uperil, da bi se boril s predsednikom. Torej je državna raven še vedno prostor za podnebno zakonodajo.

Ti državni zakonodajalci včasih postanejo nacionalni oblikovalci politik. NCD McDowell opozarja, da je njegova skupina tesno sodelovala z izvoljenim kongresnikom Iowa Abby Finkenauer, ko je bila v zakonodajnem postopku. "Eden od neverjetnih vzrokov je, da se je nujnost, ki se mi zdi obdavčitev podnebnih sprememb, dejansko povečala od začetka akcije", je dejal na volilni dan Mike Stevens, državni direktor v Washingtonu za varstvo narave. Davčna stopnja ogljika v Washingtonu morda ni prva v državi, ampak nekdo bo.


Več velikih WIRED zgodbe

Tehnični glitch odloži začetek NASONOVega ICON Satelita na raketo Pegasus


Misija NASA, da poda satelit iz letala, da bi sondo Zemlje vzbujala na robu vesolja, je bil zakasnjen še en dan zaradi napake z raketo, ki je bila odkrita tik pred začetkom zgodnjega sreda (7. november).

Letalska letala Stargazer L-1011, ki je prevažala satelitski satelit Ionospheric Connection Explorer NASA ali ICON, se je že oddaljila od svojega počivališča na letalski postaji Florida Cape Canaveral, ko je bila odkrita težava na raketo Northrop Grumman Pegasus XL, ki naj bi začela satelit iz zraka ob 3:05 EST (0705 GMT). Naslednja priložnost za uvedbo ICON-a je v četrtek (8. novembra), so sporočili iz urada NASA.

"NASA in Northrop Grumman sta izpraznili današnji začetek #PegasusXL zaradi off-nominalnih podatkov, ki so jih prejeli med zapornim letom", predstavniki s Northrop Grummanom, ki je zgradil raketo, je dejal v posodobitvi Twitterja po pilingu. Letalo L-1011 Stargazer se je vrnilo v postajo letalskih sil Cape Canaveral in preiskava o anomaliji se bo kmalu začela, so dodali.

Umetnikova predstavitev vesoljske ladje ICON na delu, ki preučuje mejo med Zemljo in vesoljem.

Umetnikova predstavitev vesoljske ladje ICON na delu, ki preučuje mejo med Zemljo in vesoljem.

Kredit: NASA Goddardov konceptualni slikovni laboratorij / B. Monroe

Začetni piling je najnovejši v vrsti zamud za misijo ICON v zadnjem letu. Satelit je bil prvotno predviden za začetek 8. decembra 2017, preden so raketni izdaji prisilili NASA, da jo preloži v globino leta 2018. Prvi začetni načrt za ICON je pozval, naj Stargazer L-1011 vzame iz baze ameriške vojske na Atol Kwajalein na Maršalskih otokih v Tihem oceanu. Po začetnih zamudah v lanskem letu je NASA preselila počivališče za začetek na postajo letalske vojne Cape Canaveral v Floridi.

NASA-jev satelit ICON je v dobrem zdravstvenem stanju, saj inženirji to vprašanje ocenjujejo s svojim Pegasus XL boosterjem, so sporočili predstavniki podjetja Northrop Grumman.

Letalska letala Stropazer L-1011, ki nosi raketo Pegasus XL Northrop Grumman, ki bo letala NASA-jevega ICON-a v orbito prispe na postajo letalskih sil Cape Canaveral 19. oktobra 2018. Satelit naj bi se začel s Stargazerja s pomočjo Pegasusa XL 7. novembra 2018, vendar je tehnična napaka zamaknila let.

Letalska letala Stropazer L-1011, ki nosi raketo Pegasus XL Northrop Grumman, ki bo letala NASA-jevega ICON-a v orbito prispe na postajo letalskih sil Cape Canaveral 19. oktobra 2018. Satelit naj bi se začel s Stargazerja s pomočjo Pegasusa XL 7. novembra 2018, vendar je tehnična napaka zamaknila let.

Kredit: Kim Shiflett / NASA

ICON je 252 milijona dolarjev za študij Zemeljske ionosfere, ki je najvišja atmosfera Zemlje, ki jo ionizira Sončno sevanje, kot še nikoli prej. Satelit bo orbiti okoli 360 milj (575 km) nad Zemljo in bo uporabil štiri različne instrumente, ki bodo spremljali, kako zemeljski vetrovi in ​​sončni sončni vihar oblikujeta ionosfero, ki pokriva regijo približno 50 do 400 milj (80 do 645 km) nad planet. Znanstveniki upajo, da bo vesoljska ladja pomagala razumeti, kako ti vetrovi vplivajo na komunikacije in signale GPS, ki jih pošiljajo skozi ionosfero, kot tudi sateliti in vesoljska plovila na nizki zemeljski orbiti (kot je Mednarodna vesoljska postaja), ki letijo skozi dele atmosferskega sloja, Uradniki NASA.

E-pošta Tariq Malik na naslovu tmalik@space.com ali pa mu sledite @tariqjmalik. Sledi nam @ Spacedotcom in Facebook. Izvorni članek na Space.com.

Srednjeveške volitve 2018


In tako a nekaj padcev dominira. Michigan je glasoval za legalizacijo rekreacijske uporabe konoplje, medtem ko so juhe in Missouri to legalizirali za medicinsko uporabo, glede na napovedi, ki so bile izvedene v torek zvečer zvečer. (Rekreacijski ukrep v Severni Dakoti ni uspel, čeprav medicinska konoplja ostaja zakonita tam.) Pridružijo se 31 drugim državam, ki so že odšle na medicinsko pot, in devet drugih, ki so popolnoma prenovili.

To je zmaga za državljane teh držav – konoplja je daleč daleč varnejša od alkohola in ima vrsto dokazanih zdravniških koristi, še več pa raziskovalcev. Toda to je lahko tudi zmaga za konopljo po vsej državi: več izjav, ki legalizirajo konopljo, bolj verjetno je, da bo zvezna prepoved kmalu zavladala.

"Momentum pridobiva spremembe v kongresu, da državam omogoči, da določijo svojo politiko marihuane", pravi Morgan Fox, direktor za odnose z mediji pri Nacionalnem združenju konoplje. "Dve tretjini države želi, da marihuana postane pravna in politiki to zanemarjajo."

Rezultat tega srednjeročnega volitev je pomemben le kot končna igra o razvezi zvezne prepovedi konoplje. Zagon bi lahko pomagal tudi državam, ki so že glasovale za legalizacijo droge, vendar jih federalna ureditev še vedno moti. Poleti je na primer Odbor za odobritve senatov podvomil v spremembo, ki bi bankam omogočila delo s podjetji za konopljo. To je seveda glavna glavobol za industrijo: če kultivator ali distributer ali dispanzer ne more najti banke za delo, je nekako težko poslovati.

Države, kjer je marihuana pravna, so prav tako blokirane, da bi veteranom omogočili boljši dostop do konoplje. V septembru je Kongres umaknil še eno spremembo, ki bi zdravnikom, povezanim z Ministrstvom za veterane, omogočila, da priporočijo medicinsko marihuano v državah, kjer je že zakonito.

Torej teorija je, da bi se z več državami, ki glasujejo za legalizacijo, ta odnos obtičal do svojih predstavnikov v Washingtonu. In še posebej visoka ovira je padla. Republikanski Pete Sessions of Texas, predsednik odbora House Rules, ki blokira glasove o spremembah kanabisa, pravkar izgubil demokratični izziv, Colin Allred. Kako resna je zdravilna marihuana? To pravi imenuje seje ob spremembi veteranov.

Ampak potem spet potek konoplje ne prihaja od politikov, ampak od ljudi. "Ena od zanimivih političnih dinamik legalizacije konoplje je, da se v skoraj vseh državah dogaja z glasovalno pobudo," pravi Ryan Stoa, avtor knjige Obrtna plevela: družinsko kmetovanje in prihodnost industrije marihuane. "Pomen, ni, če zakonodajalci berejo čajne liste."

Po mojem mnenju morda pripisujemo preveč upanja politikom, da si prizadevajo za zvezno reformo, ki jo želijo volivci. "Iz kakršnega koli razloga se zdi, da je v imenu politikov še vedno veliko obotavljanja, tudi v primeru močne javne podpore za legalizacijo," pravi Stoa.

V najboljšem interesu države je, da se kanabis legalizira zvezno, ker je ekonomija konoplje neto. V preteklosti je Kalifornija zagotovila tri četrtine domačih konoplje v ZDA. To je bilo seveda nad črnim trgom. Toda čeprav je Kalifornija postala rekreacijsko pravna, se na črnem trgu še naprej pojavlja tako v državi (visoki davki pomenijo, da nekateri bolniki preskočijo pravni trg) in po vsej državi. Kultivatorji "proizvajajo več oskrbe, kot jih potrošniki zahtevajo v državi Kaliforniji, kar pomeni, da je veliko te ponudbe na državni črni trg," pravi Stoa.

Kadar država postane zakonita, mora biti konoplja, ki se prodaja v državi, proizvedena v državi (veterinarji ne marajo meddržavnih trgov konoplje, iz očitnih razlogov). Toda legalizacija prihaja s hudimi rastočimi bolečinami. Mali pridelovalci iz Kalifornije, na primer, se zatečejo na težo novih predpisov, namenjenih varstvu okolja in potrošnikov. Zato je morda skušnjava, da preskočimo prodajo distributerjem (ki nato varnostno preizkušajo izdelek) in namesto tega gredo na črni trg in jih vse prodati iz stanja.

"Črni trg je uspešen in bo še naprej uspeval," pravi Swami Chaitanya, pravni pridelovalec v legendarni županiji Mendocino v Kaliforniji. "In dejstvo je, da ko gre v teh drugih državah zakonito, se vse preganjanje nagiba k padcu, dokler ne predstavljam, da bo bolj črni trg šel v tiste države, ki so zdaj zakonite."

Razdrobljenost trga bi lahko bila še zlasti akutna v državah, ki sledijo podobni, zelo regulirani poti legalizacije kot Kaliforniji, vendar nimajo veliko lokalno proizvodnjo konoplje. Nevada je imela ta problem, isto s Kolorado. Toda pomanjkanje bi bilo manj problematično, če bi bila konoplja zakonito zvezna, proizvajalci pa bi lahko legitimno prodajali svoje izdelke po državnih mejah.

Kako se Michigan, Utah in Missouri razširijo v zakonito konopljo, kot je hitrost, s katero se kongres približa zvezni legalizaciji. Ampak nekaj svetlih novic: imamo nove obraze. "Z novim kongresom," pravi Chaitanya, "skoraj ni vprašanje, ali se v večini držav legalizira, a kongresni ljudje bodo izvoljeni, da bodo pro-kanabis?"

Upamo, da bodo zaradi svojih volivcev, gospodarstev, zapornih sistemov in države na splošno.


Več velikih WIRED zgodbe

Prečne nagrade Silicijeve doline imajo denar, vendar potrebujejo raznolikost preveč


Prebojne nagrade so za razliko od nič drugega v znanosti. Namesto gumenja laboratorijske opreme je Orlando Bloom. Namesto da bi nalepili labtop plašče, se znanstveniki najdejo po rdeči preprogi v najboljšem črno kravato. Namesto da bi prejeli štipendije iz NASA ali nacionalne znanstvene fundacije, so prisotni raziskovalci zbrali svojo rezino v višini 22 milijonov dolarjev v darila milionarjev Silicon Valley Sergey Brin, Mark Zuckerberg in Priscilla Chan, Ma Huateng (bolj znan kot Pony Ma) , Jurija in Julie Milner ter Anne Wojcicki.

Od leta 2012 so se ti zelo bogati ljudje stali, da bo dodajanje rdeče preproge največji znanstveni denarni nagradi na svetu navdihnilo več ljudi, da bi šli v temeljne raziskave. Za 3 milijone dolarjev je vsaka nagrada vredna več kot dvakrat toliko, kot je prejela Nobelova nagrada. "V top 300 znanih osebnosti ni nobenega znanstvenika. To se želim spremeniti, "je povedal WIRED, ki je tvegani kapitalist in fizik Yuri Milner. Medijsko pokriva dogodek kot dokaz, da se velika vlaganja v znanost častijo začenjajo odplačevati.

V NASA-jevem raziskovalnem centru Ames so se slavili in znanstveniki zbrali, da so praznovali znanost in delili nekaj teh sladkih gotovine v Silicon Valley. Z Pierce Brosnan kot emcee je devetim raziskovalcem prejelo Prestižno nagrado in 12 znanstvenikov iz zgodnjega poklicnega življenja osvojilo nagrado New Horizons. Orlando Bloom, Ron Howard, Julianne Moore, Thandie Newton, Lupita Nyong'o, Zoe Saldana in G.E.M. predstavil nagrade in Lionel Richie izvedel.

Prvo leto je bila nagrada, Milner in drugi ustanovitelji izbrali začetno serijo zmagovalcev s pomočjo zunanjih strokovnjakov. Toda od takrat so zmagovalci prejšnjih let izbrali nagrajence prihodnjega leta iz skupine odkritih znanstvenikov.

Postopek izbiranja novih zmagovalcev grobo posnema strokovni pregled, ki ga opravijo člani revije, z enakimi omejitvami. Kot pri drugih znanih znanstvenih nagradah so bili pretekli zmagovalci pretežno beli in moški. Letos je zmagovalec posebne prebežne nagrade za temeljno fiziko, Jocelyn Bell Burnell, ki je bil znan po Nobelovi nagradi, v intervjuju za rdečo preprogo zahteval bolj raznolike nominacije z univerz po vsem svetu. (Nominacije za nagrade za prihodnje leto so odprte 30. aprila). Bell Burnell je bila ena od treh žensk, ki so letos prejele nagrado. "Vesel sem tudi, da imamo več ženskih zmagovalcev," pravi Milner. "To postaja nekoliko bolj globalno." Bell Burnell donira svoj nagradni denar za oblikovanje doktorskih štipendij za študente iz manj zastopanih skupin, ki delajo v osnovnih znanostih. "To niso samo ženske," pravi. "Rad bi povečal raznolikost na splošno."

Zmagovalci lahko porabijo svoje nove milijone za kaj, in letošnji zmagovalci so rekli, da bodo prispevali svoja nova sredstva svojim hipotekam ali izobraževanju njihovih otrok – ali pa kupili nekaj krogov pijač za svoj laboratorij. Nagrade pridejo v času, ko se raziskovalni proračuni, zlasti tisti za temeljna znanstvena vprašanja, vse bolj stisnejo. "Žalostno je, da morajo posamezniki in nagrade prevzeti več ostankov," pravi Brian Metzger, ki je leta New Horizons osvojil napoved za električne signale iz združitve nevtronskih zvezd in njegovo vodstvo na svojem področju. iz Nacionalne znanstvene fundacije ali NASA in ti proračuni so se znižali ali ostali enaki. Še vedno je težko financirati znanost. "Zasebne nagrade imajo lahko več etičnih vprašanj, kot je povezava s Kremljem (v Milnerjevem primeru) sredi srednjeročnih volitev, kjer je bilo rusko vmešavanje v težave.

Toda večina raziskovalcev se je zdela vesela, da je njihov prispevek priznala Silicon Valley in nekdanji James Bond. "Ljudje radi vidijo, kdo so znanstveniki," pravi Joanne Chory, biologinja molekularnih rastlin in eden od lanskoletnih zmagovalcev. "Torej, zakaj ne bi nas enkrat na TV-u?"

Zmagovalci so se zbrali na odru. Od leve proti desni: Adrian Krainer, Angelika Amon, Xiaowei Zhuang, Zhijian Chen, Vincent Lafforgue, Jocelyn Bell Burnell, C. Frank Bennett, Charles Kane, Eugene, Mele in Samay Godika.

Steve Jennings / Getty Images

Tukaj je popoln seznam letošnjih zmagovalcev:

Znanosti o življenju

C. Frank Bennett, farmakolog Ionis Pharmaceuticals in Adrian Krainer, biokemičar in molekularni genetik v Laboratoriju Cold Springs Harbour, so podelili nagrado za oblikovanje učinkovite terapije za otroke s smrtonosno dedno nevrodegenerativno motnjo, imenovano spinalno mišično atrofijo.

Angelika Amon, molekularni in celični biolog na MIT in medicinski inštitut Howard Hughes, ki kažejo, da ima lahko nenormalno število kromosomov pri raku.

Xiaowei Zhuang, biofizikar na Univerzi Harvard in Medicinski inštitut Howard Hughes, izumili so novo tehniko mikroskopije, ki nam omogoča pregledovanje prejšnjih neznanih struktur v celicah.

Zhijian "James" Chen, biokemist na medicinskem centru Southwestern University of Texas in Medicinski inštitut Howard Hughes, za odkrivanje encima DNK, ki aktivira imunski odziv belih krvnih celic.

Temeljna fizika

Charles Kane, teoretični fizik kondenzirane snovi in ​​Eugene Mele, kvantni fizik, tako na Univerzi v Pennsylvaniji, so podelili nagrado za napovedovanje nove vrste snovi, ki samo na svojem področju izvaja elektriko.

Matematika

Vincent Lafforgue, matematik pri francoskem nacionalnem centru za znanstvene raziskave in institutu Fourierja, Université Grenoble Alpes, za prispevke k algebrski geometriji, zlasti Langlandsovemu programu, ki se nanaša na povezavo med teorijo števila in geometrijo.

Posebna prestižna nagrada za temeljno fiziko

Jocelyn Bell Burnell, astrofizik na Univerzi v Dundeeju in Univerzi v Oxfordu, je bila nagrajena za odkritje pulsarjev in življenjsko dobo znanstvenega vodstva.

1 UPDATE 11.5.18 19:10 Popravljen, da bi pojasnil, da so komentarji Jocelyn Bell Burnell potekali v intervjuju na odru.


Več velikih WIRED zgodbe

Bitcoin bo izstrelil planet. Vprašanje: Kako hitro?


Max Krause je bil razmišljam o nakupu nekega bitkoina, kot ga ima. Toda Krause je inženir, večinoma dela na modeliranju emisij toplogrednih plinov na odlagališčih, zato je bil njegov prvi korak voditi s številkami. Seveda je gledal na ceno, ampak tudi, kako hitro svetovni bitkoin rudarji ustvarjajo nove bitcoine in knjigo, ki jim pripisuje. In pogledal je, koliko električne energije bi to zahtevalo.

"Mislil sem, človek, to je veliko energije," pravi Krause. "Mislil sem, da ne more biti res, da ljudje uporabljajo to veliko energije. Ampak je."

Izračuni Krausea niso samo tisti, ki se tridesetkrat spreminjajo, kriptokurrency blog trolling ali belo-paper crossfire. Njegovi izračuni o tem, koliko ogljikovih emisij ogljika, ki segrevajo energijo in planet, najbolj štiri kriptokotovitve, so lahko v članku v časopisu Narava Trajnost danes, ki se pridružuje naraščajočemu kanonu recenzijskega in strogega dela, ki poskuša postaviti številke v problem, s katerim se svet kriptocutnosti že vrsto let spoprijema: koliko porabijo valute z energijo z blokado in koliko odgovarja?

Kdor je Satoshi Nakamoto, njegov genij ali njena ideja za bitkoin, ki je bila objavljena skoraj točno desetletje, je bila pri reševanju ključnega problema z digitalno valuto: s kopiranjem lepljenja lahko ustvarite več. Zamisel Nakamoto je bila, da neizbrisno ovrednoti vse transakcije v nadaljevanju. Naredite nekaj zelo težkih matematičnih podatkov, natančneje poiščite številko, s katero lahko »hash« z algoritmom, imenovanim SHA-256, ustvarite odgovor, ki ga vsi v omrežju strinjajo, je prav, in ne samo, da ustvarite novega bloka v verigi, dobite tudi nagrado: bitkoins. Ta sistem se imenuje "dokazilo o delu", kot je, morate dokazati, da ste matematiki dobili denar.

V svojem novem dokumentu Krause in njegov soavtor sledita vsaj v prvi polovici leta, kar je v zadnjih letih postalo precej standardna metoda. Začne se z zaslišanjem spletnega bloka ali agregacijskih spletnih strani, koliko teh izračunov se zgodi v določenem času – vsak dan ali vsako sekundo. To je hitrost. (Krause pravi, avgusta 2018, da je bil samo 50 bitov na sekundo na Bitcoinu.) Potem boste ugotovili, koliko energije porabijo top-of-line rudarski računalniki, pogosto v džulih na heš. Ta meritev je zahtevnejša, iz razlogov, ki jih bom do takrat zaslužil. Povežite jih skupaj in veste, koliko moči uporablja omrežje.

S to številko v roki lahko ugotovite, koliko električne energije porabi kriptocutnost. To je 3,6 milijona joulov do 1 kilovatno uro. Pretekle ocene za Bitcoin so se gibale od 4 do 5 teraletno do 44 TWh / leto, kar se je leta 2017 uporabljalo v Hongkongu. Krause pravi, da je to več kot 8,3 TWh letno, približno enako kot poraba energije v Angoli.

Ampak Krause je šel še dlje, dodal je ocene za porabo energije treh najpopularnejših kriptokurrency omrežij – Ethereum, Litecoin in Monero. Naštejte in pomaknite desetine manjših vnosov in v bistvu podvojite številko, 16,6 TWh / leto, s čimer ste postavili kriptocurrentno električno energijo na raven s Slovenijo (s pogledom na preseganje Kube).

Ogljični odtis kriptocutnosti se razlikuje glede na to, koliko energije porabi omrežje in vrsto energije, ki se uporablja, ko je kovanca minirana.

Max J. Krause; Thabet Tolaymat; Naravne raziskave

Druge, podobne ocene so v skladu s temi številkami, njihove ocene pa se strinjajo, da so verjetno na koncu. Kot poudarja Krause v članku, večina bitcoin mininga poteka industrijsko, z velikimi aglomeracijami računalnikov. To pomeni veliko toplote in njegove številke ne upoštevajo moči, ki se uporablja za hlajenje. Kot veliko drugih ljudi, ki to počnejo, ocenjuje tudi nekaj predpostavk vrste računalnikov, ki uporabljajo kriptokovzhodne rudarje. "To je analiza od zgoraj navzdol, kjer ravnamo samo po oceni celotne mreže," pravi Krause. "Kaj bi resnično pripomoglo k zapolnitvi vrzeli je od spodaj navzgor, gledano na posamezno spletno mesto, ki vgrajuje ali izklaplja novo opremo."

Takšni podatki so redki. Alex de Vries, ekonomist pri podjetju PricewaterhouseCoopers, ki vodi blog Digiconomist, ki sledi porabi energije bitcoin, je v članku v reviji združil nekaj Joule zadnja pomlad. Pomembno je; kot je zapisal, lahko Antminer S9, namenjen za bitkoin mining, lahko izvede 14 terahasov na sekundo s samo 1.372 vati. Za pol milijona Playstation 3 in 40 megavatov bi bilo treba porabiti več kot 30.000-krat več energije. Tudi to ni edina negotovost. "Hladilna oprema nima računske moči, če pa kupujete več tisoč strojev, je veliko dodatnih hlajenja in dodatnih stroškov", pravi de Vries. "In celotno omrežje ni narejeno iz najučinkovitejših strojev. Obstaja veliko razlogov, zakaj bi ljudje mine z manj učinkovitimi. "

Resnično vprašanje pa je, ali je ta uporaba moča pomembna. Krauseov papir poskuša vzpostaviti povezavo med metaforičnim bitkominskim miniranjem in dejansko, rudarstvo rudarjenje s primerjanjem energije, ki jo potrebuje za pridobitev enakovredne vrednosti 1 kriptokurrency in 1 vredno vrednost različnih dragocenih kovin, zlata, platine, nekaterih redkih zemelj in tako naprej. Odgovor: Potrebno je več energije, da dobiš nekaj bitov. Bilo je 17 megajoulov za dolar vreden bitkoin le 4 MJ za dolar v vrednosti bakra.

Na splošno potrebujem več energije za mojo kripto valenco v višini 1 $, kot pa za moj 1 $ dragocenih in blagovnih kovin. Aluminij je izjema; zelo energijsko lačna.

Max J. Krause; Thabet Tolaymat; Naravne raziskave

V vseh teh vprašanjih, ki se nanašajo na porabo energije, se nanašajo skrbi glede emisij toplogrednih plinov. Zagovorniki kriptokutnosti in nasprotniki želijo vedeti, ali tudi njihova decentralizirana, varna denarna sredstva brez državnih sredstev uničujejo planet. In to je odvisno od tega, od kod prihaja moč. Očitno obnovljivi vir, kot je geotermalna energija ali hidroelektrarn, ne bi izpuščal ogljika, čeprav bi lahko izčrpal moč, ki so jo potrebovali drugi ljudje za manj kripto-uporabne namene, kot so luči in klimatske naprave, kar bi lahko pomenilo povečano proizvodnjo električne energije. Krauseove številke kažejo, da bitkoin proizvede veliko več CO2 kot druge valute, ampak tudi, da bitcoin mined na Kitajskem oddaja štirikrat CO2 kot kanadski bitkoin.

To je prava skrb. Lansko leto članek v Grist da bo bitcoin omrežje porabilo več energije kot ZDA do naslednjega poletja in več energije, kot je celoten planet, do leta 2020. Tudi če to ni verjetno, članek skupine raziskovalcev s Havajev v reviji Naravne podnebne spremembe prejšnji teden je opravil enake vrste izračunov kot de Vries in Krause in ugotovil, da je uporaba bitcoin povzročila ekvivalent 69 milijonov metričnih ton CO2 leta 2017. Če bitcoin raste kot druge tehnologije, bodo avtorji rekli, da bi dokapitaliziral dovolj toplogrednih plinov, da bi planet segreval za 2 stopinja Celzija do sredine 2030-ih let.

Vsakdo ve, da so kriptokovrednosti planetarni gorilnik. Toda tudi veliko stvari. Priprava dejanskih, fizičnih dolarjev ima tudi ogljični odtis za to zadevo. "Trg ne zanima precej zanimivih znanstvenih člankov," pravi Joseph Bonneau, raziskovalec kripto valut na univerzi v New Yorku. "Na koncu mislim, da bo na koncu ekonomsko. Dokler obstaja povpraševanje po bitkoinu in blokah za dokazovanje dela, se bodo ljudje pokazali, da bodo to mine. "

NAUČI SE VEČ

Vodnik WIRED za Bitcoin

Ni niti jasno, da je mogoče ustaviti. Celo ko so se letos kriptocurrency začele zruševati, se je stopnja rasti omrežja povečevala. Po eni strani se takšna razkritja med ceno in stopnjo hašiša zdi temeljna težava v valuti, toda Bonneau pravi, da je verjetno več, da je stopnja hašiša zadnji pokazatelj. "Rudarji imajo veliko fiksnih stroškov. Kupiti morajo zemljo in opremo. Imajo nekaj mejnih stroškov v elektriki, zato na splošno delujejo na precej visoki stopnji, "pravi Bonneau. "Tudi če se cena zmanjša precej, je še vedno dobičkonosno, da ohranijo svojo strojno opremo." Veliki industrijski rudarji bi morda celo kupili električno energijo po fiksni pogodbi, kar jim daje še manj razlogov za odziv na ceno.

Način, kako Nakamoto načrtuje sistem, računalniške težave postanejo težje in težje, upočasnjuje stopnjo nastajanja novih blokov. In na koncu ne bo več blokov; bitkoin je omejen na 21 milijonov. "Veliko Bitcoin maximalist sanjski bitko bo nadomestil vse druge valute, in tako ljudje upravičujejo res visoko vrednotenje", pravi Bonneau. "Toda tudi če bi se to zgodilo, če bi bil bitkoin edina valuta na svetu po 100 letih, menim, da bi prišlo do velikih sprememb." 21-milijonska kapica, provizije za transakcije, tudi sami dokazi o delu, so pravzaprav finančna politika, kodirana v programsko opremo. (Ethereum deluje na drugem pristopu, imenovanem dokazni vložek, ki je bolj odvisen od tega, koliko denarja ima uporabnik v sistemu; tehnologija, imenovana Lightning Network, bi lahko povečala energetsko učinkovitost hašiša.)

"In če vlada Kitajske ali ZDA odloči bitkoin grožnja civilni družbi s svojo porabo električne energije, ne bo preživela," pravi Bonneau. "Lahko vodite podzemno kriptocurrency, vendar ne tisti, ki pere gigawatt električne energije. Proizvodnja gigavatov ni mogoče storiti v skrivnem stanju. "

Ena zadnja stvar: Verjetno bi se spraševala, ali je Krause začel mining bitcoin. "Nisem," pravi. "Boljše sem kupoval kovance in jih zadrževal, kot da bi poskušal graditi ploščad." Z drugimi besedami, to je bil slab rezultat: kriptokutnost ni kot mehanizem za brezpredmetno, varno poslovanje, temveč samo kot špekulativni instrument. Toda Krause ne bo zapustil službe pri Agenciji za zaščito okolja (ki bo, če bo jasno, ne bo financiral svoje raziskave) kmalu. "Nisem se bogat," pravi Krause. "Tako kot vsi ostali, bi si želeli, da bi si dal več v zgodnejši."


Več velikih WIRED zgodbe

Astronomi krožijo do roba črne luknje Mlečne ceste


Za prvo znanstveniki so opazili nekaj, kar se je vrtelo okoli črne luknje v jedru naše galaksije. Njihove meritve kažejo, da se te stvari, morda narejene iz blobs plazme, vrtijo nedaleč od najvišje orbite, ki jo dovoljujejo zakoni fizike. Če je tako, to omogoča astronomom najtesnejši videz še v prostorih, ki jih zaznavajo prostor, ki obkroža črno luknjo. In sčasoma bodo dodatne ugotovitve pokazale, ali ti znani zakoni fizike resnično opisujejo, kaj se dogaja na robu prostora, kjer se prostorski čas razbije.

Revija Quanta


fotografija avtorja

O podjetju

Prvotna zgodba, ki jo je prejel z dovoljenjem revije Quanta, uredniško neodvisna publikacija fundacije Simons, katere poslanstvo je izboljšati razumevanje znanosti s področja javnega obveščanja tako, da pokriva raziskovalne dosežke in trende v matematiki ter fizikalnih in življenjskih znanostih.

Astronomi so že vedeli, da je na Mlečni poti gostilna osrednja črna luknja, ki tehta okrog štiri milijone sonca. Od Zemlje je ta črna luknja gosta, majhna stvar v konstelacijskem Strelcu, le toliko kot na nebu kot semena jagod v Los Angelesu, gledano iz New Yorka. Toda medzvezdni plin sveti, ko se vrti v črno luknjo, ki označuje temno srce galaksije z eno, malo svetlobo v infrardeči svetlobi v astronomskih slikah. Astronomi ga imenujemo Strelec A * (izgovarjal se je »A-zvezda«).

Raziskovalci so že 15 let opazovali to točko in se spraševali, zakaj. Občasno se z infrardečo svetlobo 30-krat svetlejša in se nato v nekaj minutah zniža. Čeprav je ekipa, ki je bila ustanovljena na Inštitutu za zunanjo fiziko Max Planck v Nemčiji v Garchingu, merila ne samo s svetlostjo tega žarka, temveč tudi z njenim položajem s čudovito natančnostjo. Ko se vžge, se premakne tudi v smeri urinega kazalca na nebu, izsledi pa majhen krog, ki ga najdejo.

"Videli so nekaj, kar se giblje," je dejal Shep Doeleman, astronom v Harvard-Smithsonian Centru za astrofiziko, ki ni sodeloval v tem, kar imenuje ekstremne meritve ekipe, ki so bili objavljeni ta teden Astronomija in astrofizika. "Kaj je, ni ravno jasno."

Toda ena posebna razlaga izstopa, trdi skupina. Ta poteza verjetno prihaja iz "vročih točk", žareče plasti magnetno ogrevane plazme, ki kroži okoli črne luknje, ki se vrti čez skoraj tretjino hitrosti svetlobe. Ker te vroče točke krožijo, so črne luknje neizmerne gravitacijske sile preobrat v vesolje v nekaj, kot je leča, tista, ki utripa svetilnike svetlobe po vesolju, kot je galaktični žaromet. Ideja, ki jo je leta 2005 predlagala Avery Broderick, zdaj na Inštitutu za teoretično fiziko v Perimeteru in Univerzi Waterloo v Kanadi, in Avi Loeb z Univerze Harvard, bi pojasnila, zakaj se zdi, da se črna luknja vnetja.

"Zdi se, da imajo tukaj nekaj resnično zanimivega," je dodal astronomer Andrea Ghez, dolgoletni tekmovalec evropske ekipe na Kalifornijski univerzi v Los Angelesu.

Če so ti vrtljivi vžigovi zaradi vročih točk, kot so si Broderick in Loeb zamišljali, bodo dodatni izbori pomagali razkriti "spin" črne luknje, merilo njegove rotacije. Prav tako bi lahko zagotovil nov način, da bi pokončali in prodirali Einsteinovo teorijo splošne relativnosti v upognjenem prostorskem času pri ustju črne luknje.

"Če se občasno držim prav, sem se v vseh drugih časih, ko sem opraskal glavo na tablo," je dejal Broderick. "To je tisto, kar naredi biti znanstvenik toliko zabavno."

Svetlobo iz štirih teleskopov na zelo velikem teleskopskem nizu v Cerro Paranalu, Čile, se lahko združijo, da ustvarjajo en sam, ogromen teleskop.

ESO

Gravitacijski žarek

Od devetdesetih let 20. stoletja skupina Ghez v UCLA in evropska ekipa, ki jo vodi Reinhard Genzel iz Instituta za zunanjo fiziko Max Planck v Nemčiji, je uporabljala doslednejše tehnike za reševanje zvezdnih zvezd v galaktičnem središču. Pred tem poletjem je Genzelova ekipa objavila merilo, kako splošna relativnost vpliva na svetlobo zvezdice, ki je zdaj blizu črne luknje; podoben članek skupine Ghez je zdaj v pregledu. "To je izjemen trenutek, v smislu sposobnosti teh eksperimentov, da začnete preizkušati, kako gravitacija deluje blizu supermasivne črne luknje", je dejal Ghez.

Toda od lanskega leta je imela evropska ekipa edinstveno orodje – moč štirih velikanskih teleskopov, ki sodelujejo v projektu GRAVITY. Na tipični večer je Evropski južni observatorij štirih 8-metrskih teleskopov na Cerro Paranalu, s pogledom na čilsko Atacama puščavo, loll v različnih smereh na nebu. GRAVITY jih potegne skupaj z uporabo tehnike, imenovane interferometrija, ki združuje opazovanja iz več teleskopov, da bi ustvarila umetne slike, ki bi jih lahko naredil le nezanesljiv velik resnični teleskop.

Če želite to narediti v infrardečih valovnih dolžinah – blizu tistim, kar lahko zaznavajo človeške oči – zahteva, da se svetloba v realnem času prilega, da bi se izognili izgubi ključnih informacij. Torej, 22. julija, ko je Sagittarius A * razgaljena, je svetloba, ki jo je zbrala vsak obseg, potekala skozi Rube Goldberg podobno nastavitev ogledal in kablov iz optičnih vlaken, ki so izsledili pot s skupno dolžino, ki se spreminja ne več kot 1/1000. širino las, je povedal Frank Eisenhauer, fizik v Max Plancku v Garchingu in vodja podjetja GRAVITY. Nato so v notranjosti 3-tonskega zamrzovalnega orodja optične tehnologije mešali te svetlobne valove, njihovi vrhovi in ​​korita pa združili in preklicali, da bi izdelali meritve položaja z nemogočo hrustljavo.

Že po vsem tem GRAVITY še vedno ni imel dovolj visoke ločljivosti, da bi posneli filme treh bakel, ki jih je videl – tistega, ki je bil 22. julija in še dva. Ampak njene meritve svetlečih pik, ki se prepletajo na nebo, obljubljajo, da zožijo različne možnosti tega, kar povzroča Strelca A *, da prepleta.

Če bi jih lahko videl blizu, so lahko bakrene plasti vroče plazme, ki so jih iztisnile iz črne luknje, v curke materiala, usmerjene in oddaljene z magnetnimi polji. Ali pa bi se lahko v širokem frizbeju odvajale plina v črno luknjo ali druge možne diskovne strukture, kot so spiralne roke. V vseh teh primerih bi prižganje in zatemnitev svetlobe prišlo iz samega materiala, ki se je vročal, nato pa se ohladi.

Broderickova in Loebova zamisel je vključevala tudi plazemske blobove, ki jih je segrela toplota. Oblikovali bi se blizu črne luknje, ne pa v nasprotju s tem, kar se dogaja v sončnem požaru. Nad površjem našega sonca se briparasti del magnetnih polj zdrsne, pri čemer se polja segrevajo v nove oblike. Nekaj ​​podobnega bi se lahko zgodilo v plinu neposredno okoli črne luknje, v kateri so tudi močna, zapletena magnetna polja.

V tem primeru pa modulacija v svetlosti ne bi prišla iz blobne sile, temveč iz blatne orbite. Ko je v robu velikanske črne luknje zasukal ves čas, ki ga je predvidel splošna relativnost, bi se svetloba vroče točke usmerila v žarek. In ko je ta žarek prešel čez Zemljo, smo merili črno luknjo. "Črna luknja je kot ta svetilka, ki povzroča, da ta stvar utripa pri nas, ko gre okoli," pravi Broderick.

Če je curki povzročil utripanje črne luknje, bi bilo gibanje linearno, saj so blobi potovali navzven in se ohladili, je dejal Eisenhauer. Če so odgovorili na gruče na disku okoli črne luknje, gibanje ne bi bilo v nobeni konkretni smeri. Toda krožno gibanje podpira krožeče vroče točke, trdi skupina.

"Obstaja eno posebno dejstvo, zaradi katerega se sklonim zaupati temu rezultatu," je povedal astrofizičar Gunther Witzel iz Inštituta za radio astronomijo Max Planck v Bonnu, ki je delal z galaktičnimi središči na obeh straneh Atlantika. GRAVITY je tudi ugotovil, da se svetloba, ki se oddaja med bokom, premakne v polarizacijo po istem grobem časovnem obdobju kot navidezni orbitalni gibi. Tudi to se prilega. Svetloba, ki jo oddaja vroča točka, bi bila polarizirana. Ko je spot popeljal skozi napačen prostor-čas, se je njegova polarizacija vrtela po svoji orbiti.

Za astrofizike je ta pogled v plazmi v posebnih okoliščinah zanimiv sam po sebi. "Imamo povsem novo okolje, kar je povsem neznano," je povedal Nico Hamaus, kozmolog na univerzi Ludwig Maximilian v Münchnu, ki je prav tako razvil teorijo zgodnjih vročih točk. "Zato so bile takšne nejasne ideje o tem, kaj se dogaja."

Zdaj pa teoretiki upajo, da bodo vroče točke lahko sijale žareč svetilko zaslišanja na Einsteinovi teoriji teže same.

Branje obzorja

Razmislite o potovanju v črno luknjo. Ko se približujete, ljudski računi pravijo, da imate zadnjo priložnost, da se obrnete nazaj – dogodek, ki označuje rob črne luknje. Toda morda bi bilo bolje razmisliti o vašem pristopu prej, pri čemer astrofiziki imenujejo najglobljo stabilno krožno orbito (ISCO). Vroče točke okrog črne luknje v središču galaksije se zdijo, da so le malo izven te meje.

Da obstaja takšna orbita, je bistvena razlika med Newtonovo in Einsteinovo teorijo teže. V Newtonovi gravitaciji lahko orožje približate tako, kot želite, pod pogojem, da povečujete svojo hitrost. Toda po Einsteinovem mnenju rotacijska energija poziva več gravitacije. Na določeni razdalji, hitreje bo samo pospešilo vaš padec. "Če je črna luknja odtok, kjer stvari izginejo," je rekel Loeb na Harvardu, "ta najbolj notranja krožna orbita je neke vrste umivalnik."

Reinhard Genzel, astrofizik s sedežem na Max Planck inštitutu za zunanjo fiziko v Garchingu v Nemčiji, uporablja štiri teleskope v zelo velikem teleskopu, da bi preučil območje okoli črne luknje v središču Mlečne ceste.

Max Plank Inštitut za fiziko

Loebu, svetlobni vir, ki pluje okoli tega usodnega platišča, je dar materine narave. Masa črne luknje in njegova hitrost vrtenja določata, kje je ISCO, in koliko časa bo v danem polmeru orbita vroča točka. Po masi in vrtenju velja splošna relativnost, da nič drugega ne določa, kako je predmet orbita astrofizična črna luknja. Te dve vrednosti bi morale biti edine značilne značilnosti.

Ghez in Genzel sta že določili težo te črne luknje. In medtem ko še ne morejo izračunati svojega vrtenja, bi se morale poznejše vžigalice, zlasti svetlejše, pomagati.

Črna luknja vrti prostor okoli njega in spremeni, kako dolgo bo v bližino predmetov v orbito. Ker GRAVITY izdeluje katalog vžigalnikov in sonde, kako dolgo trajajo v orbito na različnih polmerih okoli črne luknje, bodo lahko sklepali, kaj je vrtenje črne luknje.

Seveda je to domneva, da je splošna relativnost pravilna in da so orbite objektov okoli črne luknje določene samo z maso črne luknje in vrtenjem. Če se zdi, da se dogaja nekaj drugega, da obstaja še kakšen drug dejavnik, ki vpliva na te orbite, bi to lahko nakazalo, da Einsteinova teorija potrebuje tune.

V preteklosti je "na obzorju še bolj vznemirljiva priložnost," je dejal Broderick. "Če boste odpustili punco."

Naslednje obzorje – dokaj dobesedno – bi moralo priti iz teleskopa Event Horizon, ali EHT, ločenega napora, ki se zdaj trudi rešiti prostor-čas v središču črne luknje Milky Way. Ekipa EHT trenutno razkriva svoje podatke, z upanjem, da bo v določenem trenutku objavila leta 2019, pravijo.

EHT prav tako krepi nenadno oster vid skozi interferometrijo. Toda deluje v radijskih valovnih dolžinah, kar je tisočkrat daljša od sledi GRAVITY iz infrardečih emisij. In njene sestavne opazovalnice segajo po celem svetu, ne le v gore v Čilu. Ko se zemlja vrti, ti observatoriji pometajo po vesolju in zbirajo še več informacij.

Medtem ko je GRAVITY izmeril položaj črne luknje z neverjetno natančnostjo vsakih 30 sekund med baklami, EHT si prizadeva za nekaj drugačnega: dolg osvetlitev slike radijskih valov, ki se pojavljajo znotraj ISCO-ja, tik ob robu črne luknje.

Ampak vroče spotike, ki jih je našel GRAVITY, ponujajo novo priložnost. "Če se ti dogodki zgodijo precej pogosto in izgleda, da to počnejo, to je odlična novica za vse," je dejal Doeleman na Harvardu, ki usmerja EHT.

"Lahko bi testirali isto stvar, samo na zelo komplementaren način, z različnimi instrumenti," je dejal Doeleman. "To je res, kaj znanost je vse."

Prvotna zgodba, ki jo je prejel z dovoljenjem revije Quanta, uredniško neodvisna publikacija fundacije Simons, katere poslanstvo je izboljšati razumevanje znanosti s področja javnega obveščanja tako, da pokriva raziskovalne dosežke in trende v matematiki ter fizikalnih in življenjskih znanostih.


Več velikih WIRED zgodbe

Kako narediti ponarejeno kri: poskusite s temi medicinsko navdihnjenimi recepti


Internet je Pripadajo recepti za lažno kri, a za natančno barvo in doslednost vaši kostumi kostumove Halloween-bodisi svetle in mokre ali temne in skoraste – vaša najboljša stava je, da pripravite svoje krvave izmišljotine.

To vam pomaga, da poznate lastnosti krvi, ki jo približujete, in ne-biohazardne sestavine, ki jih lahko uporabite za njihovo posnemanje. Doseganje želenega učinka je tako preprosto kot uravnoteženje količin nekaj osnovnih elementov: voda in sirupi, da dosežete pravo runnost; barvne barve, za reprodukcijo različnih barv v krvi; in sredstvo za zgoščevanje, tako kot moko ali koruzni škrob, za oponašanje motnosti in strjevanja. Morda bo nekaj poskusov in napak, vendar lahko pozornost na nekaj podrobnosti o krvi povzroči eno zlobno serijo napačne krvi.

Realna kri je debela, a ne preveč debela

Hočeš, da tvoja ponarejena kri ima resnično krvav občutek. Skladnost verodostojnih stvari se razlikuje glede na stvari, kot je njegova koncentracija rdečih krvnih celic (višja = debelejša) in temperatura (toplejša = tanjša). Običajno pa je krv, ki se cirkulira skozi žile, in, če je le mogoče, kaj sveže razlito, ima viskoznost med 3 in 5-kratno hitrostjo vode. Zato številni recepti s ponarejeno krvjo zahtevajo neke vrste sirup, kot so koruza ali čokolada.

Vendar je večina sirupov dejansko veliko debelejša od krvi. Pravzaprav nekaj tekočin ustreza posebni ne-ntonski doslednosti krvi. Če ga želite približati, boste potrebovali mešanico: poskusite začeti s skodelico koruznega sirupa in jo redčiti z vodo, ki se premeša v nekaj časa, dokler ne doseže teksture, ki jo želite. Če prekinete in vaša kri teče preveč prosto, samo dodajte nekaj sirupa.

Prava kri ni vedno rdeča

Barva krvi močno niha tako znotraj kot zunaj telesa. Oksidirane snovi, ki cure skozi vaše arterije, so svetlo rdeče, medtem ko je lahko deoksigenirana kri v žilah tako mračna, da izgleda skoraj vijolična. (Če ste kdaj dali krv, je tehnik verjetno iztegnil v eno izmed vaših žil, zato je vaša vreča v plazemskem rjuhu.)

Po isti logiki bo nekaj kapljic krvi na beli t-majici, ki se na prostem hitro oskrbi s kisikom, videti čudovito mavrično, medtem ko bodo velike količine stvari, ki se razbijejo iz ločenega okončka, videti precej temnejše. Forenzični znanstveniki, ki so preučevali bazene krvi, so ugotovili, da spremenijo barvo od temne rdeče do svetlejše rdeče, ko se koagulirajo, le da se temno rjavo črno, dokler se popolnoma posuši.

Uporabite barvilo za hrano, da se vrnete na barvo, ki jo želite. Uporabite rdeče barve za vašo osnovo in majhne količine modre ali zelene, da bi zatemnili stvari. Previdno s svojimi količinami. Rdeča, ki jo lahko dodate veliko, toda hladnejše barve gre daleč – poskusite dodati te kapljice hkrati.

Real Blood Runs – dokler ne bo

Isti raziskovalci, ki so dokumentirali način združene barve sprememb krvi, so pokazali, da se tudi razvijajo skozi pet stopenj sušenja: koagulacija, želatina, izsuševanje robov, izsušitev v sredini in končno izsušitev.

V bistvu kri začne izginjati drugo, ki je izpostavljena zraku. Faktorji strjevanja v krvi povzročajo molekule fibrina, ki polimerizirajo in kombinirajo s trombociti, da proizvedejo želatinasto maso s konsistenco, ki ni v nasprotju z beljakovinami. (Pravzaprav so belci jajc predlagani kot nadomestki za krvne strdke v medicinskih raziskavah.) Potem se nadaljuje z izsuševanjem, razpokanjem in luskanjem, saj se preda več vlagi.

Krvne grozljive spremembe v fazi so lahko najtežja stvar pri vašem blenderu doma, vendar lahko zgoščevalna sredstva, kot so vsa namenska moko in koruzni škrob, pomagajo poklicati v bolj verjetni doslednosti. (Poleg tega imajo dodatno prednost pri tem, da bi vaša homebrew kri manj vidna in bolj neprozorna kot prava stvar.) Če dodate v skodelico koruznega sirupa, s katerim ste začeli, poskusite dodati sredstvo za zgoščevanje eno čajno žličko na Čas.

Nadaljujte spreminjanje razmerja med vodo, sirupom, barvilom in moko, dokler ne dobite serije krvi samo v slogu, ki ga želite. Ne bojte se eksperimenta: preizkusite nekaj različnih formulacij. Uporabite temno koruzni sirup ali čokoladni sirup namesto čistih stvari, za temnejšo bazno mešanico. Samo zapomnite si: kot prava stvar, ponarejena kri ima nagnjenje k madežem. Zato nosite predpasnik in držite pokrov blenderja, razen če ste želim tvoja kuhinja je videti kot mesto zločina.


Več velikih WIRED zgodbe