Ежегодно в в Принстонском университете (штат Нью-Джерси, США) проходит конкурс «Искусство науки» («Art of Science»). Она наглядно демонстрирует взаимосвязь искусства и науки. В 2001 году конкурс выиграло изображение «Хаос и геомагнитная инверсия». За прошедшие 160 миллиардов лет магнитное поле Земли несколько раз изменяло полярность. Такие изменения хаотичны и нерегулярны.
Представляем интересные работы, выставленные на конкурс в 2011 году.
На фотографии: детерминистическая модель изменений магнитного поля Земли.
(Christophe Gissinger / Dept. of Astrophysical Sciences/ Princeton Plasma Physics Laboratory)
Фотография Жен Джеймса Цяня получила второе место. Она является иллюстрацией его исследований, посвященных алгоритму разделения изображения. «Алгоритм, использованный здесь, предполагает рекурсивное разделение изображения на прямоугольные части», говорит Цянь. «Каждый прямоугольник равномерно разделяется на два по вертикали или горизонтали. В результате получается множество прямоугольных фрагментов, упорядоченных в виде диадического дерева».
(Zhen James Xiang / Dept. of Electrical Engineering)
Планеты формируются путем коагуляции частиц пыли в газообразный протопланетный диск, где масса частиц возрастает более чем на 40 порядков. Важным этапом является формирование планетезималей из мелких камней. Этот снимок изображает процесс: аэродинамическое взаимодействие газа и камней способствует уплотнению фрагментов и наращиванию размеров. Эти глыбы становятся строительным материалом, из которого и создается планета. Фотография гидродинамической симуляции процессов в протопланетном диске получила третье место.
(Xuening Bai / James M. Stone (fac) Dept. of Astrophysical Sciences Planets)
Раствор сульфида мышьяка создает яркие пятна при нагреве его тонкого слоя на стекле.
Еще одна фотография нагретого раствора сульфида мышьяка. Напоминает тропическую рыбку из диснеевских мультфильмов.
(Yunlai Zha / Dept. of Electrical Engineering)
Пирамидальный нейрон из гиппокампа, части мозга, где формируются некоторые виды воспоминаний. Зеленым цветом изображены микротрубочки, создающие структурную сеть внутри нейрона, а красным – инсулиновые рецепторы, белковая поверхность клетки, которая соединяет нейрон с другими нейронами. Эти соединения называются синапсами, и становятся сильнее или слабее при записи событий в памяти.
(Lisa Boulanger / Dept. of Molecular Biology and Princeton Neuroscience Institute)
Иммунофлуоресцентный снимок поверхности легких эмбриона бородатой агамы (ящерицы). Снимок показывает формирование сосудов в эмбрионе, ядра клеток показаны красным, оболочки клеток – зеленым.
(Celeste Nelson / Dept. of Chemical and Biological Engineering)
Беспроводной датчик на растворимой в воде основе, перенесенный на зуб коровы путем растворения основы водой. Графеновый слой датчика, расположенный под электродами, реагирует на бактериальное заражение. Данные с такого датчика можно считывать беспроводным способом.
(Manu Sebastian Mannoor, Michael McAlpine / Dept. of Mechanical and Aerospace Enginneering)
Феррожидкость – жидкость, содержащая мелкие частицы металла и обладающая ферромагнитными свойствами. Феррожидкости используются в электронике, космической технике и медицине, но также являются отличной трехмерной моделью для визуализации магнитного поля. Особенность феррожидкости в том, что она обладает свойствами жидкости и твердого тела одновременно. Состояние этого вещества зависит от наличия или отсутствия магнитного поля. И «вода», и «лотос» на ее поверхности – одно и то же вещество.
(Elle Starkman / Princeton Plasma Physics Laboratory)
Этот морской организм размером 15 микрон был сфотографирован с помощью электронного микроскопа PRISM, который делает черно-белые снимки. Позже можно присвоить оттенкам серого цвета, как оранжевый и зеленый на снимке.
(Nan Yao, Gerald Poirier, Shiyou Xu / PRISM Imaging and Analysis Center)
Чтобы понять, из чего состоят вещества в природе, ученые строят ускорители частиц, в которых сталкивают пучки частиц. Для моделирования поведения частиц создаются небольшие ускорители. Эта настольная модель была создана при помощи кольцевой стойки из химической лаборатории, двух металлических сфер и источника тока. Заряженные частицы пыли помещаются в пространство между кольцом и сферами, и отталкиваются или притягиваются в зависимости от скачков напряжения. Из-за своей тяжести частицы пыли не успевают реагировать на изменения напряжения, и одновременно отталкиваются и притягиваются, то есть попадают в ловушку.
(Photo by Elle Starkman, Joe Caroll, Gary Stark and Andy Carpe Erik Gilson.)
Верхний снимок показывает, как одна большая пятнистая нимфалида видит другую с разных расстояний. Справа вверху – так одна бабочка видит другую с расстояния в 18 сантиметров, слева внизу – с расстояния в 7 сантиметров. Справа внизу – фотография. На расстоянии 18 сантиметров при плавном движении глаза возникает феномен совпадения пятен на крыльях с фасетками глаза бабочки. Возможно, именно поэтому именно на таком расстоянии происходят их «брачные танцы».
(Henry S. Horn / Dept. of Ecology & Evolutionary Biology)
Фотография компланарной сверхпроводящей линии, сделанная с помощью микроскопа с фильтром красного света. Звездная пыль на дне пробирки – на самом деле примеси на поверхности проводника, появившиеся при его производстве.
(Devin Underwood, James Raftery, Will Shanks / Dept. of Electrical Engineering)
Гибридные нано-фотоэлементы предоставляют возможность экономичного преобразования солнечной энергии в электрическую. Наноструктуры оксида цинка могут иметь очень широкое применение, но важно уметь контролировать их размеры и положение для производства эффективных нано-устройств. Это микроснимок наноструктур из оксида цинка, созданных при помощи низкотемпературных гидротермальных методов. Из этой далекой от идеала структуры получают нано-матрицы идеальной конфигурации, которые выглядят намного скучнее.
(Luisa Whittaker and Yueh-Lin «Lynn» Loo / Department of Chemical and Biological Engineering)
Снимки каустик от освещения стеклянного чайника с разных углов. В центре — свет падает под углом 90 градусов, дальше 75, 60, 54, 30 и 15 градусов. Чем дальше от центра – тем меньше угол. То есть, на снимке в левом верхнем углу свет падает почти горизонтально справа снизу.
(Rafi Romero / 2012 Dept. of Computer Science)
Прекрасные геометрические кривые повсюду вокруг нас – в раковинах моллюсков и формах галактик. На фото – часть лазера. «Соединив спиральный и прямой полупроводники, мы получили конструкцию, которая упрощает работу квантовых каскадных и, возможно, других типов лазеров», говорит Питер Лю. «На фотографии – вид лазера сверху. Поверхность прибора покрыта золотом для лучшей проводимости тока».
(Peter Q. Liu / Dept. of Electrical Engineering Spirals)
Симуляция пространства вокруг черной дыры. Исходящий поток вещества обуславливается магнитными полями, которые предотвращают падение вещества на поверхность черной дыры. Точка в центре и есть черная дыра. Серые линии показывают потоки вещества, красные – магнитные линии, зеленые – границы между притягиваемым и отталкиваемым веществом.
(Alexander Tchekhovskoy, Ramesh Narayan, Jonathan C. McKinney / Princeton / Harvard / Stanford)
Все, кто заявляют, что наука – это скучно, сильно ошибаются! В этом году на планете было сделано множество открытий, сфотографировано бессчетное количество ярких природных явлений и моментов жизни окружающего нас мира.
Ученые, фотографы-исследователи и даже обычные люди сделали эти потрясающие снимки, доказывающие, насколько интересна и бесконечна наука.
С некоторыми из научных шедевров мы спешим вас познакомить.
(Всего 25 фото)
1. В результате извержения вулкана Этна на итальянском острове Сицилия в небе можно было наблюдать гигантские кольца из облаков диаметром более 100 метров.
3. В самом начале уходящего года, 23 января, пожарным Чикаго удалось потушить пожар на одном из складов. А рекордно низкая температура сразу же превратила последствия пожара в волшебный ледяной «замок».
4. На этой комбинированной композиции изображено ноябрьское солнечное затмение. Расположенное за луной солнце создает невероятные отблески света.
5. Потрясающее сияние Aurora за полярным кругом сфотографировали в ранние утренние часы. Также известное как «северное сияние» захватывающее световое шоу создается благодаря быстро движущимся заряженным частицам Солнца.
6. В этом году общественность узнала о существовании симпатичной разноцветной кукурузы. Причем купить этот «новый пестрый овощ» уже можно в ряде интернет магазинов США.
7. Британский фотограф-исследователь Тим Флач создал серию снимков под названием «Больше, чем человек», в которой запечатлены потрясающие моменты поведения диких животных. Например, выразительные жесты тигра.
8. Когда будет готов Гигантский Телескоп Магеллана, его мощность в 10 раз превысит параметры основного телескопа НАСА. На фото, правда, изображена скульптурная копия телескопа, но его создатели обещают установить телескоп в Чили к 2020 году.
9. Ник Брандт сделал серию фото птиц и летучий мышей на озере в Танзании, которые выглядят, как будто сделаны из камня. Такой эффект на самом деле придает высокая концентрация пепла и соли в воде озера.
10. «Кафе в городе Аквас Калиентес в Перу привлекает множество диких попугаев, которые выпрашивают лакомства у туристов.» — рассказывает фотограф Адам Лихшен, ему и удалось сделать эту фотографию для участия в конкурсе от National Geographic. «Любопытный попугай разглядывал меня с большим интересом, видимо, ему понравился мой фотоаппарат».
11. Исследователи нарушений сна обнаружили каналы (голубого цвета на фото), созданные нейронами для избавления от ненужных эмоций во время сна человека. На снимке запечатлена красивая цветовая гамма.
12. Олинкито – первое ранее неизвестное млекопитающие, которой было обнаружено в Америке за последние 35 лет. Этот родственник енота оказался милым зверьком!
13. Рекордные масштабы цветения водорослей algae Enteromorpha наблюдались у берегов Китая. Хотя водоросли не токсичны, они потребляют много кислорода, тем самым наносят значительный ущерб экологии.
15. Фото года: во время запуска ракеты в Верджинии отброшенная волной лягушка попала в объектив фотокамеры и стала «хитом» лета.
17. Британский «гуру» мороженого Чарли Фрэнсис создал светящееся в темноте мороженое с использованием синтезированных белков медузы — тех самых, которые позволяют этим морским животным производить свет внутри их тел. Цена мороженого всего лишь какие-то $ 220.
18. Лондонский зоопарк проводит ежегодное взвешивание своих питомцев, которых кстати насчитывается более 19 000 штук. На фото хитростью пытаются взвесить муравьеда.
19. Первая качественная карта исчезающих лесов на планете. В период с 2000 по 2012-й год мы лишились лесов общей площадью, превышающей Мексику и штата Аризона вместе взятых…В то время как новых лесов появилось всего лишь на половину штата Аляска.23. Ряды припаркованных автомобилей во время наводнения в Коннектикуте, случившегося в сентябре.
24. Немецкий фотограф-зоолог сделал эту фотографии в местном зоопарке. Оказывается, приматы испытывают и показывают такие эмоции как любовь, грусть, радость и жестокость.
25. Крошечный малыш панды родился в американском зоопарке 23 августа. В течение первых трех недель у новорожденного не только отсутствовала шерсть, но даже половые признаки! Специалисты смогли определить пол малыша только спустя 3 недели с момента его рождения.
Ежегодно Международное научное сообщество проводит конкурс на лучшую фотографию, посвященную развитию науки и техники.
Это событие является, своего рода, неформальным отчетом того, чего смогли добиться и что могли разглядеть люди, посвятившие
свою жизнь изучению окружающей нас вселенной. Финалистами этого года стали снимки из разных областей науки: от
удивительной фотографии кита на охоте, до затмевающего Солнце Плутона.
Хосе Антонио Хервас собрал более двухсот фотографий, чтобы создать этот идеальный образ. Полное затмение луны совпало с
явлением, называемым « » - а это случается очень редко.
Организация Wellcome Trust объявила финалистов-2015 ежегодного конкурса фотографии, проводимой среди биомедицинских
исследований. Это изображение поперечного сечения мозга мыши показывает, насколько захватывающей может быть биология.
Каждый август освещает ночное небо Земли. Впервые это явление заметили еще в 36 г.н.э. и его
название - предположение ученых, что метеориты летят из созвездия Персея.
Дирижабль, используемый персоналом военной базы штата Мэриленд, сорвался с привязи. Чтобы посадить его на землю
потребовались два боевых истребителя.
Этот снимок кита, чрезвычайно увлеченного поздним завтраком. Фотография морского исполина, заглатывающего сонмы сардин
одним махом, стала победителем в категории лучших подводных снимков и удостоилась места в лондонской галерее Музея
естественной истории.
Новые фотографии поверхности Плутона изумили ученых: внешний облик планеты весьма напоминает нашу родную Землю. Ледники,
которые можно заметить на снимке, состоят из жидкого азота, а вовсе не изо льда.
Астронавты НАСА сняли эту картину цепи рифов к западу от острова Эксума.
Мир остро отреагировал на смерть актера Леонарда Нимоя: люди со всей планеты оказывают дань уважения памяти любимого
где родился Нимой.
Вулкан Кальбуко, расположенный на юге Чили, проснулся от полувековой дремы. Извержение застало местных жителей врасплох.
По счастью, правительство сумело вовремя эвакуировать 4000 человек из возможной зоны поражения.
Астронавт НАСА сумел сделать впечатляющий снимок солнечного света из космоса. Скотт Келли находится на борту МКС уже почти
год и время от времени выкладывает в твиттер подобные фотоработы.
Спустя два месяца по окончании облета планеты, космический аппарат New Horizons начал слать готовые снимки Плутона на Землю.
Среди прочих в НАСА попало и это величественное фото Плутона, затмевающего собою Солнце.
Экспериментальный запрет рыболовства вокруг острова Роббен принес свои плоды: за три года количество редких африканских
пингвинов увеличилось на целых 18%. К сожалению, с начала следующей декады рыбакам вновь будет открыт доступ в эти воды
Ученые делают все возможное, чтобы превратить местную акваторию в заповедную зону.
Снимок сделан зондом Розетта: комета Чурюмов-Герасименко на расстоянии всего в 128 километров. Специалисты Европейского
космического агентства обработали изображение для дальнейшего лабораторного изучения, а в качестве побочного продукта
получили вот эту изумительную работу.
Фотограф Марк Саймон Фрей сумел сделать несколько гениальных снимков высоковольтных электрических бурь, созданных
катушками Тесла.
Единственное полное солнечное затмение этого года случилось 20 марта. Рассмотреть его можно было только с Фарерских островов
и Архипелага Шпицберген, где и был сделан этот завораживающий снимок.
Научная фотография - это не только снимки бактерий, звезд, редких птиц, зверей, микробов и вирусов, полученных с помощью микроскопов, макро- и телеобъективов. Фотограф пресс-службы МФТИ и его выпускник Евгений Пелевин считает, что самое важное в науке часто остается за кадром. Почему существует так мало снимков Льва Ландау, что именно нужно снимать и зачем развивать фотографию в российских лабораториях - в материале T&P.
Евгений Пелевин: «Науку делают люди, которых тоже необходимо фотографировать»
Что такое научная фотография? Если мы заглянем в «Википедию», то найдем там следующее определение: «Научная фотография - это вид фотографии, осуществляемой для проведения научных исследований». Например, мы изучаем бактерии и делаем серию их снимков под микроскопом, которые потом опубликуем в своей статье или диссертации. Или пример из другой области: мы можем снимать космические объекты в разных диапазонах электромагнитного излучения. На Солнце можно смотреть в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-свете. И в каждом случае мы получим важные и полезные результаты. Порой такие снимки даже публикуют в журналах типа National Geographic. Вот только наука - это не только сами исследования (хотя они могут быть потрясающе красивыми).
Важно помнить, что науку делают люди, которых тоже необходимо фотографировать. Например, Лев Ландау, лауреат Нобелевской премии по физике, стал легендой еще при жизни, но много ли осталось фотографий с ним? Даже просто портретной съемки, не говоря уже о снимках того, как он работал, проводил семинары, общался с учениками? Когда фотограф ловит такие моменты, он фиксирует и характер самого человека, его уникальность. Ландау - один из самых знаменитых советских ученых, но даже с ним трудно найти фотографии. С другими отечественными нобелевскими лауреатами дела обстоят еще хуже.
Науку делают живые люди, их важно и нужно снимать. Это убирает барьер между исследователями и обществом, делает их человечнее, и на самом деле это просто прикольно, потому что ученые часто весьма харизматичные люди. Кроме того, важно снимать оборудование, на котором они работают. Лабораторная техника красива сама по себе. Это сложные инженерные конструкции, порой существующие в единственных экземплярах. Мое мироощущение поломал один случай. Я фотографировал автомобиль Lexus LX 570, цена которого - 7 миллионов рублей. Серьезный, красивый и дорогой автомобиль. Я крутился возле него целый день, потом еще пришлось повозиться с монтажом фотографии. На следующий день я пришел в лабораторию и снимал тройной масс-спектрометр с ионной ловушкой, ценой в один миллион долларов. Это уникальный прибор, его больше нигде в России нет. На первый взгляд - невзрачный синий ящик. Как сфотографировать так, чтобы подчеркнуть его красоту? Чтобы зрителю стало понятно, чем он ценен? Это ведь целая наука.
Снимать научные приборы не только классно и интересно, но и полезно. Порой два научных коллектива сидят на разных этажах одного здания и не знают о том, какая техника есть у соседей. В результате для проведения исследований приходится оправлять образцы за границу, хотя достаточно было бы просто спуститься по лестнице. Если у каждого коллектива есть фотографии их оборудования на сайте, то такая проблема не может возникнуть в принципе. Наконец, существует специфически российская проблема. Порой нет не то что фотографий ученых или их исследований - самое удивительное, что порой нет фотографий самих научно-исследовательских институтов. Попробуйте ради интереса найти снимок Института химической физики им Н.Н. Семенова. Конечно, фотографии этого здания в хорошем качестве существуют. Их сделали репортеры, когда там был пожар.
Фонд Wellcome Trust, являющийся лидером финансирования исследований в области биомедицины, представил фотографии, вышедшие в финал конкурса научной фотографии Wellcome Image Awards. Из множества снимков были отобраны лишь наиболее информативные, яркие и технически безупречно выполненные фото. Победителей объявят 15 марта, а пока предлагаем взглянуть на эти удивительные научные снимки.
«Проводка» головного мозга
На снимке, выполненном с помощью трактографии, представлены нервные волокна в головном мозге здорового молодого человека. Те, что соединяют правое и левое полушарие, окрашены красным, связывающие головной и спинной мозг - синим, передние и задние участки - зеленым.
Голова бабочки из семейства парусников
Фасеточные глаза бабочки способны улавливать самые быстрые движения. Между ними - два усика (датчики запаха). Длинный хоботок свернут в трубочку: он развертывается, когда бабочка слизывает нектар с цветка.
Вирус Эбола
Вирус окружен мембраной (показана розовым и фиолетовым), украденной у зараженной клетки. Мембрана покрыта многочисленными белками вируса (бирюзовый), вытянутыми вовне - они напоминают ветви с корнями и цепляются за другие клетки. Слой белков (синий) укрепляет мембрану с внутренней стороны. РНК (носитель генетической информации) хранится в цилиндре нуклеокапсида (зеленый).
Сеанс фототерапии для недоношенного ребенка
Недоношенный ребенок получает фототерапию в неонатологическом отделении лондонской больницы. У ребенка желтуха - продукты распада красных кровяных телец (билирубин) накапливаются в крови, отчего белки глаз и кожа желтеют. Печень у ребенка пока недостаточно развита и не способна перерабатывать билирубин.
Аллергия на черную хну
Временные татуировки (роспись по телу или мехенди) приобретают все большую популярность. Их наносят хной, которая сама по себе не вызывает аллергии. Однако для получения черного цвета в нее добавляют парафенилендиамин (PPD), который может вызвать контактный дерматит: покраснение, сыпь, отек кожи.
Замороженная стволовая клетка человека
Стволовая клетка, взятая из организма здорового человека, пожертвовавшего часть своего костного мозга на нужды раковых больных. Для сохранения естественной среды клетки ее быстро заморозили до минус 150 по Цельсию - а затем сфотографировали в криогенном сканирующем электронном микроскопе.
Изоляционный блок
Снимок сделан внутри самого защищенного изоляционного блока в Великобритании (больница Ройал Фри, Лондон). Специальная прозрачная «палатка» закрывает кровать пациента, страдающего от опасного заболевания. В этот блок, постоянно поддерживаемый в состоянии полной готовности, на следующий день поместили первого пациента Уильяма Пули - медбрата, заразившегося лихорадкой Эбола в Сьерра-Леоне (август 2015 года).
Производство тканей печени
Небольшой фрагмент печени человека поместили в печень мыши. Человеческие клетки (показаны красным и оранжевым цветом), а также кровеносные сосуды (зеленый) скоординировали свою деятельность и начали расти, «питаясь» мышиной кровью (белым). Снимок получен методом конфокальной микроскопии.
Диагностика инсульта
Закупорка (показан зеленым) одного из кровеносных сосудов (красный) на шее пациента. Снимок выполнен методами компьютерной и позитронно-эмиссионной томографии.
Болезнь Рейно
Рука здорового человека (слева) и рука пациента, страдающего болезнью Рейно (справа), снятые с использованием тепловизионных приборов. Это заболевание препятствует притоку крови к кистям рук и ступням, когда человек страдает от холода, тревоги, стресса. Пораженные участки бледнеют, немеют и болят.
Бактерии на оксиде графена
Две бактерии (палочки) «завернули» в лист графена случайно, при использовании нестерильной воды во время эксперимента. Ученые пытаются посадить на графен различные лекарственные препараты, чтобы более эффективно доставлять их в труднодоступные участки тела.
Чешуйки на крыльях бабочки
На снимке - фрагмент крыльев урании мадагаскарской (Chrysiridia rhipheus). Чешуйки, покрывающие крылья, создают радужный рисунок из красных, желтых, голубых и зеленых тонов на черном фоне. Однако это иллюзия: в крыльях нет никаких пигментов, а разнообразные цвета возникают благодаря тому, что свет отражается от изогнутых чешуек под различным углом.
Деление стволовой клетки в головном мозге
Деление стволовой клетки в мозге рыбы данио-рерио. По мере движения по часовой стрелке видно, как клетка делится на нервную (превращается из фиолетовой в белую) и такую же стволовую (остается фиолетовой). Весь процесс (до полного разделения клеток) занимает около девяти часов.
Внутри глаза
Трехмерный снимок внутренней структуры человеческого глаза. Видна сосудистая оболочка (хориодея), зажатая между сетчаткой и склерой. Форма и устройство хориоидеи уникальны для каждого человека, и поэтому могут помогать в диагностике различных заболеваний.
Листья кукурузы
Каждый лист кукурузы состоит из множества клеток (зеленые квадраты и прямоугольники), внутри которых располагаются ядра (оранжевые кружки). Судьи отобрали этот снимок из-за уровня детализированности макрообъектов, снятых под микроскопом.
Клатриновая оболочка
Клатрин - это внутриклеточный белок, образующий «клетки» или «корзины» вокруг мембранных пузырьков. Эти структуры помогают переносу молекул внутрь клеток, а также их сортировке. «Клетка» состоит из трех изогнутых полос, соединенных с тремя короткими палочками. Ее диаметр - примерно 50 нанометров.
Сердце коровы
Сам орган хранится в формалине в Анатомическом музее Королевского ветеринарного колледжа (Лондон). Для достижения эффекта трехмерности были объединены данные трех фотографий.
Кровеносные сосуды глаза
Кровеносные сосуды приносят питательные вещества в сетчатку. Снимок получен с помощью флюоресцентной ангиографии.
Кости и возраст человека
На этой серии снимков показано, как меняется структура кости по мере роста человека. Слева направо: первый поясной позвонок за три месяца до рождения, на момент рождения, в первый год жизни, в 1,2 года, в 2,5 года. Кости из скелетов младенцев, умерших в XIX веке, были взяты из коллекции Королевского хирургического колледжа.
