Какая кривая проходит через нанесённые нами на график точки? Самым простым будет следующее предположение.
Вот его-то мы и проверяли, изучая действие радиации в области средних доз (я закончил вступление и перехожу к сути нашей работы, выполнявшейся в 1989-1991 годах).
Несколько слов о постановке эксперимента. Чтобы оценить эффект какого-то воздействия, нужно анализировать динамику некоего числового показателя. Лучше всего, если изучаемый процесс будет линейным, причём таким, чтобы для исследуемого организма его можно было оценивать как позитивный. Хороший вариант – рост. Но надо выбрать такую модель роста, в которой нет существенных перестроек, чтобы размеры были его адекватной мерой…
Мы использовали рост регенерата хвостового плавника у рыб (гамбузий). У рыбы аккуратно отрезается половина хвостового плавника. В течение какого-то времени происходит образование и реорганизация «почки», из которой растёт регенерат, а потом начинается период линейного роста. Регулярно измеряя длину регенерата, можно оценить скорость этого процесса – и воздействие на него разнообразных факторов.
Особая проблема – однородность экспериментального материала. Мы ездили на сброс тёплой воды одной из электростанций, где в советское время жило огромное количество гамбузий – мелких южноамериканских рыбок, которых когда-то завозили для борьбы с комарами. Ловили гамбузий сачками и отбирали одинаковых по размеру здоровых и бодрых девственных самок. Случайно распределяли по группам, резали хвосты, облучали рентгеном и измеряли скорость регенерации.
Так вот, стимуляцию малыми дозами мы регистрировали надёжно. Торможение большими – тоже. А вот со средними дозами получалось странно – мы регистрировали то ускорение, то замедление регенерации. В области средних доз небольшие изменения условий эксперимента приводили к тому, что ингибирование сменялось стимуляцией или наоборот. В конечном итоге мы пришли к выводу, что дозовая зависимость выглядит примерно так.
Мы не можем утверждать, что в области средних доз именно два максимума и два минимума, но получается, что для неё характерно именно чередование минимумов и максимумов. Более того, мы предположили, что такого рода картина характерна для большинства повреждающих факторов.
Как её объяснить? Эффектом гормезиса. Некий неблагоприятный сигнал активирует защитную систему, перекрывающую действие сигнала с запасом. Наличие нескольких пиков – следствие существования нескольких защитных систем, отличающихся по своей мощности. Отдельный вопрос (который я не успею здесь обсудить) – чем приходится платить за включение таких систем.
Я опишу только одно из связанных с описанной идеей обстоятельств. После наших экспериментов у меня появился фильтр, через который я воспринимаю работы, где так или иначе рассматривается влияние средних доз повреждающих факторов. Честные авторы часто признаются, что у них получилась экспериментальная «грязь». Если экспериментальные группы были неоднородными, в результате действия средних доз резко возрастает дисперсия внутри них (одни особи попадают в зону "+", другие – в "–"). Там, где точки выстраиваются в аккуратную линию, данные, скорее всего, подредактированы или фальсифицированы.
Да, и пара слов насчёт той цитаты из Википедии, которую приводил придирчивый читатель. В вопросах безопасности части имеет смысл перестраховываться. Когда непонятно, как действуют средние дозы радиации, вполне логично трактовать их как нежелательные, вредные. Как способ понимания сути процессов, вызываемых радиацией, линейная модель не соответствует нынешнему уровню знаний. Зато как способ учёта потенциально опасных воздействий (провалы в "–" на графике никто не отменял!) она оказывается вполне применимой.
А чем закончились наши эксперименты? Мы подошли к пределу «разрешающей способности» при тогдашней постановке опыта. Для продолжения работы у нас не хватило сил. Прошло более двадцати лет. Периодически я вспоминаю о той работе и мечтаю: вот бы собраться с силами и продолжить! Вот получу клональных головастиков путём скрещивания полуклонов зелёных лягушек и вернусь к старым идеям, используя особо однородных экспериментальных животных…
К оглавлению
Дмитрий Вибе: Прочь из солнечной плазмы
Дмитрий Вибе
Опубликовано 24 января 2013 года
С позиций проникновения во Вселенную околоземное пространство уже давно перестало быть экзотикой, обзаведясь, среди прочего, и таким атрибутом освоенной территории, как изрядное количество мусора. Активно осваиваются и более далёкие области: заселяются космическими аппаратами окрестности точек Лагранжа и орбита Земли, наши зонды летают вокруг пяти (считая Землю) из восьми планет Солнечной системы. Это уже почти обыденность; ведь даже с того момента, когда земляне с близкого расстояния увидели самую далёкую планету, Нептун, прошло уже больше 20 лет.
Тогда, в 1970-е и 1980-е годы, тропинку во внешнюю Солнечную систему проторили четыре аппарата: «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Теперь переданные ими снимки планет-гигантов кажутся уже почти историей. Между тем «Вояджеры», отметив в 2012 году 35-летие пребывания в космическом пространстве, и по сей день продолжают работать и исправно поставляют информацию о дальней периферии Солнечной системы. «Пионер-10» и «Пионер-11» перестали отвечать на сигналы с Земли в 2003 (кстати, 23 января, ровнёхонько 10 лет назад) и 1995 гг.
Вояж «Вояджеров» начался в 1977 году. По иронии судьбы первым отправился в космос «Вояджер-2», а «Вояджер-1» полетел вторым, но время исправило эту несправедливость, и сейчас именно «Вояджер-1», обогнав собрата, является самым далёким рукотворным объектом: он удалился от Солнца почти на 125 астрономических единиц (а.е.), оставив далеко позади не только большие планеты Солнечной системы, но и значительную часть пояса Койпера.
Нынешний этап работы «Вояджеров» в NASA скромно называется "Межзвёздная миссия", а в новостях о них нет-нет да и проскальзывают утверждения, что они покинули пределы Солнечной системы. Но на самом деле, конечно, всё не так просто. Во-первых, границу Солнечной системы можно определять по-разному, во-вторых, при любом определении эта граница не будет полосатым шлагбаумом, за которым космический аппарат можно сразу считать межзвёздным скитальцем, в-третьих, она сама движется вперёд-назад, откликаясь на текущий уровень солнечной активности.
С учётом специфики аппаратуры, работающей сейчас на «Вояджерах», выходом за пределы Солнечной системы для них считается попадание в область, не затронутую воздействием солнечного ветра. Этот ветер — поток заряженных частиц, срывающихся с поверхности Солнца, выдувает вокруг «планетной» части Солнечной системы гигантский пузырь — гелиосферу. Гелиосфера вместе с Солнцем движется через окружающее межзвёздное облако, Местный Пух. Зона столкновения солнечного ветра и межзвёздной среды (МЗС) имеет слоистую структуру, в определение которой, кстати, внесли существенный вклад отечественные учёные (В.Б. Баранов и другие) и космические аппараты.
Со стороны Солнца первым рубежом на пути в межзвёздное пространство является гелиосферная ударная волна, где сверхзвуковое течение солнечного ветра начинает «чувствовать» приближение межзвёздного вещества и тормозится до дозвуковых скоростей. «Вояджер-1» пересёк геолиосферную ударную волну в 2003–2004 году на расстоянии 94 а.е. от Солнца, а «Вояджер-2» сделал это три года спустя, когда от него до Солнца было 84 а.е. Надо уточнить, что аппараты летят в одну и ту же полусферу: примерно против набегания межзвёздного вещества на Солнечную систему (первый находится в созвездии Змееносца, второй — в созвездии Телескопа). Тем не менее переход через ударную волну у «Вояджера-1» состоялся на большем расстоянии, из чего следует, что форма гелиосферы далека от сферической.
После этого началось томительное ожидание следующего рубежа — гелиопаузы, за которым солнечная плазма заканчивается и начинается межзвёздное вещество, ещё не в своём обычном состоянии, а смятое столкновением с гелиосферой, но всё-таки уже не наше вещество, а чужое, никогда не бывшее частью Солнечной системы. К сожалению, на «Вояджере-1» не работают приборы, способные определять параметры окружающего вещества непосредственно, поэтому приближение гелиопаузы приходится искать по косвенным признакам, в частности по изменению энергетического спектра космических лучей.
На орбите Земли космические лучи — ускоренные до очень высоких скоростей атомы различных химических элементов — складываются из трёх компонентов: солнечные, галактические и аномальные. Солнечные космические лучи рождаются, как нетрудно догадаться, на Солнце и, по сути, являются высокоэнергичным продолжением солнечного ветра. Галактические космические лучи (ГКЛ) рождаются вне Солнечной системы, вероятно, в ударных волнах при вспышках сверхновых (хотя хоть сколько-нибудь прямых доказательств этого пока нет). Аномальные космические лучи (АКЛ) были обнаружены в начале 1970-х годов как некоторый избыток частиц с энергиями порядка 10 Мэв, однако аномальность их относится, скорее, не к энергии, а к химическому составу: если химический состав ГКЛ мало отличается от солнечного, то в АКЛ наблюдается избыток гелия, кислорода, азота и некоторых других элементов. До пересечения «Вояджерами» гелиосферной ударной волны предполагалось, что АКЛ формируются из атомов, которые в МЗС пребывают в нейтральном состоянии, пройдя гелиопаузу, ионизуются, ускоряются до высоких скоростей на гелиосферной ударной волне и непосредственно в Солнечную систему влетают уже с приличными скоростями.
