Случится ли что нибудь с человеком, если весь углерод-12 в его организме заменить на углерод-13?

Игорь Медведев
  · 438
Susanna Kazaryan
Топ-автор
18,3K
Сусанна Казарян, США, Физик

Замена углерода-12 на углерод-13 расстроит только тучных людей, так как такая замена неизбежно приведёт к увеличению веса человека на приблизительно 1,5%, с учётом того, что доля углерода-12 в теле человека равна около 18%.

Комментировать ответ…
Вы знаете ответ на этот вопрос?
Поделитесь своим опытом и знаниями
Войти и ответить на вопрос
Читайте также

Что такое углерод?

Углерод — это, пожалуй, основной и самый удивительный химический элемент на Земле, ведь с его помощью формируется колоссальное количество разнообразных соединений, как неорганических, так и органических. Углерод является основой всех живых существ, можно сказать, что углерод, наравне с водой и кислородом, — основа жизни на нашей планете! Углерод имеет разнообразие форм, которые не похожи ни по своим физико-химическим свойствам, ни по внешнему виду. Но всё это углерод!

7 марта 2019  · 4,1 K

Объясните чайнику: если до Большого взрыва Вселенная была бесконечно мала, то как называлось то пространство, которое ее окружало?

PhD, senior scientist AI, неандерталец

Разум цепляется за привычное. Например, мы привыкли, что все тела падают вниз. Привыкли настолько, что в Англии, на родине Ньютона, еще в девятнадцатом веке огромной общественной популярностью пользовалась книга, в которой «доказывалось», что Земля — плоская, ведь иначе мы бы с нее упали. Раз она плоская, у нее должен быть край. Однако, путешествие Магеллана показало — если плыть все время на запад, то снова приплывешь в Европу, только уже с востока. Итак, Земля — шар, а с тем, что люди на другой стороне ходят «вверх ногами», придется смириться, хоть это и противоречит «здравому смыслу».

Ну, «здравый смысл» с тех пор кое-как примирился с законом всемирного тяготения, но теперь есть новая задача — понять, как Вселенная может быть ограниченной в объеме и при этом не иметь «краев» и чего-то «вне». Что ж, лучшая аналогия — это старые игры, где, выходя за конец экрана, какой-нибудь пэкмен, или диггер, или змейка, или Марио оказывались с противоположного. Для них, таким образом, края экрана не существовало.

Ограниченная по объему трехмерная вселенная — это нечто подобное. Представьте себе: вы находитесь в комнате, у которой как будто две двери в противоположных стенах. Вы открываете дверь и видите такую же комнату и себя со спины, открывающего дверь в следующей стене, за которой видна еще одна комната и еще один вы, и так далее. И за спиной у вас скрипнула дверь — на самом деле та же самая, потому что дверь — одна. И происходит это не потому, что существует бесконечное число вас, а потому что вселенная зациклена сама на себя — просто свет делает несколько кругов по этой вселенной прежде чем достичь ваших глаз. Если в этой нашей вселенной сделать скорость света, к примеру, один метр в секунду, то вы будете видеть себя в другой комнате уже с задержкой в несколько секунд. Теперь добавим еще двери, точнее, одну дверь двум другим стенам комнаты. А теперь — люк в полу и потолке с теми же эффектами.

А теперь — уберем стены, пол и потолок! И увидим многократные копии себя же через равные промежутки пространства. Хотя на самом деле эти копии настолько же реальны, насколько ваше отражение в зеркале — то, что мы видим в зеркале отраженную комнату, отнюдь не значит, что есть еще одна комната.

Поздравляю! Вот вы и очутились во вселенной с ограниченным объемом, но без краев и чего-то «вне». Это лишь один из вариантов, тороидальный. В сферической вселенной вы бы видели размытый образ себя во всем поле зрения — причем, считая, что угол обзора у нас 180°, вы бы видели в упор свой затылок, а в нижнем краю зрения — макушку, в верхнем — подошвы обуви, а по бокам — уши. Но это уже мелочи.

Почему так не происходит в нашей Вселенной? Дело в том, что она расширяется, и достаточно удаленные ее участки улетают от нас быстрее скорости света. В общем, даже если вселенная конечна, свет, испущенный нами или отраженный от нас, просто не имеет возможности к нам возвратиться. Это — большой вариант комнаты.

А теперь рассмотрим противоположный сценарий. Будем сжимать нашу комнату без стен. Вот нам уже в ней неуютно. Вот вы в нее уже не помещаетесь, вас прижимает носом к своему собственному затылку, который вы видите перед собой, и вы чувствуете затылком, как к нему прижало ваш же нос. Вот комната становится размером с атомное ядро... И вот мы приходим в состояние «сразу» после Большого Взрыва. «Сразу» заключено в кавычки, потому что время — это тоже лишь измерение пространства. Так что нет не только «вне» вселенной, но и «до» Большого Взрыва. Ну, то есть, в одной из моделей.

Вот, как-то так.

11 февраля 2016  · 43,6 K
Прочитать ещё 65 ответов

Согласно теории Большого взрыва, вся материя была сжата в одной точке. Тогда почему там не образовалась черная дыра?

Копирайтер для B2B. Пишу яркие продающие тексты на сложные темы.

Правильно сказать так: решения уравнений ОТО в приложении к начальным условиям Вселенной дают бесконечности. Математически это называется сингулярность. А вот что там было физически - об этом науке неизвестно. Физики в настоящий момент примерно представляют, что происходило в первые доли секунды (вплоть до 10^-43 с) после Большого взрыва, а также имеют ряд гипотез, объясняющих, как именно этот Большой взрыв мог произойти. Но чтобы вот так однозначно заявить, что дескать материя вся была в одной точке - такого физического описания не существует. Это упрощение.

В целом таймлайн примерно такой:

Точка 0 - Большой взрыв. В рамках теории ОТО не моделируется, потому что все решения уходят в бессмысленные бесконечности. Как, кстати, и сингулярности черных дыр.

Период от 0 до планковского времени (10^-43 с). Все четыре основных взаимодействия (сильное, слабое, электромагнитное и гравитация) были объединены. Поскольку в настоящий момент теоретически выполнено объединение только для трех из четырех взаимодействий, то адекватного научного описания событий в эту эпоху не существует. Это одна из главных проблем космологии на сегодняшний день.

Великое объединение (от 10^-43 до 10^-36 с). В этот промежуток времени температура уже несколько снизилась (примерно до 10^27 К), квантовые эффекты поутихли, произошло отделение гравитационной силы. Название "великое объединение" обусловлено тем фактом, что при энергиях той эпохи три оставшихся взаимодействия сливаются в одно. На сегодняшний день существует несколько теорий Великого объединения, но живьем это объединение никто не наблюдал - энергии, необходимые для этого, лежат далеко за пределами возможностей современных ускорителей частиц.

Электрослабая эпоха (от 10^-36 до 10^-12 с). Вселенная продолжает расширяться, температура продолжает падать, и вот уже энергия снижается ниже предела электрослабого объединения, при котором сливаются вместе слабое взаимодействие и электромагнитное. В этом периоде есть много неясностей, хотя математические модели такого объединения существуют давно, еще академик Сахаров работал над нарушением CP-симметрии. Само нарушение электрослабой симметрии произошло ближе к концу этого периода. Считается, что именно нарушение симметрии электрослабого взаимодействия отвечает за разницу в количестве материи и антиматерии, наблюдаемую во Вселенной.

Инфляционный период (до 10^-32 с). Гипотетический процесс экспоненциального роста пространственной метрики Вселенной. За доли секунды (т.е. между 10^-33 и 10^-32 с) размеры Вселенной выросли в 10^26 раз в каждом из трех измерений. Именно инфляцией объясняется крупномасштабная однородность Вселенной. В мелком масштабе мы видим разнообразные галактики и звезды, но Вселенная в целом - место весьма однообразное. Без привлечения инфляционного периода объяснения этому наблюдаемому факту не было.

Эпоха кварков (до 10^-6 с). Температура снижается настолько, что начинают формироваться кварки. Сильное взаимодействие уже тоже отпочковалось, но температура еще слишком высокая, чтобы сформированные кварки могли объединиться в адроны (нейтроны или протоны, например). Как только энергия снизилась ниже энергии связи адронов, начала формироваться материя.

1 секунда. Температура снижается до нескольких миллиардов кельвинов. Нейтрино перестают взаимодействовать с материей. Примерно в это же время гравитация начинает формировать первые черные дыры. Размеры Вселенной все еще достаточно скромные, а плотность материи велика, поэтому в тех или иных местах Вселенной гипотетически могли образовываться первичные ЧД. Интересно, что эти ЧД могли состоять не из нейтронов и протонов, как обычные черные дыры, а из другой материи, например, тех же нейтрино. А значит, они могут оказаться как раз той таинственной темной материей, которая никак не обнаруживается, но вносит значительный гравитационный вклад в движение галактик.

2 секунды. Эпоха лептонов. В этот период во Вселенной доминировали электроны и другие частицы такого типа - лептоны. Большая часть адронов (т.е. протонов и нейтронов) уже аннигилировала с анти-адронами. А лептоны остались.

10 секунд. Эпоха фотонов. Лептоны тоже аннигилировали со своими анти-частицами с выделением фотонов. В этот период и по сей день во Вселенной начинают доминировать фотоны. Проще говоря, излучения сегодня "больше", чем материи.

20 минут. Формирование первых ядер атомов. Большая часть материи аннигилировала с антиматерией, но оставшейся все равно оказалось много. Температура снизилась до пределов, когда становится возможным ядерный синтез. Возникают первые элементы, в основном водород и его изотопы, но также гелий и литий. Наблюдение за старыми галактиками показывает, что число этих легких элементов в них согласуется с предсказанием теории Большого взрыва.

47,000 лет (и далее). Доминирование материи. В этот плотность материи настолько увеличивается, что гравитационный вклад в общую энергию Вселенной начинает преобладать. Расширение Вселенной замедляется. Примерно 9 миллиардов лет спустя, преобладать начинает темная энергия, и Вселенная вновь начинает расширяться ускоренно, что происходит и по сей день.

100,000 лет. Формируются первые молекулы. Речь, конечно, идет лишь о самых простых и стабильных молекулах, потому что температуры все еще зашкаливают по земным меркам.

370,000 лет. Формируются первые электрически нейтральные атомы. Т.е. протоны начинают захватывать электроны. У этого процесса есть важное следствие: электрически нейтральному атому гораздо сложнее захватить пробегающий мимо фотон (для этого фотон должен передать энергию электрону на орбите). Т.е. фотоны с этого момента получают возможность путешествовать по Вселенной в виде излучения свободно. До этого Вселенная была непрозрачна для излучения. Вот это самое первичное фотонное излучение мы сейчас можем наблюдать в виде микроволнового реликтового излучения. В силу красного смещения, обусловленного расширением Вселенной, изначальный спектр тех фотонов сместился в микроволновую область. Наблюдаемое реликтовое излучение - это одно из самых сильных подтверждений теории Большого взрыва.

100-300 миллионов лет. Формируются первые звезды и крупномасштабные структуры. Первые звезды - это водород и гелий. Огромные, горячие и, увы, пока не обнаруженные напрямую.

350-500 миллионов лет. Первые галактики.

Вот как-то так.

28 июля  · 81,6 K
Прочитать ещё 57 ответов

Если животные вдыхают кислород (O2), а выдыхают углекислый газ (СО2), откуда берется С? Там что, склад углерода?

Илья Левин
Эксперт
23,0K
программист, предприниматель

Ну все живые организмы, начиная от бактерий - огромный склад углерода. Он - основа всех органических молекул и третий по распространенности элемент в организме животных и растений (после водорода и кислорода). Так что да, запас углерода в легких имеется. 

Но углекислый газ производится не в легких. Его производят клетки при расщеплении кислородом органических соединений. Часть углекислого газа и углекислоты идут на поддержание многих процессов в организме, остальное - выходит с дыханием.

22 мая 2017  · 1,5 K

Зачем нам врали об эволюции человека?

Веб-разработчик, интересуюсь популяризацией науки

Прочитав ответы я просто поражаюсь тому, как люди, получившие минимум 9 классов образования, несут такую чушь.

Слово "теория" в науке не подразумевает неопределенность. Вышеответившие ошибочно путают слово "теория" со словом "гипотеза", явно прослеживается логическая ошибка подмены понятий.

Есть факты:

  • Жизнь на Земле появилась более 2 миллиардов лет назад.

  • Жизненные формы изменялись и приобретали разнообразие на протяжении всей истории жизни.

  • Виды связаны друг с другом через общее происхождение от одного или нескольких общих предшественников.

  • Естественный отбор — важный фактор, влияющий на изменение видов.

Например, происхождение человека. Материал из лекции Станислава Дробышевского, антрополога и кандидата биологических наук.

Для начала уточнение — человек не произошел от обезьяны. У человека и обезьяны общие предки, которые достаточно давно разошлись, еще в период миоцена, семь-восемь миллионов лет назад. Мы родственники, но обезьяны пошли в одном направлении, а мы, люди, в другом. Человекообразные обезьяны появились около 25–26 миллионов лет назад. Они довольно сильно отличались от современных. Это весьма существенно, поскольку часто люди считают, что существует человек и некая абстрактная обезьяна.

На самом деле обезьяны крайне разнообразны, и эти древнейшие человекообразные обезьяны по многим признакам были похожи на современного человека. Больше, чем, например, современные шимпанзе на этих древних обезьян. То есть человек в своем строении сохранил массу очень примитивных особенностей.

Около 4 миллионов лет назад австралопитеки доэволюционировали до стадии грацильных австралопитеков. Это были существа от метра до полутора метров ростом. И в их строении было замечательное сочетание: ниже головы это были почти люди, а голова была еще обезьянья. Самое главное, у них был обезьяний объем мозга — 400–500 граммов, как у шимпанзе и горилл. Эти существа еще не изготавливали орудия труда. Но поскольку они были уже полноценно прямоходящими, то руки у них были свободны и они ими что-то делали. Что именно — науке пока точно не известно. Но, поскольку и современные шимпанзе изготавливают орудия труда и используют их, видимо, подобное делали и грацильные австралопитеки.

В настоящее время самая актуальная область антропологии — это поиск связей предков современного человека с другими древними людьми, которые параллельно с нашими предками существовали на планете.

Есть отличная схема этих связей: antropogenez.ru

Утверждения о том, что теория эволюции — это ложь, не заслуживают внимания, потому что её критики не приводят никаких научных оснований, в отличие от огромного груза научных данных в пользу этой теории.

19 мая 2017  · 11,3 K
Прочитать ещё 11 ответов