Катализаторы — это вещества, которые ускоряют химические реакции, оставаясь при этом неизменными. Термин ввел шведский химик Йенс Берцелиус в 1835 году, объединив греческие слова "ката" (вниз) и "лизис" (разложение). Катализ происходит благодаря снижению энергии активации — энергетического барьера, который нужно преодолеть для начала реакции.
⠀
Механизм действия заключается в образовании промежуточных соединений с реагентами. Катализатор предоставляет альтернативный путь реакции с более низким энергетическим барьером. После завершения процесса катализатор восстанавливается к первоначальному виду и может участвовать в новых циклах превращений.
⠀
Катализаторы окружают нас повсюду. Ферменты в нашем организме катализируют тысячи биохимических процессов, без которых жизнь невозможна. В промышленности платина катализирует производство азотной кислоты, никель — гидрирование жиров, а катализаторы в автомобилях нейтрализуют вредные выхлопы. Без катализаторов современная химическая промышленность была бы немыслима.

Слои атмосферы Земли на закате, снимок с МКС.

Снимок поверхности Венеры, сделанный советским аппаратом "Венера-9" 22 октября 1975 года. Это историческое достижение - первое изображение поверхности другой планеты, переданное с места посадки.
⠀
Острые камни, которые вы видите, находятся в условиях, сложно представимых землянину: температура здесь +462°C, а давление в 90 раз выше земного. Посадочный аппарат проработал в этих экстремальных условиях всего 53 минуты, но успел передать бесценные данные.
⠀
Интересный факт: это единственная планета Солнечной системы, названная женским.

Ледяная поверхность Дионы, спутника Сатурна. Изображение от зонда NASA "Кассини".

Составное изображение "сердца" Млечного Пути, для создания которого использовались данные, полученные с помощью одних из самых мощных телескопов, включая космический телескоп NASA/ESA "Хаббл", космическую обсерваторию NASA "Чандра", космический телескоп NASA "Спитцер", чилийский телескоп ESO VLT (Очень Большой Телескоп) и другие.
⠀
Галактический центр находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, и он является домом для сверхмассивной черной дыры Стрелец A* (примерно в 4,3 миллиона раз массивнее Солнца), перегретых газовых облаков, массивных звезд, чрезвычайно плотных скоплений древних звезд, нейтронных звезд и многих других загадочных объектов.

Регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Ящерицы отбрасывают хвост в момент опасности и отращивают новый за несколько месяцев, а саламандры могут восстановить целую лапу. Человек же способен лишь на ограниченную регенерацию — заживление ран и восстановление печени.
⠀
Секрет кроется в стволовых клетках и генетических программах. У ящериц в основании хвоста есть специальные зоны разлома с заранее подготовленными стволовыми клетками. При отбрасывании активируются гены Wnt и Msx1, запускающие рост нового хвоста. У человека эти гены "выключены" в процессе эволюции.
⠀
Планарии — чемпионы регенерации. Из одной восьмой части червя вырастает полноценная особь! Секрет — в неоспециализированных клетках необластах, которые могут стать любой тканью. Ученые изучают эти механизмы, надеясь разблокировать регенеративные способности человека.

На расстоянии около 1 250 световых лет от нас красуется планетарная туманность Гантель (М 27). Ее возраст оценивается в 3000-4000 лет.

Симбиоз — это взаимовыгодное сожительство разных видов, создающее удивительные союзы в природе. Рыбка-клоун прячется среди ядовитых щупалец актинии, а взамен защищает её от хищников и приносит пищу. Лишайники — это не растения, а симбиоз гриба и водоросли, где гриб обеспечивает защиту, а водоросль — питание.
⠀
Человек тоже участник симбиоза! В нашем кишечнике живет два килограмма бактерий, которые помогают переваривать пищу и синтезируют витамины. Без них мы не смогли бы усваивать многие вещества. Это настоящая экосистема внутри нас.
⠀
Самый удивительный пример — кораллы. Они получают до 90% энергии от симбиотических водорослей зооксантелл, живущих в их тканях. При стрессе кораллы изгоняют водоросли и "белеют" — так происходит обесцвечивание рифов при потеплении океана.

Марс, запечатленный индийским космическим аппаратом "Мангальян". В апреле 2022 года связь с "Мангальяном" пропала, и после безуспешных попыток ее восстановления в октябре 2022 года Индийская организация космических исследований объявила о завершении миссии. Далее Индия планирует продолжить программу исследования Красной планеты миссией "Мангальян-2", запуск которой намечен до 2030 года.

Фотокатализ — процесс ускорения химических реакций под действием света с участием катализатора. Диоксид титана (TiO2) под воздействием ультрафиолета генерирует активные формы кислорода, которые разрушают органические загрязнения, бактерии и вирусы.
⠀
Эта технология уже работает вокруг нас. Самоочищающиеся стекла небоскребов, антибактериальные поверхности в больницах, воздухоочистители — все это фотокатализ. В Японии даже асфальт покрывают диоксидом титана для борьбы со смогом.
⠀
Будущее за солнечной очисткой воды. Фотокаталитические установки могут превращать загрязненную воду в питьевую, используя только солнечный свет. Это особенно важно для развивающихся стран, где нет доступа к сложным системам водоочистки.

NGC 772 – спиральная галактика, расположенная в 130 миллионах световых лет от Земли. Размером эта галактика примерно в два раза больше Млечного Пути, диаметр которого составляет 100 000 световых лет.

Луна, Венера и Млечный Путь в небе над Серро-Параналь, Чили. Автор: Юрий Белецкий.

Завораживающе фото спиральной галактики NGC 2841, находящейся на расстоянии около 46 миллионов световых лет от Земли. Ее диаметр составляет примерно 150 000 световых лет.

Хиральность — это свойство молекул существовать в двух зеркальных формах, как левая и правая рука. Эти молекулы-близнецы имеют одинаковый химический состав, но противоположную пространственную структуру — энантиомеры.
⠀
Удивительно, но живые организмы на Земле предпочитают только один тип хиральности! Все аминокислоты в белках имеют L-конфигурацию (левовращающие), а сахара в ДНК — D-конфигурацию (правовращающие). Это фундаментальная асимметрия жизни, происхождение которой до сих пор загадка.
⠀
Хиральность критически важна в медицине. Трагедия с талидомидом в 1960-х показала опасность: один энантиомер лечил токсикоз у беременных, а его зеркальный двойник вызывал врожденные дефекты. Современная фармацевтика строго контролирует хиральную чистоту лекарств.

Иней на склоне марсианского кратера. Снимок был получен орбитальным аппаратом NASA MRO.

Реликтовое излучение — это "младенческое фото" Вселенной, запечатлевшее момент, когда космос стал прозрачным для света спустя 380 000 лет после Большого взрыва. До этого Вселенная представляла собой горячую непрозрачную плазму.
⠀
Открытие произошло случайно в 1965 году. Арно Пензиас и Роберт Уилсон из Bell Labs искали источник помех в радиотелескопе, но обнаружили равномерный "шум" со всех направлений неба. Это оказалось реликтовое излучение с температурой 2,7 К — остывший свет первых мгновений Вселенной.
⠀
В 2010 году космический телескоп ESA "Планк" создал первую в истории детальную карту этого излучения, показав крошечные температурные флуктуации — "семена", из которых выросли галактики и звезды. Реликтовое излучение подтверждает теорию Большого взрыва и помогает понять эволюцию космоса.

Эффект Унру — одно из самых загадочных предсказаний современной физики, которое звучит как научная фантастика. Согласно этому эффекту, наблюдатель, движущийся с постоянным ускорением в абсолютно пустом пространстве, будет ощущать тепло — буквально "видеть" излучение там, где его нет.
⠀
Представьте: вы находитесь в космическом корабле, который равномерно ускоряется в абсолютной пустоте. Инерциальный наблюдатель не зафиксирует никакого излучения, но вы, ускоряющийся наблюдатель, будете регистрировать тепловое излучение с температурой, пропорциональной вашему ускорению. Чем сильнее ускорение — тем "горячее" становится пустота.
⠀
Открытие принадлежит канадскому физику Биллу Унру в 1976 году. Он показал, что квантовые флуктуации вакуума воспринимаются по-разному в зависимости от системы отсчета. То, что для одного наблюдателя является пустотой, для другого — источником тепла.
⠀
Эффект Унру никогда не наблюдался экспериментально из-за чрезвычайно малых величин.