Коллектив авторов - Автостопом по науке. 70 фактов из истории великих открытий

Таким инженером стал Годфри Хаунсфилд. Еще в 1949 году он начал работать над управляемыми системами оружия и радарами в крупной британской корпорации, EMI Group LTD. Впрочем, здесь важным фактом было то, что основной статьей доходов у EMI была звукозапись. А в самом начале 1960-х годов EMI вытащила счастливый билет, заключив контракт с The Beatles. Так что продажи Rubber Soul, Revolver и других альбомов внесли свой вклад в развитие современной медицины.

Как же работает компьютерная рентгеновская томография (или компьютерная аксиальная томография)?

Фундаментальное отличие КТ от рентгенографии в том, что томографическое изображение непосредственно не связано с принятым излучением, а представляет собой результат точных измерений и вычислений данных там, где рентгеновское излучение при приеме детектором ослабляется, причем это относится только к выбранному слою.

В общем виде метод КТ основан на технике последовательного, сканирующего просвечивания тонким рентгеновским лучом объекта исследования (например, головы) с дальнейшей регистрацией непоглощенной части пучка, который проходит через объект под разными углами. После этого идет специфическая двумерная сортировка и «расфасовка» коэффициентов поглощения лучей в тканях, а затем – математическое восстановление полученного слоя. По этой модели выстраивается картина распределения коэффициентов в пространстве и с помощью компьютера преобразуется в изображение на экране, доступное визуальному и количественному анализу.

Если перевести в более простые слова, то во время КТ в кольце томографа постоянно вращаются источник рентгеновских лучей и приемник, постоянно снимая поглощение. В это время сквозь кольцо «проезжает» пациент. Фактически, идет спиральное рентгенографическое исследование, на основе которого строится трехмерная картинка.

Метод оказался настолько революционным, что уже в 1979 году Кормак и Хаунсфилд получили Нобелевскую премию по медицине. Для сравнения: два других принципиально других метода томографии, магнитно-резонансная и позитронно-эмиссионная, были созданы всего через несколько лет после КТ (первые МРТ-изображения и ПЭТ-сканы были сняты уже в середине 1970-х), однако создателям МРТ своей премии пришлось ждать 30 лет, а за ПЭТ «Нобеля» пока так и не дали.

Чуть более четырех сотен лет назад на земном небе в созвездии Змееносца вспыхнула новая звезда. На самом деле звезда не появилась, а погибла и не четыреста, а более 20 000 лет назад. Тем не менее 17 октября 1604 года отмечается как день появления сверхновой Кеплера.

Последняя из наблюдавшихся в обычные телескопы сверхновых в Галактике на самом деле появилась на небосклоне чуть раньше. Уже 9 октября 1604 года некоторые астрономы в Европе заметили новую звезду, днем позже за ней начали наблюдать китайские ученые, а 13 октября – корейские. Но среди них не было человека такой величины, как Иоганн Кеплер.

Удивительное дело: при всей своей редкости – на все второе тысячелетие мы достоверно можем назвать всего пять сверхновых, причем с начала XVII века Галактика не радует нас катаклизмами – и учитель, и ученик (Тихо Браге и Иоганн Кеплер) получили в свое распоряжение два события.

Из-за плохой погоды Иоганн Кеплер смог начать наблюдения новой звезды на европейском небе только 17 октября, тем не менее мы можем честно сказать, что первооткрывателю законов небесной механики все равно повезло. 17 октября блеск звезды еще рос, достигнув своего максимума только в конце месяца. Три недели она была видна днем.

Звезда оставалась видимой почти целый год. И все это время астроном проводил точные позиционные измерения этого светила, изложив итоги своих наблюдений в труде De Stella Nova in Pede Serpentarii.

Впрочем, китайские коллеги тоже оставили немало наблюдений сверхновой. Эти данные мы можем найти в двух источниках той эпохи: летописи «Мин Шилу» и единственной записи в династических документах «Мин-ши».

Очень активно звезда изучалась в Корее. Здесь тоже есть два основных текста: «Соньо Силлок», где приводится около сотни наблюдений звезды и измерений ее яркости, которые очень хорошо согласуются с данными Кеплера, и сборник «Чангбо Манхон Пиго».

Последняя из наблюдавшихся в обычные телескопы сверхновых в Галактике на самом деле появилась на небосклоне чуть раньше. Уже 9 октября 1604 года некоторые астрономы в Европе заметили новую звезду, днем позже за ней начали наблюдать китайские ученые, а 13 октября – корейские.

Рост кривой блеска звезды позволяет сделать вывод о том, какой именно была эта сверхновая. В современной науке есть консенсус: сверхновая Кеплера была сверхновой типа Iа. Это очень интересный тип: он образуется при гибели не большой звезды в конце ее эволюции, а, наоборот, очень маленькой.

Сверхновые типа Iа образуются только в тесных двойных системах, одним из компонентов которых был белый карлик. Если со второй звезды на него перетекает вещество, то происходит увеличение массы белого карлика. Однако, как показал Субраманьян Чандрасекар, масса белого карлика не может быть больше, чем 1,44 массы Солнца. Как только этот предел превышается, происходит вспышка сверхновой. Кстати, именно поэтому такие сверхновые считаются «стандартными свечами», поскольку они всегда вспыхивают одинаково и позволяют установить расстояние до галактики, где произошла катастрофа.

Однако вернемся к нашей героине. Звезду «забыли» почти на три с половиной сотни лет. В 1930-х годах немецкий астроном Вальтер Бааде направил 2,5-метровый телескоп обсерватории Маунт-Вильсон в область, где проводили свои наблюдения Кеплер и безвестные китайские и корейские астрономы, и обнаружил расширяющееся облако газа. А уже в XXI веке три великих обсерватории NASA – оптический телескоп Hubble, инфракрасный Spitzer и рентгеновский Chandra – провели уникальное исследование в трех диапазонах волн и обнаружили тонкую структуру разлетающегося вещества – остатков от катастрофы, видимой днем на земном небе невооруженным глазом более четырехсот лет назад.

«Почему люди не летают так, как птицы?» Эту фразу Островский вложил в уста своей героини лишь во второй половине XIX века, но желание подняться в воздух у человека было всегда: вспомните хотя бы миф о Дедале и Икаре. Тем не менее какие-то практические шаги в этом направлении начались только в XVIII веке.

Конечно, нужно сделать небольшую оговорку: первые практические шаги в Европе. Ибо, если открыть описание военного похода китайского генерала Чжугэ Ляна, жившего в III веке нашей эры, можно встретить там такие строки: «Масляная лампа была установлена под большим бумажным мешком, который поднимался с горячим воздухом от лампы. Враги были охвачены страхом из-за света в воздухе, думая, что божественная сила помогала ему». Так что беспилотники в качестве психологического оружия, ставшие известными нам под именем китайских фонариков, в Азии появились очень давно.