Николь Томас из Беллвилл Саут занимается исследованиями астрофизики, изучая черные дыры и эволюцию галактик
Подробнее
IOL
iol.co.za

Николь Томас из Беллвилл Саут занимается исследованиями астрофизики, изучая черные дыры и эволюцию галактик

Выросшая в Беллвилл Саут, доктор Николь Томас всегда проявляла глубокий интерес к принципам функционирования мира. Сегодня эта астрофизик, родившаяся в Кейп-Флатс, посвящает свои исследования сверхмассивным черным дырам и эволюции галактик, пытаясь ответить на вопросы о Вселенной, которые волновали ученых на протяжении многих поколений.

Путь Томас начался в старшей школе Касселсвлей (Kasselsvlei High School), после чего она изучала физику в Университете Западного Кейпа (UWC). Затем она получила степень доктора философии (PhD) в области астрофизики, построив карьеру, которая привела ее от местных учебных классов до международного научного сообщества.

Ее история является примером любознательности, целеустремленности и возможностей, которые предоставляет образование, что служит вдохновением для молодежи, которая может не видеть себя в таких областях, как астрофизика.

Томас объяснила, что ее интерес к науке возник из желания понять, как вещи работают, особенно когда ответы не были очевидными. Она отметила: «У меня всегда было влечение к миру; я хотела знать, как и почему все работает — чем запутаннее и непонятнее, тем лучше».

В период, когда дома не было доступа к интернету, ей помогали телевизионные документальные фильмы, которые познакомили ее с астрономией и космосом. Она вспоминает: «У нас тогда не было интернета дома, но я помню, как мой отец всегда смотрел документальные фильмы на Discovery Channel и National Geographic, и именно там я впервые услышала о концепции астрономии, и как это увлечение распространилось за пределы нашего мира и в космос».

Это раннее любопытство со временем трансформировалось в стремление изучить физические основы самых сложных явлений во Вселенной.

После изучения физики в UWC, Томас продолжила обучение в рамках Национальной программы по астрофизике и космическим наукам в Университете Кейптауна, а затем вернулась в UWC для дальнейших постдипломных исследований. В конечном итоге она получила степень PhD в области астрофизики в UWC, специализируясь на сверхмассивных черных дырах и их влиянии на эволюцию галактик.

Ее научная область исследует, как растут черные дыры, как они высвобождают огромное количество энергии и как их активность может воздействовать на галактики, в которых они существуют. Понимание этих процессов помогает ученым изучать, как развиваются и изменяются галактики с течением времени.

Академический путь Томас демонстрирует, как научное образование в Кейптауне может привести к исследованиям, имеющим международное значение.

Томас заявила, что никогда не рассматривала свое окружение как препятствие на пути к своим амбициям. Она подчеркнула: «Я никогда не видела свою среду как ограничение, потому что для меня это была просто обычная жизнь. Так почему я должна была смотреть на нее иначе?»

Хотя занятие астрофизикой могло удивить некоторых людей, она сообщила, что ее родители, друзья и школа поддерживали ее интерес к науке. Одним из стереотипов, с которым она столкнулась, была идея о том, что девушки не способны заниматься математикой. Однако она заявила, что ее пол, раса или происхождение не должны определять ее достижения.

Она сказала: «Меня воспитывали так, чтобы не оправдываться». Томас также признала роль, которую сыграли возможности и личные обстоятельства в ее жизненном пути. Несмотря на то, что она не смогла поступить в университет, куда изначально была принята для изучения астрономии, она все же смогла получить высшее образование.

Ее карьера открыла новые перспективы, но также потребовала жертв, включая время, проведенное вдали от дома, и необходимость балансировать личные приоритеты с требованиями научных изысканий.

Томас убеждена, что у молодых людей, заинтересованных в астрономии и других научных дисциплинах, сегодня больше возможностей, чем когда-либо прежде, для изучения своих интересов. Она отметила: «Сегодня у нас так много знаний под рукой, будь то в социальных сетях, Google или с помощью ИИ. Все это может быть мощным инструментом для изучения конкретных интересов».

Она также указала на возможности в Кейптауне для молодежи, позволяющие взаимодействовать с учеными и профессионалами в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM). Томас добавила: «Кейптаун — фантастическое место для общения со многими астрофизиками, космическими учеными или другими специалистами в области STEM. Хотя некоторые мероприятия имеют небольшую плату, например, Планетарий и Музей Изико, в течение года проходят различные бесплатные события».

Томас заключила, что многие научные учреждения сотрудничают со школами, проводя программы по популяризации науки, а университеты организуют дни открытых дверей и другие мероприятия, которые могут познакомить учащихся с научной карьерой. Ее советы подчеркивают ценность постановки вопросов, исследования интересов и использования образовательных шансов, будь то онлайн, в школе или через местные научные учреждения.

От классов старшей школы Касселсвлей до исследований самых сложных объектов во Вселенной, путь Томас показывает, как раннее увлечение миром может перерасти в карьеру, посвященную изучению того, что находится за пределами известного.

Похожие сюжеты

Николь Томас прошла путь от Bellville South до исследований черных дыр в астрофизике
Подробнее
iol.co.za

Николь Томас прошла путь от Bellville South до исследований черных дыр в астрофизике

Путь Николь Томас в астрофизику начался в Bellville South и привел ее на Международную научную встречу в Линдеау в Германии в 2019 году, где она присоединилась к ведущим молодым исследователям и лауреатам Нобелевской премии. Бывшая ученица школы Kasselsvlei High School и Университета Западного Кейпа (UWC), она сегодня занимается изучением сверхмассивных черных дыр и эволюции галактик. Получив докторскую степень в области астрофизики, она построила карьеру, которая перенесла ее из местных учебных классов в международное научное сообщество.

Ее история является примером любознательности, целеустремленности и возможностей, которые предоставляет образование, что может вдохновить молодежь, которая не видит себя в таких областях, как астрофизика.

Детское увлечение вселенной

Томас рассказала, что интерес к науке возник из желания понять принципы функционирования вещей, особенно когда ответы не были очевидными. Она отметила, что всегда была очарована миром и хотела знать, как и почему вещи работают, причем чем сложнее и непонятнее было явление, тем больше ей нравилось.

Поскольку дома в то время не было доступа к интернету, ее знакомство с астрономией и космосом произошло благодаря телевизионным документальным фильмам. Ее отец часто смотрел документальные фильмы на Discovery Channel и National Geographic, где она впервые услышала о концепции астрономии, и это увлечение затем распространилось за пределы Земли и в космос.

От UWC к исследованиям черных дыр

После изучения физики в UWC, Томас продолжила обучение в рамках Национальной программы по астрофизике и космическим наукам в Университете Кейптауна, а затем вернулась в UWC для дальнейших последипломных исследований. В конечном итоге она получила докторскую степень в области астрофизики в UWC, специализируясь на сверхмассивных черных дырах и их влиянии на развитие галактик.

Ее научная область исследует процессы роста черных дыр, способы высвобождения ими огромного количества энергии и то, как их активность может воздействовать на галактики, в которых они находятся. Понимание этих процессов помогает ученым изучать, как галактики развиваются и изменяются с течением времени. Академический путь Томас демонстрирует, как научное образование в Кейптауне может привести к исследованиям, имеющим международное значение.

Преодоление ожиданий и жертвы

Томас заявила, что никогда не рассматривала свое окружение как препятствие на пути к своим амбициям. Она считала свою среду просто нормальной жизнью, поэтому не видела причин воспринимать ее иначе. Хотя изучение астрофизики могло удивить некоторых людей, она подчеркнула, что ее родители, друзья и школа поддерживали ее научный интерес.

Она столкнулась со стереотипом о том, что девушки не способны заниматься математикой, однако она не позволяла своему полу, расе или происхождению определять ее достижения. Томас сказала, что ее воспитывали так, чтобы она не находила оправданий. Она также признала роль возможностей и личных обстоятельств в своем пути. Несмотря на то, что она не смогла поступить в университет, куда изначально была принята для изучения астрономии, она все равно смогла получить высшее образование.

Ее карьера открыла новые возможности, но также потребовала жертв, включая время, проведенное вдали от дома, и необходимость балансировать между личными приоритетами и требованиями научных изысканий.

Совет молодой молодежи, интересующейся наукой

Томас убеждена, что у молодых людей, заинтересованных в астрономии и других научных дисциплинах, сегодня больше способов исследовать свои интересы, чем когда-либо прежде. Она указала, что огромное количество знаний доступно через социальные сети, Google или искусственный интеллект, которые могут служить мощными инструментами для изучения конкретных тем.

Кроме того, она упомянула возможности в Кейптауне для взаимодействия молодых людей с учеными и специалистами в области науки, технологий, инженерии и математики (STEM). Она отметила, что Кейптаун — прекрасное место для общения с астрофизиками, космическими учеными или другими профессионалами STEM. Хотя некоторые мероприятия, такие как Планетарий и Музей Изико, могут иметь небольшую плату, в течение года проводятся и различные бесплатные события.

Томас добавила, что многие научные учреждения сотрудничают со школами, проводя просветительские программы, а университеты организуют дни открытых дверей и другие мероприятия, знакомищие учащихся с научной карьерой. Ее совет подчеркивает ценность постановки вопросов, исследования интересов и использования образовательных шансов, будь то онлайн, в школе или через местные научные учреждения. Путь Томас, от классов Kasselsvlei High School до исследований самых сложных объектов во Вселенной, показывает, как раннее любопытство может трансформироваться в карьеру, изучающую то, что находится за пределами известного.

Ученые воссоздали изображения ранней Вселенной, когда звезды и черные дыры рассеяли космическую мглу
Подробнее
g1.globo.com

Ученые воссоздали изображения ранней Вселенной, когда звезды и черные дыры рассеяли космическую мглу

Астрофизики смогли восстановить изображения того, как Вселенная вышла из состояния темноты. Вокруг первых галактик начали появляться световые пузыри, которые росли, сливались и постепенно рассеивали холодный газовый туман, окутывавший примитивный космос.

Эти изображения, представленные международной группой исследователей в воскресенье (25-го числа), получены с помощью Lumina — симуляции, выполненной на суперкомпьютере. Ученые внесли в машину условия Вселенной сразу после Большого взрыва, измеренные спутниками, и позволили законам физики действовать. Компьютер затем «прокрутил фильм» эволюции этой Вселенной в течение первых двух миллиардов лет.

Результаты работы были опубликованы во вторник (26-го числа) в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Полученные данные в целом соответствуют тому, что уже наблюдали телескопы за этот период. Однако существует существенный недочет: смоделированная Вселенная содержит меньше гигантских галактик, чем обнаруживает космический телескоп Джеймс Уэбб.

По мнению авторов, это указывает на то, что галактики юной Вселенной развивались быстрее, чем позволяют объяснить текущие теории. Моделируемый участок Вселенной имеет размер около 1,6 миллиарда световых лет по одной стороне, что позволяет проследить, как различные области эволюционировали по-разному. Для этого компьютер отслеживал движение сотен миллиардов частиц газа и темной материи. Темная материя невидима, но ее гравитация служит каркасом, определяющим места формирования галактик.

Расчет был произведен на Frontier, одном из самых мощных суперкомпьютеров в мире, расположенном в Соединенных Штатах.

Как Вселенная перестала быть темной

Сразу после Большого взрыва Вселенная была очень горячей. По мере расширения она остывала и наполнялась газом из водорода и гелия — самыми простыми элементами. Этот газ функционировал как дымка, блокируя более высокоэнергетический свет, например ультрафиолет, который не мог пройти далеко. Этот этап известен как эра космической тьмы.

Туман начал рассеиваться, когда появились первые звезды, примерно через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Их свет был достаточно силен, чтобы «разбить» атомы окружающего газа. Разрушенный газ позволял свету проходить, и Вселенная становилась прозрачнее. Изображения показывают, что это происходило не одновременно и не равномерно. Сначала загорелись области с большим количеством галактик, подобно районам, которые освещаются раньше остальной части города. Большие пустоты между ними оставались темными гораздо дольше.

В симуляции последние карманы тумана исчезли лишь примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва. Это позднее завершение согласуется с измерениями, сделанными астрономами ранее. Модель также подтверждает, что основную работу выполнили звезды. Черные дыры внесли меньший вклад в этот первый этап.

Однако гелию потребовался второй раунд. Его атомы сложнее разрушить, и для этого требуется свет, намного более мощный, чем от обычных звезд. Этот свет поступал от квазаров — гигантских черных дыр, которые интенсивно излучают, поглощая газ. Поскольку квазары редки и очень мощны, пузыри, которые они создали, были значительно больше и более распределены. Этот второй этап начался позже первого и почти завершился только к двум миллиардам лет.

Lumina является первой симуляцией такого уровня детализации, которая демонстрирует оба этапа — звездный и связанный с черными дырами. Предыдущие модели останавливались раньше. Каждый из этих фаз также нагревал газ. Симуляция также показывает, что еще до того, как достигнет света звезд, рентгеновские лучи, исходящие от галактик, уже нагревали туман. Эта деталь полезна для радиотелескопов, которые пытаются уловить крайне слабый сигнал газа той эпохи, который еще не был обнаружен.

Что симуляция еще не объясняет

Сравнение с телескопом Джеймс Уэбб ставит перед Lumina больше вопросов. С 2022 года телескоп обнаруживает в юной Вселенной галактики, которые крупнее и ярче, чем предполагали теории. Симуляция хорошо воспроизводит малые и средние галактики. Но в отношении самых больших, масса которых превышает Солнце в сотни миллиардов раз, она отстает. Чем раньше в истории Вселенной, тем больше расхождение.

Авторы выдвигают несколько возможных объяснений. Возможно, эти галактики формировали звезды быстрее, чем считалось, или производили больше гигантских звезд. Также возможно, что правила, используемые учеными для описания Вселенной, нуждаются в корректировке. Или, проще говоря, что измерения Уэбба имеют большую погрешность, чем предполагается.

Полные данные Lumina будут доступны другим ученым в 2028 году. Группа уже готовит новые исследования для сравнения симуляции с наблюдениями телескопов. Ценность Lumina заключается как в том, что он подтверждает, так и в том, что он ошибается. Там, где симуляция совпадает с данными телескопов, она подтверждает, что известная физика хорошо объясняет младенчество Вселенной. Там, где она отстает, она указывает на точное место, где эта физика еще требует пересмотра.

Программа Curiosity Cube™ вдохновляет будущих ученых в Восточном Кейпе через практическое изучение науки
Подробнее
iol.co.za

Программа Curiosity Cube™ вдохновляет будущих ученых в Восточном Кейпе через практическое изучение науки

В августе и сентябре 2478 учеников из восемнадцати школ приняли участие в программе, став «учеными на день». Они работали совместно с сотрудниками компании Merck и волонтерами-партнерами из Университета Родса, а также из Научно-технического центра Нэльсона Манделы в Кариеге.

Это мероприятие стало частью международного тура Curiosity Cube™ от научно-технологической компании, целью которого является преобразование любознательности в научные карьеры. Мобильная научная лаборатория Curiosity Cube™ проводит во второй год подряд в Южной Африке, и Восточный Кейп является лишь одной из 126 запланированных точек этого года.

Учащиеся из разных школ Восточного Кейпа прошли три интерактивных эксперимента, чтобы изучить основы синтетической биологии. Для этого использовались обучающие гаджеты, такие как Cubelets и магнитные головоломки, позволяющие исследовать связь между формой фермента и биологическими процессами, влияние генетического кода на черты и поведение, а также то, как активация и деактивация генов дает ученым возможность создавать решения для реальных проблем.

Все эксперименты проводились сотрудниками Merck и волонтерами из Университета Родса (Макханда) и Научно-технического центра Нэльсона Манделы (Кариега), что позволило учащимся пообщаться с учеными, работающими в их собственных сообществах и рассказывающими о возможностях в сфере STEM.

Координатор Curiosity Cube™ в Merck, Дженнифа Мохале, отметила, что проведенные эксперименты продемонстрировали учащимся, как концепции синтетической биологии проявляются в реальном мире. Она добавила, что эти уроки могут способствовать формированию будущего учеников, предлагая введение в инженерные принципы и потенциальную карьеру в области наук о жизни в растущих секторах, таких как медицина или здравоохранение.

Инициатива Curiosity Cube™ направлена на пробуждение интереса к карьерам в сфере STEM и устранение препятствий в образовании. Согласно опросу Merck, почти половина (48%) школьников в возрасте от 8 до 13 лет испытывает трудности с представлением себя в образе ученого, даже если они ежедневно занимаются деятельностью, связанной с STEM.

Всемирный экономический форум указывает, что к 2030 году потребуется еще 23 миллиона выпускников по направлениям STEM для заполнения вакансий в этих развивающихся областях. Чтобы удовлетворить этот спрос, необходимо начинать рано: ученикам, особенно в возрасте от 8 до 13 лет, требуется значимый опыт и понятные образцы для подражания, чтобы представить себе будущее в STEM.

Предоставляя доступ к обучению STEM в увлекательной и запоминающейся форме в критический период жизни и образования учащихся, Curiosity Cube™ помогает им установить эту связь, тем самым способствуя формированию сильной будущей рабочей силы в области науки и технологий.

Один ученик шестого класса поделился впечатлениями после посещения Curiosity Cube™: «Curiosity Cube™ было очень весело, и я многому научилась у ученых. Я бы хотела стать учителем естественных наук, когда вырасту, потому что ты узнаешь много нового, что делает тебя умным, и ты можешь делиться тем, что узнал».

Только в 2025 году 2069 волонтеров-сотрудников Merck и партнеров из университетов помогли обучить 56 035 студентов по всему миру основам искусственного интеллекта с помощью Curiosity Cube™. Предыдущие туры Curiosity Cube™ также охватывали такие темы, как устойчивое развитие, контаминация и человеческий микробиом.

Curiosity Cube™ является частью глобальной программы волонтерства Merck SPARK™, которая в этом году отмечает свое 10-летие, и продолжает программу Curiosity Labs™ компании, в рамках которой сотрудники проводят практические эксперименты с учащимися в классах.

На сегодняшний день сотрудники Merck внесли более 196 800 часов своего времени в рамках SPARK™, проведя более 6500 мероприятий в 48 странах и вовлекая более 613 400 студентов.

Помимо Южной Африки, Curiosity Cube™ уже посетил Ботсвану, Эсватини, впервые расширился в Замбию, Лесото и Намибию.

В своем пятом ежегодном европейском туре Curiosity Cube™ остановится в Австрии, Бельгии, Чехии, Франции, Германии, Ирландии, Италии, Нидерландах, Испании, Швейцарии и Великобритании, а также посетит новые места в Польше, Сербии и Словакии.

Лаборатория также совершит тур по США и Канаде, проведя 133 мероприятия в таких городах, как Остин, Бостон, Кливленд, Дёрхам, Хьюстон, Канзас-Сити, Милуоки, Нью-Йорк, Сан-Диего, Сан-Хосе, Сент-Луис и Торонто.

С момента своего основания в 2017 году более 286 000 посетителей из 20 стран Северной Америки, Европы и Южной Африки посетили Curiosity Cube™.

Адела Мадари, координатор Curiosity Cube™ в Merck, заявила: «Вы можете видеть, как растет уверенность студентов, проходя через каждую станцию. Они обнаруживают, что им здесь место, и что их идеи важны. Изучение науки — это только начало».

Чтобы узнать больше о предстоящих остановках тура, посетите TheCuriosityCube.com или следите за путешествием в Instagram по хэштегу @curiositycube_merck. Бизнес-подразделение Life Science компании Merck функционирует через MilliporeSigma в Соединенных Штатах и Канаде.

Популярное