Гусеничные движители на ниву. Самодельные гусеницы на ниву своими руками чертежи
Научные открытия, достижения и изобретения происходят постоянно. В течение всего года СМИ балуют нас громкими заголовками и сообщают о новых патентах, однако по-настоящему стоящих открытий за год можно буквально пересчитать по пальцам. Этот год еще не закончился, однако у нас уже набралось 10 очень интересных достижений и открытий за последние 6 месяцев 2016 года.
Многоклеточная жизнь появилась 800 миллионов лет назад в результате незначительной генетической мутации
Исследователи обнаружили, что древний белок, получивший наименование GK-PID, явился причиной начала развития одноклеточных организмов в многоклеточные около 800 миллионов лет назад. Эта молекула стала своеобразным триггером, с которого начался процесс притягивания хромосом и объединения внутри внутреннего слоя клеточной мембраны при делении. Она фактически позволила клеткам правильно делиться, избегая злокачественных образований.
Удивительное открытие также показало, что более древняя версия GK-PID вела себя совсем не так, как ведет в настоящий момент ее более современный вариант. Единственная причина, объясняющая это, указывает на то, что древний ген GK в какой-то момент удвоился. Одна копия продолжила вносить свой вклад в подготовке сырья для ДНК, а из второго как раз и получился GK-PID. Другими словами, появление многоклеточной жизни обязано результату одной-единственной мутации.
Обнаружение нового простого числа.
В январе этого года в рамках программы Great Internet Mersenne Prime Search было обнаружено новое простое число 2^74,207,281 – 1.
Вы наверняка задаетесь вопросом: в чем важность этого открытия? Дело в том, что современная криптография для шифрования данных требует использования очень сложных чисел, а также простых чисел Мерсенна (на данный момент обнаружено только 49 таких чисел). Новое обнаруженное число является самым длинным из когда-либо найденных и содержит почти на 5 миллионов цифр больше, чем ближайшее предшествующее число. Общее количество цифр в этом числе чуть ниже 24 000 000, поэтому более практичное его написание выглядит именно так: 2^74,207,281 – 1.
В Солнечной системе обнаружена девятая планета
Еще до обнаружения Плутона в 20-м веке ходили теории о существовании девятой планеты, планеты Икс, которая находится за Нептуном. На ее наличие указывала особенность поведения гравитационных волн, которые могли вызываться наличием очень массивного объекта. Позже за эту планету был принят обнаруженный Плутон, однако особенности гравитационных искажений так до конца и не были объяснены до тех пор, пока Калифорнийский технологический институт не предоставил доказательства того, что девятая планета действительно существует и обладает орбитальным периодом в 15 000 лет.
Астрономы, написавшие о своем открытии, говорят о том, что вероятность того, что за девятую планету было принято какое-то очень плотное облако из астероидов или метеоритов, составляет всего 0,0007 процента.
В настоящий момент Девятая планета по-прежнему остается лишь гипотетическим предположением, так как воочию ее еще никто не видел. Однако астрономы подсчитали, что причиной этого является ее просто колоссальная орбита. Если эта планета действительно существует, то она, вероятнее всего, должна быть приблизительно в 2-15 раз массивнее Земли, а ее орбита находится где-то между 200 и 1600 астрономическими единицами от Солнца. Одна астрономическая единица равна 150 000 000 километров. Другими словами, Девятая планета может находиться на расстоянии до 240 000 000 000 километров от Солнца.
Создан метод практически вечного хранения данных
Со временем абсолютно все приходит в негодность, поэтому у нас, например, нет возможности хранить цифровые данные на одном и том же носителе бесконечное время. Однако вскоре это может измениться благодаря открытию Саутгемптонского университета. Ученые, используя нано структурное стекло, успешно разработали новый процесс записи и чтения данных. Само устройство хранения выглядит как небольшой стеклянный диск размером чуть больше четвертака, но при этом способно сохранять до 360 ТБ данных и выдерживать температуру до 1000 градусов Цельсия. Это означает, что при средней комнатной температуре данные на таком носителе будут храниться около 13,8 миллиарда лет (то есть примерно столько же, сколько возраст самой Вселенной).
Данные записываются на носитель с помощью сверхскоростных коротких и лазерных импульсов. Каждый файл данных записывается в три слоя нано структурных точек, расположенных друг от друга на расстоянии всего 5 микрометров. При чтении информация реализуется (считывается) в пяти направлениях: согласно трехмерному расположению нано структурных точек, а также их размера и направленности.
Между слепоглазками и четырехпалыми позвоночными обнаружена родственная связь.
За последние 170 лет наука пришла к выводу, что позвоночная жизнь на планете развилась из рыб, обитавших в водах древней Земли. Прийти к такому выводу ученых заставили наблюдения исследователей из Технологического института Нью-Джерси (США), которые обнаружили тайваньскую слепоглазку (это такая рыба, если кто не знает), которая умеет ползать по стенам и обладает практически такими же анатомическими способностями, как у амфибий или рептилий.
Для науки, с точки зрения эволюции адаптационных особенностей видов, это открытие очень значимое. Оно способно помочь ученым лучше понять, как происходил процесс развития доисторических рыб в наземные четвероногие. Следует отметить, что разница между слепоглазками и другими рыбами, способными передвигаться по твердой поверхности, заключается в их походке, которая сводится к активному использованию «тазобедренных частей» при ползке.
Компания SpaceX провела успешную вертикальную посадку космической ракеты
Видео:
Раньше вертикальную посадку ракеты на планеты и спутники мы могли видеть только в мультфильмах и научно-фантастических фильмах, однако в реальности такая посадка является невероятно трудной задачей. Именно поэтому космические агентства строят ракеты с таким учетом, что отработанные части либо падают в океан, либо просто сгорают в атмосфере. Возможность посадить ракету вертикально означает, что сами запуски при желании можно сделать гораздо дешевле и использовать отработанные ступени для следующих проектов. Это действительно может сэкономить очень много денег.
Частная американская компания SpaceX совершила первую успешную вертикальную посадку ракеты 8 апреля этого года, после этого они сделали то же самое, но уже с участием плавучей баржи, в качестве площадки для посадки. Этот успех компании в перспективе способен не только сэкономить кучу средств на следующие запуски, но и существенно уменьшить время между этими запусками.
Справедливости ради следует отметить, что не только SpaceX удалось это сделать. Успех экспериментальных запусков отмечали и в компании Blue Origin Джеффа Безоса (владельца Amazon). Правда, в этом случае речь шла не о полноценном запуске и выходе на орбиту, как у SpaceX, а скорее о подъеме ракеты на высоту 100 километров и мягкой посадке обратно на Землю.
Как бы там ни было, такие проекты заставляют космические агентства двигаться вперед в вопросах космических исследований.
Кибернетический имплантант, вернувший парализованному человеку возможность двигать пальцами
После установки специального компактного имплантата в мозг, человек, проведший последние 6 лет своей жизни полностью парализованным, вернул возможность двигать пальцами.
Этот кибернетический чип был создан учеными из Университета штата Огайо (США) и посылает сигналы в находящийся рядом приемник, который их обрабатывает и передает на специальную электронную перчатку на руке человека. В перчатке находятся электрические провода, которые стимулируют определенные мышцы и заставляют пальцы двигаться. Эффективность устройства такова, что с помощью него человек даже смог играть в музыкальную игру Guitar Hero, удивив тем самым не только ученых, но и докторов, участвовавших в этом эксперименте.
Стволовые клетки способны вернуть людей с инсультом на ноги
В Стэнфордской университетской школе медицины прошли испытания с использованием инъекций стволовых клеток человека прямо в мозг пациентов, перенесших инсульт. Процедура оказалась успешной и показала полное отсутствие каких-либо побочных негативных эффектов, если не считать легкую головную боль, которая скоро прекратилась после эксперимента. У всех 18 принимавших участие добровольцев, перенесших инсульт и завершивших после инсультную реабилитацию 6 месяцев назад, после этого эксперимента наблюдались существенные улучшения в здоровье. Инъекции стволовых клеток повысили мобильность пациентов настолько, что те люди, которые были прикованы к инвалидным коляскам все это время, вновь обрели возможность ходить.
Из углекислого газа можно делать камни
Уменьшение выбросов углекислого газа является важной частью соблюдения баланса CO2 на планете. Когда сжигаются любые горючие материалы, то весь накопленный в этом материале CO2 высвобождается в атмосферу. Люди пытаются решить эту проблему не одно поколение, но пока проигрывают. Как следствие - изменение климата на планете.
Ученые из Исландии недавно нашли, возможно, самый эффективный способ навечно заблокировать выбросы углекислого газа в атмосферу. Исследователи закачали определенный объем CO2 в вулканическую исландскую породу, и это ускорило процесс, который превращает базальт в карбонатные минералы, которые впоследствии становятся известняком. Обычно этот процесс занимает сотни и тысячи лет, однако ученые из Исландии смогли завершить процесс всего за два года. В результате углекислый газ запечатан в камне и может храниться под землей или даже использоваться в качестве материала для строительства без высвобождения его в атмосферу.
У Земли есть еще одна Луна
Ученые из аэрокосмического агентства NASA обнаружили астероид, захваченный гравитацией нашей планеты и теперь находящийся на орбите Земли. Фактически это делает его вторым естественным спутником нашей планеты. Конечно же, вокруг нашей планеты много чего летает и летало: космические станции, искусственные спутники и просто тысячи тон различного космического мусора. Но Луна у нас всегда была только одна. А теперь их две, так как в NASA подтвердили существование и обращение по орбите объекта 2016 HO3.
Сам объект обращается вокруг нашей планеты на очень большом расстоянии и скорее подвержен гравитационному воздействию Солнца, а не Земли, однако оборачивается он не только вокруг нашего светила, но и вокруг нашей планеты. Не спешите, правда, паковать чемоданы, чтобы в скором времени прогуляться по нашему новому естественному спутнику, так как его размеры составляют всего от 40 до 100 метров в диаметре.
Несмотря на то, что 2016 HO3 обладает весьма стабильной орбитой вокруг Земли и Солнца, через несколько столетий, согласно Полу Чодасу из центра NASA по изучению околоземных объектов, объект выйдет с орбиты и, возможно, вообще улетит за пределы Солнечной системы. Чодас также добавляет, что 2016 HO3 был весьма стабильным квази спутником Земли на протяжении уже более одного столетия.
Другие материалы категории:
Самый большой в мире самолет-дирижабль готов к первому полету
2016-й близится к завершению, и сейчас самое время подвести итоги и рассказать о самых значимых, на наш взгляд, событиях в области науки за год.
Найдено новое самое большое простое число
Начался год с открытия нового простого числа. Команда математика Куртиса Купера потратила на его поиски целых 2,5 года. Полностью записать это число у нас не получилось, ведь его запись содержит больше 22 млн цифр, что на 5 млн превышает предыдущий рекорд, установленный почти три года назад. Но записать его все равно можно следующим образом: 274207281 -1 (2 в степени 74207281 минус 1).
Простые числа чрезвычайно важны в криптографии, но новое найденное число слишком велико для практического применения.
Breakthrough Starshot и очень вовремя найденная экзопланета Proxima b
12 апреля российский бизнесмен Юрий Мильнер и известный британский физик Стивен Хокинг объявили о старте проекта Breakthrough Starshot. Реализация их замысла позволит создать флот миниатюрных космических кораблей, оснащенных солнечным парусом. Благодаря ускорению, полученному от наземных лазерных установок, они смогут отправиться к ближайшей к нам звездной системе Альфа Центавра со скоростью в 20% от скорости света и долететь к ней примерно за 24 года.
А уже в августе астрономы ESO (Европейской южной обсерватории) объявили об открытии у ближайшей к нам звезды Проксима Центавра потенциально обитаемой экзопланеты. Проксима Центавра, как считается, относится к звездной системе Альфа Центавра. Тем самым в проекте Мильнера и Хокинга появляется больше смысла, ведь миссия к потенциально обитаемой планете намного более захватывающее мероприятие, чем просто полет к «голым» звездам.
Proxima b и ее звезда в сравнении с Солнцем и Меркурием / ©ESO
Собранные астрономами данные позволяют говорить, что у ближайшей к нам звезды имеется планета с массой всего в 1,3 массы Земли и делающая полный оборот вокруг своей звезды за 11,2 земных дня. Proxima b (такое наименование имеет планета) находится всего в 7 млн км от красного карлика Проксима Центавра. Это позволяет получать ей достаточно тепла, чтобы жидкая вода могла сохраняться на ней постоянно и не замерзать, но и не слишком много, чтобы она испарилась.
Искать другие планеты в окрестностях Проксимы Центавра планируют и американские ученые в рамках проекта Project Blue. Они намерены построить первый в своем роде частный космический телескоп, целью которого будет обнаружение планеты, похожей на нашу Землю. Эти новости дают надежду, что уже через несколько десятилетий мы сможем изучить ближайшую звездную систему почти как свою.
В апреле состоялся первый запуск ракеты с космодрома «Восточный» и в этом же месяце SpaceX впервые успешно посадила первую ступень ракеты-носителя Falcon 9 на плавающую платформу
В Китае построен самый большой радиотелескоп
В 2016 году Китай завершил строительство крупнейшего в мире по площади отражателей радиотелескопа с одной апертурой. Строительство FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) телескопа с диаметром рефлектора 500 метров обошлось в 180 миллионов долларов. Еще 269 миллионов долларов составит сумма компенсации жителям, которые были отселены за пределы пятикилометровой зоны вокруг телескопа. Его проектирование началось в 1994 году, а монтаж конструкции стартовал в 2011 году и завершился в июле 2016 года.
Введенный в строй в сентябре этого года радиотелескоп предназначен для приема радиоизлучения от небесных объектов в пределах метагалактики и исследования их характеристик. С его помощью ученые смогут заняться изучением пульсаров, гравитационных волн, объектов эпохи реионизации и поисками внеземной жизни.
FAST / © Xinhua News Agency
Экспериментально открыты гравитационные волны
FAST, наблюдающий за пульсарами, можно, конечно, использовать для исследования гравитационных волн, но он не способен заменить собой наземный гравитационный интерферометр LIGO. Именно благодаря LIGO были экспериментально открыты предсказанные Эйнштейном гравитационные волны. Хотя открытие состоялось 14 сентября 2015 года, официально о нем было объявлено 11 февраля 2016 года. Открытие гравитационных волн «станет революционным инструментом» в изучении таких загадочных источников энергии, как черные дыры, нейтронные звезды и взрывы сверхновых.
Искусственному интеллекту покорилась самая сложная игра из всех когда-либо придуманных
Победу компьютерной программы AlphaGo над человеком, лучшим в мире игроком в го Ли Седолем, создатель программы и основатель Google DeepMind Демис Хассабис сравнил с высадкой человека на Луну. Действительно, го – одна из самых древних игр на Земле и, вероятно, самая сложная. До этого момента го была неподвластна машине. Детище IBM, суперкомпьютер Deep Blue, одержал победу над чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым в далеком 1997 году. Но, как считается, число возможных позиций в игре го, в гугол (десять в сотой степени) раз больше, чем в шахматах, что делает эту игру во много раз сложнее, чем шахматы, во всяком случае для компьютера. Именно поэтому победу Deep Blue от нынешней победы AlphaGo, разработанной британской компанией DeepMind (приобретена Google в 2014 году), отделяет почти 20 лет.
©twitter.com/demishassabis
Самый удаленный из известных объектов во Вселенной
Всем известно, что свет звезд, которые мы наблюдаем на ночном небе, шел до нас долгие годы. Свет от объекта GN-z11, галактики, расположенной от нас в направлении созвездия Большая Медведица, шел до нас невероятно долгие 13,4 миллиарда лет. Если учесть, что принятый возраст Вселенной составляет примерно 13,8 миллиарда лет, то испущен видимый нами сегодня свет был спустя всего 400 миллионов лет после Большого взрыва.
Но при этом надо понимать, что сопутствующее расстояние до галактики, то есть учитывающее расширение Вселенной, составляет около 32 млрд световых лет. Уточнено расстояние до галактики на самых «дальних берегах» Вселенной на основе изучения данных космического телескопа «Хаббл» в марте этого года.
А в июне благодаря «Хабблу» удалось установить, что Вселенная расширяется на 5-9 % быстрее, чем считалось ранее
«Юнона» долетела к Юпитеру
4 июля АМС NASA «Юнона» (Juno), летевшая к Юпитеру долгих 5 лет, вышла на полярную орбиту газового гиганта. Юнона стала вторым в истории космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера. С 1995 по 2003 годы на орбите планеты находился другой зонд NASA – «Галилео». До этого исследование планеты проводилось с пролетных траекторий. За предстоящие 20 месяцев миссии зонд должен измерить гравитационное и магнитное поля планеты, чтобы понять устройство юпитерианских недр. К слову, нам до сих пор неизвестно, имеется ли у газового гиганта сколько-либо оформленное ядро.
Зонду предстоит выдержать серьезные испытания, ведь работать Juno предстоит в особых условиях. Магнитное поле Юпитера в десятки тысяч раз мощнее земного, и космическому аппарату придется работать в условиях повышенного радиационного фона. Также «Юнона» станет самым далеким от Солнца космическим аппаратом, получающим питание от солнечных батарей. Площадь панелей солнечных батарей «Юноны» сравнима с площадью баскетбольного поля.
В завершение миссии аппарат должен красиво погибнуть. Как предполагается, 20 февраля 2018 года он будет сведен с орбиты планеты и направлен в ее атмосферу, где и сгорит. Сделано это будет не просто так, а чтобы не допустить его возможного столкновения с одним из галилеевых спутников Юпитера. Ученые всерьез допускают существование жизни на спутниках планеты, поэтому их загрязнение биоматериалом с Земли крайне нежелательно.
Запущен первый в мире спутник квантовой связи
Еще одно научное достижение года, связанное с Китаем, – это запуск в Поднебесной первого на орбите спутника квантовой связи. В августе этого года ракета-носитель «Великий поход-2Д» вывела на орбиту Земли 600-килограмовый аппарат «Мо-цзы», названный так в честь древнекитайского философа Мо-цзы.
Экспериментальный аппарат предназначен для тестирования квантового распределения ключа между выведенным на орбиту аппаратом и наземными комплексами. Кроме этого, ученые надеются исследовать механизм квантовой запутанности и провести тестовую квантовую телепортацию между аппаратом и наземной станцией, расположенной в Тибете.
По оценкам аналитиков, в будущем квантовая связь может найти широкое применение в различных сферах и использоваться правительствами и финансовыми учреждениями. Такая связь позволит создавать каналы передачи информации, которые невозможно будет взломать. Объемы рынка квантовой связи в ближайшие 5 лет могут достигнуть 7,5 млрд долларов США. При этом Китай может создать глобальную сеть квантовой связи к 2030 году.
Завершение миссии зонда «Розетта»
2016 год ознаменовался успешным окончанием 12,5-летней миссии зонда «Розетта». Космический аппарат, запущенный в далеком 2004 году к комете Чурюмова - Герасименко, стал первым зондом, который вышел на орбиту кометы. А в 2014 году произошла первая в истории мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность кометы. А сам основной зонд «Розетта» завершил миссию 30 сентября 2016 года, совершив жесткую посадку на поверхность кометы. В ходе миссии, в частности, было установлено более высокое содержание тяжелой воды во льдах кометы по сравнению с земными океанами – более чем в три раза. Этот факт не согласуется с принятой теорией о кометном происхождении воды на нашей планете.
К слову, 2016 год стал годом старта новой миссии NASA. На этот раз к астероиду. В сентябре этого года космический аппарат OSIRIS-REx отправился к астероиду Бенну с целью забора проб и картографирования его поверхности. Ждать прибытия космического аппарата к астероиду придется почти два года, а возвращение на Землю запланировано в 2023 году.
Не стала, к сожалению, достижением года российско-европейская миссия «ЭкзоМарс». 19 октября модуль «Скиапарелли» разбился о поверхность Красной планеты
Пополнение Периодической таблицы Д. И. Менделеева
Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) объявил о завершении проверки четырех новых химических элементов. Новые элементы с атомными номерами 113, 115, 117 и 118 будут внесены в периодическую таблицу.
Нихоний (в честь Японии) и символ Nh для элемента 113
Московий (в честь Московской области) и символ Mc для элемента 115
Теннессин (в честь штата Теннесси) и символ Ts для элемента 117
Оганесон (в честь академика Юрия Оганесяна) и символ Og для элемента 118
Предложение назвать новый элемент в честь Ю. Ц. Оганесяна не случайно. В числе его многих достижений ― открытие сверхтяжелых элементов и значительный прогресс в ядерной физике сверхтяжелых элементов, включая экспериментальное подтверждение существования «острова стабильности». О том, как открываются новые элементы периодической таблицы, а также что такое «острова стабильности», вы можете узнать из нашего интервью с выдающимся ученым.
Москва, 15.12.2016
В мире регулярно делаются научные открытия, новые достижения и изобретения. В течение года публикуется множество отчётов и регистрируется множество патентов на самые различные изобретения, но иногда среди них встречаются воистину невероятные вещи. В этом списке собраны некоторые из наиболее знаковых открытий, сделанных в 2016 году
Небольшая мутация генов, которая произошла за 800 миллионов лет до наших дней, привела к появлению многоклеточных живых существ
Учёные выяснили, что одна из существовавших в древности молекул, GK-PID, может являться причиной эволюционного процесса, приведшего к преобразованию простых организмов в сложные многоклеточные системы, которое произошло приблизительно 800 млн лет назад. Оказалось, что молекула GK-PID была своего рода "молекулярным карабином", способным собирать хромосомы воедино, в процессе деления прикрепляя их к стенкам клеточных мембран. Это способствует правильному воспроизведению клеток и препятствует их преобразованию в злокачественные.
Обнаруженные данные говорят о том, что в прошлом поведение молекулы GK-PID отличалось от описанной модели. Единственной причиной, заставившей эту молекулу превратиться в подобие генетического карабина, стала небольшая мутация, которая начала самовоспроизводиться. Из этого следует, что появление многоклеточных живых существ является результатом одиночного мутационного процесса, который удалось идентифицировать.
Открыто новое неделимое число
В январе математикам, участвующим в проекте "Great Internet Mersenne Prime Search", целью которого является поиск неделимых чисел Мерсенна, удалось вычислить новое такое число. Новым неделимым числом стало 2^74,207,281 – 1.
Для многих людей может быть непонятно, зачем нужен проект по определению таких чисел. Числа Мерсенна (на сегодняшний день удалось открыть всего 49), а также ряд других комплексных чисел применяются в современной криптографии для расшифровки закодированных данных. Новое число на сегодня является рекордсменом по длине, оно на 5 млн знаков длиннее числа, ранее считавшегося самым длинным. Совокупное количество знаков, из которых составлено недавно открытое неделимое число, приближается к 24 млн, поэтому "2^74,207,281 – 1" – единственная форма записи, в которой его возможно представить на бумаге.
В солнечной системе нашли девятую планету
Ещё перед тем, как в XX веке открыли Плутон, существовала теория, что за орбитой Нептуна может находиться ещё одна планета, «Планета X». Эта теория возникла из-за обнаруженного эффекта гравитационной кластеризации, стать причиной которой мог только объект с огромной массой. Позднее было принято считать, что этой планетой является Плутон, однако данное утверждение не полностью оправдывало размеры гравитационных искажений. Такая ситуация существовала до того, как группа учёных, работающих в Калифорнийском технологическом институте, не предъявила свидетельства того, что планета номер девять существует на самом деле, а её орбитальный период составляет 15 000 лет.
Опубликовавшие это открытие астрономы подсчитали, что вероятность случайного возникновения кластеризации составляет всего 0,007% или примерно 1 из 15 000. В настоящее время существование девятой планеты всё ещё считается гипотезой, но астрономам удалось вычислить, что у неё довольно большой диаметр орбиты. Если эта планета существует, её масса, вероятно, будет в 2–15 раз больше массы Земли, а радиус орбиты составит от 200 до 1600 астрономических единиц (AU). Одна астрономическая единица соответствует 150 млн километров, то есть, новая планета может располагаться на расстоянии в 240 млрд километров от Солнца.
Обнаружен способ почти вечного хранения информации
Со временем всё разрушается, и нет способа сохранить информацию на каком-то одном устройстве в течение очень продолжительного периода времени. Однако благодаря сделанному в Университете Саутгемптона открытию, это утверждение может перестать быть истинным. Ученым удалось разработать процедуру записи и извлечения данных с использованием наноструктурированного стекла. Устройство хранения представляет собой миниатюрный (примерно с американскую монету в четверть доллара) стеклянный диск, способный вместить 360 ТБ данных и сохранить их неизменными при температурах до 1000 °C. Средний срок хранения информации при температуре в 20 °C составляет около 13,8 млрд лет, что примерно соответствует времени существования Вселенной.
Запись информации на диск осуществляется с помощью сверхбыстрого лазера, создающего короткие световые импульсы с высокой интенсивностью. Каждый из файлов записывается в три слоя наноструктурированных точек, удалённых одна от другой на расстояние в 5 микрометров. Чтение информации осуществляется в пяти измерениях: позиция наноструктурированных точек в трёх измерениях, а также их размер и ориентация.
У пещерных рыб, умеющих карабкаться по стенам, обнаружены общие черты с четвероногими позвоночными
Согласно теории, которой учёные придерживаются уже 170 лет, позвоночные формы жизни развились из рыб, которые плавали в доисторических земных океанах. Разумеется, так думали до тех пор, пока группа исследователей из Технологического института штата Нью-Джерси не обнаружила живущую на Тайване разновидность пещерной рыбы, умеющей ходить вверх по стенам и с анатомической точки зрения обладающей такими же способностями, как рептилии или земноводные.
Это открытие имеет огромную важность для эволюционной адаптации, так как оно поможет ученым понять, как населяющие Землю четвероногие животные эволюционировали из рыб, живущих в доисторических морях. Разница между пещерной рыбой и другими семействами рыб, имеющих способность передвигаться по земле, заключается в манере ходьбы, которая определяется крепким поясом задних конечностей.
Частная космическая компания SpaceX успешно произвела вертикальную посадку ракеты
В комиксах и мультфильмах часто можно увидеть, как космические аппараты плавно приземляются на разные планеты и их спутники, однако в действительности добиться этого невероятно трудно. Именно из-за этого такие организации, как НАСА и Европейское космическое агентство обычно строят ракеты, которые либо приземляются на поверхность океана и в дальнейшем восстанавливаются (что является очень дорогим мероприятием), либо сгорают в верхних слоях атмосферы. Возможность успешно осуществлять вертикальное приземление космических аппаратов значительно удешевит и облегчит их повторное использование, что позволит сэкономить огромные суммы денег.
8 апреля компания SpaceX совершила успешное вертикальное приземление космической ракеты, при этом ракета была посажена на палубу находящегося в море беспилотного корабля. Их успех приведёт к существенной экономии средств, а также времени между запусками.
Генеральный директор SpaceX Элон Маск сделал это достижение долговременной целью для своей компании, и, несмотря на то, что его предприятие является частным, технология в конечном итоге распространится на такие государственные организации, как НАСА, чтобы подтолкнуть вперёд дальнейшее исследование космоса.
Кибернетический имплант помог пошевелить пальцами человеку с тетраплегией
Человеку, в течение последних шести лет страдавшему от паралича всех четырёх конечностей, удалось пошевелить пальцами после имплантации в его мозг небольшого чипа.
Исследователи из университета штата Огайо смогли создать устройство, имплантирующееся в головной мозг и посылающее сигналы на расположенный поблизости терминал, который отправляет эту информацию на электронный рукав, надетый на руку. Через расположенные в рукаве провода эти сигналы стимулируют определённые мышцы, что позволяет человеку двигать пальцами в режиме реального времени. Пациент даже смог сыграть в Guitar Hero, чем сильно удивил врачей и учёных, ответственных за проект.
Стволовые клетки, введённые перенесшим инсульт пациентам, возвращают им способность ходить
В ходе клинических испытаний, которые прошли в Школе медицины Стэнфордского университета, модифицированные стволовые клетки вводились непосредственно в головной мозг нескольких хронических больных. Во всех случаях эксперимент прошёл успешно и без отрицательных эффектов, которые можно отнести к действию инъекций. Единственным побочным эффектом можно считать легкую головную боль, появлявшуюся в результате процедуры, которая проводилась под местной анестезией. У всех восемнадцати пациентов были зарегистрированы значительные улучшения, намного превышающие любые улучшения, которые можно ожидать после инсульта (в течение шести месяцев). В их число входит повышение подвижности и, фактически, восстановление способности свободно ходить у пациентов, ранее ограниченных инвалидной коляской.
Закачанный в горную породу углекислый газ может преобразовываться в камень
Улавливание углекислого газа является важной составной частью поддержания баланса выпуска CO2 в воздух. При сжигании топлива весь содержащийся в нём CO2 выбрасывается в земную атмосферу. Люди долгое время создавали себе эту проблему, и сегодня мы можем видеть последствия изменения мирового климата. Возможно, учёные из Исландии нашли способ навсегда улавливать углекислый газ так, что он не будет выбрасываться в атмосферу, ещё больше усиливая парниковый эффект.
Они закачивали CO2 в расположенную в Исландии скалу вулканического происхождения, тем самым значительно ускорив природный процесс, превращающий базальт в карбонатные минералы, которые со временем трансформируются в известняк. В природе на это уходят сотни тысяч лет, однако исландским учёным удалось добиться результата всего за два года. В результате углекислый газ удалось задержать в скальной породе, которую можно закопать в землю или даже применять для строительства домов, так что пойманный CO2 никогда не попадёт в атмосферу.
У Земли имеется ещё одна Луна
Учёные из агентства НАСА открыли астероид, который был пойман земным притяжением и находится на стабильной орбите вокруг нашей планеты, что, по сути, делает его второй луной. По околоземной орбите летает множество объектов, начиная от орбитальных станций и различных искусственных спутников и заканчивая огромным количеством космического мусора – но только одна луна, которую можно увидеть невооружённым глазом. Позже агентство НАСА подтвердило, что был открыт новый астероид 2016 HO3.
Это небесное тело вращается на очень большом расстоянии от Земли и больше подвержено гравитационному влиянию Солнца, чем нашей планеты, но оно движется по орбите вокруг Земли и сопровождает её вдоль орбитальной траектории вокруг Солнца. Однако не надейтесь в один прекрасный день прогуляться по этому спутнику, так как он гораздо меньше привычной нам луны – его размер в поперечнике варьируется от 40 до 100 метров (130-350 футов).
По словам Пола Ходаса, менеджера из центра, занимающегося изучением околоземных объектов при НАСА (NEO), астероид с названием 2016 HO3 в настоящее находится на довольно стабильной орбите вокруг Земли и Солнца, но сойдёт с неё в ближайшие несколько веков. Ходас также сообщил, что 2016 HO3 продолжал находиться в статусе стабильного квазиспутника Земли более ста лет.
У партнеров
Москвичи и гости столицы стали участниками проекта «Открой#Моспром» и своими глазами увидели работу московских промышленных предприятий. Они посетили крупнейшую в Европе фабрику мороженого «Баскин Роббинс», завод известного на весь мир производителя напитков - Coca-Cola HBC Россия и многие другие точки на карте высокотехнологичной промышленности столицыВолны года
Готов поспорить, что много веков спустя наши потомки будут помнить 2016 год не из-за смертей известных людей или политических неурядиц, — 2016-й останется в истории как год, когда подтвердилось одно из важнейших предсказаний Эйнштейна, сделанное сто лет назад: оказывается, движущиеся массы вызывают возмущение пространства-времени, которое существует независимо от исходных масс.
Принятый научный термин - гравитационные волны - вполне метафоричен и позволяет обывателям понять суть сложной научной концепции с помощью собственного повседневного опыта. Представьте, что вы бросаете в воду камень, - в нашем примере он представляет массу, например слияние двух черных дыр. Упав в воду, камень вызывает рябь на ее поверхности - эти волны, представляющие, собственно, рябь пространства-времени, распространяются независимо от вызвавшего их объекта.
Когда произошло замеченное нами теперь слияние двух черных дыр, жизнь на нашей планете существовала только в виде одноклеточных организмов, которые еще даже не освоили половое размножение.
Гравитационные волны проходят через Вселенную со скоростью света - источник, вызвавший распространение волны, которое ученые зафиксировали прошлой осенью и сделали достоянием общественности в феврале этого года, расположен в 1,3 миллиарда световых лет от Земли. Когда произошло замеченное нами теперь слияние двух черных дыр, жизнь на нашей планете существовала только в виде одноклеточных организмов, которые еще даже не освоили половое размножение. Поистине космический масштаб.
Экспериментальное подтверждение существование гравитационных волн доказало, что человечество более-менее правильно понимает суть происходящих во Вселенной процессов, а значит, мы на верном пути и новые удивительные открытия ждут впереди.
Число года
К слову о космическом масштабе: сколько планет в Солнечной системе? Если вы считаете, что планет девять, значит, либо пропустили все важные астрономические новости последнего десятилетия, либо очень внимательно следили за ними в 2016 году.
Большую часть XX века мы считали Плутон девятой планетой от Солнца. Но в 2005 году астроном Майкл Браун открыл новый объект за орбитой Нептуна, названный позже Эридой. Эрида оказалась чуть больше (или, по крайней мере, сопоставимой) с Плутоном, а после нее были открыты и другие транснептуновые объекты. Астрономическое сообщество оказалось перед выбором: считать их всех планетами или принять новое определение планет. Выбрали второе: с 2006 года к планетам стали относить только тела, вращающиеся вокруг Солнца по индивидуальной орбите, без многочисленных соседей. Так в праве называться планетами было отказано Плутону, Эриде и другим телам за орбитой Нептуна, который теперь считался последней, восьмой планетой Солнечной системы.
вращающиеся вокруг Солнца на большем расстоянии до него, чем Нептун
Впрочем, на этом научная мысль не остановилась: в удаленных частях нашей звездной системы наблюдались аномалии, которые позволяли предположить, что девятая планета все же существует. В 2016 году все тот же Майкл Браун вместе со своим молодым коллегой Константином Батыгиным высказал гипотезу о существовании планеты с массой намного больше земной, которая должна находиться от Солнца в 20 раз дальше, чем Нептун. Расчеты астрономов выглядят убедительно, но для их подтверждения нужно провести непосредственные наблюдения «Планеты X», поэтому гипотезу Брауна - Батыгина мы помещаем в открытия года авансом. В любом случае, такие новости привлекают массовый интерес к астрономии и, возможно, вдохновят будущие поколения исследователей.
Экзопланета года
В отличие от гипотетической девятой планеты Солнечной системы, экзопланета Проксима Центавра b, открытая в 2016 году, совершенно реальна. Звезда Проксима Центавра — ближайшая к Земле, она находится всего в 4,2 световых лет от нас. Вращающаяся вокруг нее планета Проксима Центавраb сопоставима по размеру с нашей планетой и, что самое важное, находится в пределах зоны обитаемости своей звезды. Это означает, что на поверхности ближайшей к нам экзопланеты может находиться жидкая вода. Разумеется, условия для существования воды еще не означают того, что на планете есть жизнь, но такое открытие - буквально по соседству с нами - точно станет дополнительным стимулом для поисков внеземной жизни.
Пока же Проксима Центавра b является поводом для смелых гипотез относительно того, как могли бы выглядеть формы жизни на ней. Ученые, в частности, предположили, что для защиты от ультрафиолетовых вспышек звезды, которая более активна, чем Солнце, живые организмы на планете должны использовать флуоресценцию, как делают некоторые коралловые полипы.
планета, вращающаяся вокруг другой звезды, чем Солнце
Эмбрион года
Ученые из Кембриджского университета в 2016 году в лабораторных условиях поддерживали живым человеческий эмбрион в течение тринадцати дней. Достигнутая исследователями продолжительность жизни эмбриона почти в два раза превышает прежние результаты. Почему это важно? Раньше ученым приходилось имплантировать эмбрион в матку не позднее седьмого дня после оплодотворения яйцеклетки, что исключало возможность непосредственного наблюдения за развитием плода на более поздних стадиях. Удвоив срок жизни эмбриона в лаборатории, исследователи смогут изучать, какие изменения происходят в нем на клеточном и молекулярном уровнях. Полученные результаты в будущем позволят повысить эффективность искусственного оплодотворения.
Пока у исследователей не было инструментов продления жизнеспособности эмбриона дольше недели, ограничение мало кого волновало, но теперь могут появиться предложения увеличить законодательный лимит.
Достижение британских ученых уже стало поводом для этических дебатов. Сейчас британские законы запрещают выращивать эмбрион в лаборатории более двух недель. Пока у исследователей не было инструментов продления жизнеспособности эмбриона дольше недели, это ограничение мало кого волновало, но теперь могут появиться предложения увеличить законодательный лимит. Это, в свою очередь, непременно вызовет вопросы о том, этично ли проводить эксперименты с человеческими эмбрионами, которые старше двух недель.
Сюрприз года
В 2016 году ученые потратили много времени на изучение обезьян - полагаю, окончательно разочаровавшись в людях. Один из самых интересных экспериментов соединяет элементы биологии и реалити-шоу, ставя в процессе сложные вопросы об уникальности человека.
Долгое время ученые считали, что так называемая теория сознания, то есть способность воспринимать переживания других существ, является типично человеческой чертой. Мы думаем о том, что думают другие люди: каковы их намерения, ожидания и убеждения, в том числе ложные. Оказалось, обезьяны тоже могут проявлять это качество. Наиболее наглядно это продемонстрировала в 2016 году американо-японская команда ученых.
Мы думаем о том, что думают другие люди: каковы их намерения, ожидания и убеждения, в том числе ложные. Оказалось, обезьяны тоже могут проявлять это качество.
Человекообразные обезьяны любят драму не меньше людей. Они с удовольствием следят за конфликтами между индивидами и с любопытством ждут развития событий. В ходе эксперимента ученые сняли фильм, который затем показывали подопытным обезьянам, отслеживая движение их глаз. В фильме человек в костюме обезьяны отбирает камень у другого человека и прячет его под одну из стоящих тут же коробок. Обезьяна-зритель внимательно следит за происходящим. Второй человек уходит, после чего герой в обезьяньем костюме сначала перепрятывает, а потом вообще уносит камень.
Человек, у которого отобрали камень, возвращается и пытается вернуть камень. Внимание, вопрос: к какой коробке потянется человек? Логично предположить, что к той, под которую, по его мнению, противник спрятал камень. Судя по движению глаз обезьян, они считают так же: когда человек возвращался, обезьяны смотрели на эту коробку — то есть они понимали ложные ожидания героя фильма.
Видео: Youtube
В другом исследовании 2016 года ученые доказали, что голосовой аппарат макак способен воспроизводить звуки человеческой речи. Анатомическое строение не мешает этому, а не разговаривают обезьяны по другой причине - вероятно, из-за отсутствия нейронных механизмов, обеспечивающих контроль голосовых связок.
Получается, что обезьяны намного ближе к нам, чем мы предполагали: и анатомическая способность говорить, и способность воспринимать чужие переживания должны были присутствовать у наших последних общих предков.
Достижения безусловно полезные - победа над лихорадкой, безобидные - найдены пентакварки, занятные - психология все-таки не совсем наука, и такие, что заставляют крепко призадуматься
Завершается еще один год на нашем пути в будущее, пугающее и манящее. Главный мотор этого движения – наука, но куда именно ведет она цивилизацию? Ответ становится яснее, если подвести итоги, выделить самые главные научные прорывы уходящего года, перспективы их развития и их авторов - «прогрессоров» в нашей терминологии.
1. Победили лихорадку Эбола
Прорыв: Вакцина от Эболы оказалась работающей, а прививочная кампания - эффективной.
Прогрессоры: Агентство общественного здоровья Канады и фармацевтическая компания Merck.
Подробности: Куда пропала Эбола? Этим вопросом российские (а возможно, и не только российские) телезрители начали задаваться примерно в середине 2015 года, когда главная «страшилка» последних нескольких месяцев перестала появляться в новостных сюжетах. Кое-кто даже высказывался в духе теорий заговора: мол, информацией об эпидемии нас пугали, чтобы отвлечь от чего-то более важного и страшного, а когда отвлекли - пугать перестали. На самом деле все проще: именно к середине лета вспышки болезни пошли на спад - начала действовать вакцина, разработанная Агентством общественного здоровья Канады и усовершенствованная фармацевтической компанией Merck.
Эпидемия, начавшая в марте 2014 года в Гвинее и ставшая крупнейшей с момента открытия вируса Эбола, подстегнула исследователей и работа, которая в иных обстоятельствах могла растянуться на десятилетие, была проделана за 10 месяцев. Вакцина была создана. В апреле 2015 года медики сделали первые прививки людям. В течение трех месяцев для эксперимента отобрали 100 человек, заразившихся Эболой, и подвергли вакцинации более 2 тысяч родственников и соплеменников инфицированных. В дальнейшем выяснилось, что из числа людей, получивших прививку, заболели всего 16 человек. Вакцинацию начали проводить на системной основе: как только выявляется человек, подхвативший Эболу, все его ближайшее окружение тут же отправляется «на укол».
До начала прививочной кампании медики постоянно фиксировали новые случаи заболевания. После появления вакцины эпидемия Эболы стала постепенно затихать.
Перспективы: Всемирная организация здравоохранения считает, что эффективность новой вакцины окажется в диапазоне от 75 до 100 процентов. Если бы препарат разработали хотя бы на полтора года раньше, тысячи людей были бы спасены: эпидемия 2014–2015 годов убила 11 315 человек, еще более 28 тысяч переболели, но смогли выжить. За первые две недели декабря 2015 года Эбола не проявила себя ни разу. Сколько жизней вакцина поможет сохранить в будущем, сосчитать невозможно, но представители ВОЗ уже говорят, что впервые за 40 лет правила игры меняются: сейчас преимущество на стороне человека, а не вируса.
2. Слетали к Плутону
Прорыв: Зонд «New Horizons» достиг Плутона и собрал множество данных о карликовой планете и ее спутнике Хароне.
Прогрессоры: НАСА, хотя не меньше мы обязаны Персивалю Лоуэллу, предсказавшему существование Плутона, и Клауду Томбо, открывшему его.
Подробности : Миссия «Новые горизонты» стартовала в далеком 2006 году, когда Плутон ещё считался полноценной планетой, а о facebook к примеру еще никто и не слышал. В течение долгих девяти лет космический аппарат упорно приближался к Плутону, по большей части пребывая в режиме гибернации и только время от времени просыпаясь, чтобы скорректировать курс и сфотографировать подвернувшиеся под руку космические объекты. Объекты, надо сказать, попадались что надо: одни облака Юпитера чего стоят. А пролетая мимо Ио, «Новые горизонты» сделал серию снимков, выявивших вулканические всплески на её поверхности, которые потом даже склеили в полноценное видео (первое видео извергающегося за пределами Земли вулкана!). Но всё это было лишь подготовкой к грандиозному успеху, ждавшему зонд в 2015 году. Были получены цветные снимки Плутона и его верного спутника Харона. Про фотографии с «сердцем Плутона» (азотным морем) заговорили даже далекие от астрономии люди.
Перспективы: В целом аппарат проводил наблюдения Плутона 9 дней, за которые собрал около 50 гигабит информации. Сейчас он потихоньку передаёт на Землю собранные данные. Как говорят в НАСА, передача будет продолжаться до конца 2016 года, ведь её скорость не превышает 2000 бит в секунду. Полученная информация позволит проверить некоторые гипотезы, например, о наличии воды под толщей льда океана, или о составе атмосферы карликовой планеты. Но на этом миссия не закончится: на 1 января 2019 года планируется пролёт мимо астероида 2014 MU69, типичного представителя пояса Койпера. Возможно, удастся найти ещё какие-то достойные цели, к которым направится зонд. Но «Новые горизонты» и так уже достигли многого. В последний раз человечество получило снимки неизведанной планеты в 1989 году - тогда это был Нептун. А больше неизведанных планет в Солнечной системе не осталось.
3. Отредактировали человеческие гены
Прорыв: Метод редактирования генома CRISPR/Cas9 испытали на генах человека и усовершенствовали.
Прогрессоры: Генные инженеры из Китая и США.
Подробности: В прошедшем году продолжились прорывные эксперименты с революционным в своей простоте методом редактирования генов CRISPR/Cas9, дающего нам возможность с помощью особых ферментов находить нужный участок ДНК и менять его, вырезая или добавляя строки генетического программного кода. Самым скандальным стал эксперимент китайских биоинженеров, испытавших метод на изначально нежизнеспособных человеческих эмбрионах. Результат разочаровал даже самих ученых: из 86 эмбрионов только в 28 замещающему комплексу удалось связаться с нужным участком ДНК. Эксперимент подвергся критике, в том числе со стороны журнала Nature. В критической статье ученых призывали не использовать метод на людях из-за большого количества нежелательных мутаций и непредсказуемых последствий и обращали внимание на то, что неудачи в экспериментах бросают тень на успешные попытки лечения отдельных органов с помощью этой системы. Впрочем, очень скоро американским ученым удалось на порядок увеличить эффективность метода CRISPR/Cas9, снизив количество ошибок практически до нуля. Мы вплотную приблизились к технической возможности редактирования генома человека.
Перспективы: На саммите, посвященном редактированию генома человека, ученые решили, что еще не настало время для редактирования до рождения ребенка его генов, передающихся по наследству. Этот временный запрет не распространяется на лечение, результаты которого по наследству не передадутся. Окончательно запрещать «исправлять» геном человека не стали, рассудив, что всегда найдутся те, кто решится нарушить запрет. Генной инженерии необходимо будет довести методы до совершенства, чтобы получить ключ к редактированию передающихся по наследству генов. На первом этапе это позволит вылечить некоторые болезни, которые вызываются изменениями в отдельных генах, а в дальней перспективе, возможно - к появлению разных вариантов «постлюдей», экспериментирующих со своим геномом.
4. Откопали «переходное звено»
Прорыв: проанализированы останки древнейших людей, названных Homo naledi - судя по анатомическому строению это самые ранние представители рода людей, жившие 2-3 миллиона лет назад и претендующие на роль «переходного звена» между обезьянами-австралопитеками и людьми.
Прогрессоры: Ли Бергер и работающие с ним палеоантропологии.
Подробности: В 2013 году два спелеолога обнаружили в узком туннеле системы пещер «Восходящая звезда» проход в небольшую камеру, на дне которой покоились сенсационные кости. Палеонтолог Ли Бергер организовал масштабную экспедицию в пещеру, которая теперь зовется Диналеди. Только самым стройным исследователям довелось узреть невиданное для палеонтолога богатство: в пещере обнаружили один практически целый скелет, отлично сохранившиеся кисть и стопу, а в целом более полутора тысяч фрагментов скелетов 15 людей разного пола и возраста. Сенсационности этой находке добавил и налет загадочности. В пещеру вел только один туннель, длинный и крайне узкий, а геологи утверждали, что другого пути никогда и не было. Ученые не обнаружили никаких следов человеческой деятельности: переноса воды, изготовления орудий, огня, который мог бы позволить древним людям ориентироваться в пещере. Но как и, главное, зачем они пробрались сквозь «шкуродер» в эту камеру? Они протискивались наощупь в поисках убежища или места для спокойной смерти, или их соплеменники организовали в пещере нечто вроде первобытного кладбища, перетаскивая туда тела? Помочь с ответом на этот вопрос могла бы датировка окаменелостей. Для этого ученым нужно было исследовать осадок на костях, состав флоры и фауны, вулканический туф или песок. Но ничего этого в замкнутой пещере не было, кроме каменной пыли со стен и потолка, покрывшей слоем толщиной в 15 сантиметров обнаруженные кости. А главной новостью оказалось то, что исследователи обнаружили не уже известных науке предков вроде австралопитеков, останки которых часто находили в этой области.
По итогу исследований группа антропологов описала новый вид наших предков - Homo naledi, или «звездного человека» («naledi» переводится как «звезда» с южноафриканского языка сесото). В двух опубликованных пока статьях подробно описываются особенности кистей и стоп древнего человека. Строение кисти указывает на то, что Homo naledi изготавливали орудия, были искусными древолазами и по пока неизвестной причине имели очень развитые большие пальцы. Ноги «звездного человека» как оказалось были длинными, а стопы мало чем отличались от современных, так что он был приспособлен к долгим пробежкам.
Перспективы: Точное место на генеалогическом древе для Homo naledi пока не найдено, как не установлен и возраст окаменелостей. Для этого ученым потребуется радиоуглеродная датировка костей и дальнейшее изучение системы пещер «Восходящая звезда».
5. Поймали пентакварк
Прорыв: В июле физики объявили об открытии нового класса частиц, существование которых ученые предсказывали полвека назад, но никак не могли доказать - пентакварков.
Прогрессоры: У статьи, рассказывающей об обнаружении пентакварка, около 700 авторов, а вообще честь открытий, сделанных на Большом адронном коллайдере, делят между собой тысячи людей, создававших его и работающих там сейчас.
Подробности: Кварки - это фундаментальные частицы, из которых формируются два класса составных частиц: барионы (это протоны и нейтроны, составляющие ядро атома) и мезоны. Барионы состоят из трех кварков, а мезоны из двух: кварка и антикварка. Обычно кварки не формируют сложные структуры - если собрать несколько кварков вместе, они не объединяются, а сразу распадаются на мезоны и барионы. Объяснить, почему так происходит, современная физика пока не в силах, поскольку теоретически ничто не препятствует объединению кварков в группы по 4 или 5 частиц: в тетра- или пентакварки.
Возможность таких объединений была обоснована в 1964 году, и с тех пор физики провели десятки экспериментов в попытках найти частицы, состоящие из двух кварков и двух антикварков (тетракварки) и из четырех кварков и одного антикварка (пентакварки). К концу первого десятилетия 2000-х о положительных результатах в поиске пентакварков заявили более 10 команд ученых из разных стран. Но ни один из этих результатов не подтвердился в более масштабных экспериментах. Поиски пентакварка стали считаться делом неблагодарным и обреченным на неудачу.
Открытие на Большом адронном коллайдере было сделано почти случайно: физики изучали распад лямбда-бариона и неожиданно увидели пентакварк. Учитывая дурную репутацию пентакварка, к изучению обнаруженной частицы физики подошли очень серьезно, долгое время измеряя массу, параметры и квантовые числа, и перепроверяя результаты. В конце концов, были получены данные очень высокой статистической значимости - существование нового класса частиц было официально доказано.
Перспективы: Пентакварк - это не просто новая частица, а способ объединения кварков в многокомпонентную упорядоченную структуру, о свойствах которой мы пока знаем не много. В Большом адронном коллайдере зафиксировали сразу два пентакварка, близких по массе, и теперь физики будут пытаться объяснить, как это возможно. Вероятно, удастся обнаружить и различные типы пентакварков.
6. Показали ненадежность большинства психологических исследований
Прорыв : Выяснилось, что из 100 психологических экспериментов удаётся воспроизвести только 39. Полученные результаты должны привести к изменению процесса получения научного знания.
Прогрессоры: «Коллаборация за открытую науку» во главе с Брайаном Нозеком.
Подробности : Воспроизводимость результатов - одно из главных свойств науки. Какой смысл говорить, что вам удалось осуществить управляемую термоядерную реакцию, в которой произведённая энергия превысила затраченную, если никто не сможет потом повторить ваш успех? Ведь это фактически будет означать, что человечество не получило ничего нового, даже если вы и правы. Результаты же психологических исследований зачастую обещают довольно много и достаточно громко звучат. Всем интересно, отличается ли, например, реакция страха у детей и взрослых. Однако оказалось, что подтвердить результаты подобных экспериментов не так-то просто. Психологи из «Коллаборации за открытую науку» в течение четырёх лет занимались воспроизведением экспериментов, опубликованных в ведущих психологических журналах, и итоги этого исследования оказались неутешительными. По мнению учёных, им удалось воспроизвести лишь 39 работ из 100, и это при том, что 97% первоначальных публикаций заявляло о статистической значимости своего результата. Ну… Могло быть и хуже, не так ли?
Перспективы: Конечно, на первый взгляд этот результат совсем не похож на прорыв в науке. Ведь он означает, что психологические эксперименты чаще всего проводятся неверно, либо неверно оценивается надежность их результатов. Но ведь гораздо лучше, если проблема осознана и исправлена, чем когда все старательно делают вид, что её не существует. И здесь исследование «Коллаборации за открытую науку» приходится как нельзя кстати. Учёные, поняв, что статистическая значимость результатов не всегда позволяет судить о важности открытия, постараются сделать исследовательский процесс прозрачнее, а результаты – достовернее. Возможно, нас скоро ждёт целая научная революция, которая в корне изменит способы получения знания в психологии. А заодно, глядишь, и психологическим экспериментам доверять больше станут.
7. Выделили антибиотик нового типа
Прорыв: В июле в журнале Nature была опубликована статья об открытии впервые за 30 лет нового класса антибиотиков - теиксобактина.
Прогрессоры: Антибиотик «вырастила» команда биологов из США, Германии и Великобритании.
Подробности: Большинство используемых сейчас антибиотиков были созданы в 60-х годах 20-го века, и с тех пор многие бактерии выработали к ним устойчивость. Некоторые возбудители опасных болезней, таких как туберкулез, когда-то подавлялись обычным пенициллином. Но сейчас туберкулез и другие полузабытые инфекции могут снова стать массовыми убийцами.
Парадокс в том, что отчасти именно из-за стремительности, с которой любые новые антибиотики теряют свою эффективность, фармацевтические компании перестали вкладывать деньги в модификацию существующих препаратов и поиск новых форм. Опустили руки, можно сказать. Проблему устойчивости бактерий к антибиотикам называют одной из главных угроз человечеству в ближайшем будущем.
Исследователи компании NovoBiotics Pharmaceuticals использовали совершенно новый способ получения антибиотиков. Они не стали обращаться к известным штаммам, которые можно вырастить в лаборатории, а решили искать новый антибиотик в главном источнике бактерий - в почве. Ученые разработали устройство, которое можно опустить в землю и позволить бактериям развиваться в естественной для них среде. Вещества, которые выделили эти бактерии в процессе жизнедеятельности, затем протестировали на мышах, зараженных опасными заболеваниями. Одно из таких веществ обладало выраженными антибиотическими свойствами и оказалось очень эффективно против большинства граммположительных бактерий, устойчивых ко всем другим антибиотикам. Это антибиотик нового типа.
Обычно антибиотики «портят» белки бактерий, а те в ответ приспосабливаются к его атакам, так меняя структуру белка, что он делается нечувствительным к антибиотику. Но найденное вещество повреждает столь важные ферменты, отвечающие за строительство клеточной стенки бактерии, что любое их изменение смертельно для бактерии. При условии, что новый антибиотик будет применяться с большой осторожностью - только в тех случаях, когда другие лекарства бессильны, устойчивость к нему бактерии смогут выработать не раньше, чем через 30-40 лет.
Перспективы: Компания планирует вывести новое лекарство на рынок в течение пяти лет, и оно станет спасением для тех, кого сейчас нельзя излечить. Однако главное достижение ученых не в этом: способ поиска новых антибиотиков, который они открыли, возможно, откроет новую эру в создании антибиотиков и нам будет что противопоставить угрозе глобальных эпидемий, вызванных мутировавшими бактериями.
8. Решили охладить планету
Прорыв: Строго говоря, это не научное достижение, а дипломатическое и общественное, но на научной основе и весьма важное. В декабре страны ООН приняли новое климатическое соглашение - Парижское. Согласно ему до конца века планета не должна потеплеть больше, чем на два градуса Цельсия. Страны обязуются сделать все возможное, чтобы снизить этот порог даже до полутора градусов.
Прогрессоры: Представители всего человечества - Парижское соглашение приняли 195 стран мира.
Перспективы: За последние 5000 лет Земля нагрелась всего на 4-5°C, но с 1980-го года по 2020-ый температура на поверхности планеты увеличивается на 0,25°C каждое десятилетие. В пессимистичном сценарии ООН, в 21-ом веке планета нагреется на 2.6–4.8°C, такое потепление скажется на жизни миллиардов людей. Таяние ледников, которое приведет в повышению уровня моря и затоплению островов и побережий континентов, засухи и глобальные катаклизмы, такова лишь часть прогнозируемых последствий.
Промышленность и энергетика большинства стран мира зависят от сжигания ископаемого топлива. Именно этот процесс в наибольшей степени ответственен за выбросы парниковых газов, которые по мнению большинства ученых провоцируют глобальное потепление. Отказаться от ископаемого топлива сейчас невозможно, но в рамках соглашения страны ООН договорились работать над постепенным переходом к безуглеродной экономике. Энергия будет расходоваться более эффективно, страны будут внедрять новые, экологически безопасные технологии, использовать возобновляемые источники энергии и диверсифицировать экономику в тех случаях, когда она слишком сильно зависит от добычи и потребления углеводородного топлива. Каждая страна самостоятельно определяет, насколько ей удастся снизить количество выбросов.
Участники конференции в Париже отдавали себе отчет в том, что такие серьезные преобразования могут вызвать трудности в экономике многих стран, как поставщиков, так и активных потребителей углеводородного топлива. Самые уязвимые страны будут ежегодно получать финансовую поддержку от других государств, различных международных организаций и коммерческого сектора. Государства создадут рынок выбросов, введут новый налог и будут стимулировать инвестиции в новую энергетику и промышленность.
Перспективы: Парижское соглашение является юридически обязывающим, однако оно еще не подписано. Чтобы оно вступило в силу, его должны ратифицировать по крайней мере 55 стран. Этот процесс начнется в апреле 2016 года и будет продолжаться весь год. Если соглашение будет подписано, и страны будут придерживаться зафиксированных в нем обязательств, у человечества увеличится шанс сохранить планету такой, какой она была последние 5000 лет.
9. Соединили мозги животных в работающую сеть
Прорыв: Нейрофизиологи из университета Дьюка объединили мозги нескольких крыс в сеть и заставили эту сеть решать задачи.
Прогрессоры: Мигель Николесис и сотрудники его лаборатории.
Подробности: Ученые подошли к проблеме взаимопонимания радикально. Нейрофизиологи из университета Дьюка объединили мозги четырёх взрослых крыс, причём получившийся «брейнет» («brainet» - мозговая сеть) решал вполне жизненные задачи, такие как обработка изображений, хранение и поиск информации и даже предсказание (предощущение) погоды. В некотором роде, был получен своеобразный органический компьютер, производительность которого превышала производительность отдельного мозга. Что по этому поводу думали испытуемые крысы, к сожалению, не сообщается. А ведь интересно было бы узнать, каково это - иметь общий мозг на четверых…
Перспективы: Исследования Николесиса способствуют развитию нейрокомпьютерных интерфейсов и методов реабилитации людей с нарушенными двигательными функциями, но главное тут скорее в том, что создан прецедент практической реализации «брейнета». Более того, четыре несчастных связанных электродами крысы переводят из разряда фантастики в разряд перспективных технологических проектов «нейронет» - будущий аналог интернета, в котором взаимодействие людей, животных и машин осуществляется с помощью нейрокоммуникаций. Трудно даже представить, какую жизнь это принесет людям. Быть может у человека, связанного нервной сетью с миром, вообще не будет отдельного «Я», останется лишь «Мы», примерно как в известной антиутопии Евгения Замятина.
10. Обратили вспять процесс старения
Прорыв: Разработан метод, позволяющий удлинять на целую тысячу нуклеотидов человеческие теломеры - концевые участки хромосом, от длины которых во многом зависит процесс старения нашего организма.
Прогрессоры: Группа исследователей из Стендфордского университета под руководством Хелен Блау.
Подробности: Воспроизводство здоровых клеток в организме происходит путем их деления. В ходе каждого деления концы теломер уменьшаются. У молодых людей теломеры имеют длину, эквивалентную 8-10 тысячам нуклеотидов. По мере взросления и старения эти «колпачки» уменьшаются и в какой-то момент достигают точки «невозврата» - клетка прекращает делиться и окончательно умирает. А постепенное умирание клеток, несущее в себе «замусоривание» организма и есть, как считают многие ученые, главная причина старения.
Зависимость процессов старения организма от состояния теломер была известна и раньше, как и то, что здоровый образ жизни замедляет их укорачивание, но сотрудники Стендфорда предложили принципиально иной способ: они доказали, что можно использовать медицинское вмешательство извне для непосредственного увеличения концевых участков хромосом.
Основным инструментом новой технологии стала модифицированная РНК, несущая ген теломеразной обратной транскриптазы. После введения такой РНК клетки начинают вести себя как молодые и активно делится. Правда, удлиненные концы теломер снова начинают укорачиваться с каждым новым делением.
Перспективы: Люди всегда искали ответ на вопрос «Как жить долго и счастливо». И если со счастьем не все так просто, то благодаря результатам завершившихся исследований, мы имеем неплохие шансы значительно продлить свои дни. Продолжение исследований сулит успех в создании препаратов, регулярный прием которых позволит увеличить срок активной жизни клеток, из которых состоит наше тело, а это значит, что мы получим несколько нелишних лет для поиска ответа на вторую часть вопроса - о счастье.
Плоды прогресса
10 технологий, вошедших в жизнь людей в 2015 году
1.Гироскутер вместо ховерборда
Для целого поколения 2015-й был, помимо прочего, годом прибытия Марти Макфлая «назад в будущее». В отличие от фильма, в сегодняшней реальности ховербордов (то есть летающих скейтбордов) пока не предвидится. Зато стремительно входят в моду гироскутеры. По словам разработчиков, устройство, состоящее из горизонтальной площадки для ног и двух колес, управляемых двумя электромоторами, работает как вестибулярный аппарат человека: гироскопические датчики дают сигнал электромоторам вращаться вперед или назад при переносе центра тяжести. вперед) соответственно. Пока гироскутеры используют все больше знаменитости и любители передовых гаджетов, но не исключено, что эти устройства скоро потеснят самокаты и ролики. Гироскутерам осталось только стать более безопасными.
2.Генетически модифицированные животные
Уходящий год принес несколько важных сдвигов в деле распространения создаваемых в лаборатории животных. Генетически модифицированные комары, разработанные британской компанией Oxitec, были выпущены в бразильском городе Пирасикаба как средство борьбы с лихорадкой. Искусственная мутация в генах комаров-самцов передает самкам ген, который убивает их потомство до наступления половой зрелости. Эта мера должна резко сократить популяцию комаров-переносчиков лихорадки.
Другой громкой новостью стало разрешение на производство и употребление в пищу в США первого ГМ-животного. Им стал лосось AquAdvantage с внедренными ДНК, которые влияют на рост рыбы. Лосося сочли одинаково безопасным как для здоровья человека, так и для окружающей среды.
3.Маленький, быстрый, дешевый курьер
Речь не о гномах, а о дронах - маленьких летательных аппаратах с дистанционным управлением. Количество используемых в коммерческих целях беспилотников в 2015 году росло лавинообразно. Уже сейчас они доставляют товары клиентам, отслеживают ситуацию на дорогах и используются во многих других целях, спектр которых будет только расширяться: например, дроны скоро будут передавать интернет-сигнал в самых отдаленных уголках Земли. Крупнейший американский интернет-магазин Amazon обещает в ближайшем будущем с помощью нового сервиса доставлять товары весом до 2,3 кг в течение получаса и всего за 1 доллар. А в Японии оснащенных сетями дронов запускает в небо полиция: беспилотников стало так много, что появилась необходимость отлавливать потенциально опасных.
4.Персонализированная реальность
В 2015 году Facebook предоставил пользователю возможность отмечать публикации людей, которых он хотел или не хотел бы видеть в своей ленте новостей. До этого момента лента новостей пользователя наполнялась полностью автоматически: компьютер анализировал историю его лайков, комментариев и просмотров, чтобы выявить предпочтения и наполнить ленту информацией, которая может заинтересовать именно его. Теперь машина анализирует и то, какие публикации вы сознательно приоритизируете или исключаете из своей ленты, чтобы вам приходилось как можно меньше это делать. Тем не менее, возможность самостоятельно участвовать в формировании ленты новостей окончательно изменила функцию социальной сети. Теперь это не просто сайт, на который вы заходите, чтобы узнать, что нового в жизни ваших знакомых, и даже не для того, чтобы узнать новости. Это информационное пространство, где вы узнаете именно и только то, что хотите знать.
5.Интернет для лампочек
В мире искусственного освещения, как и повсюду в жизни, разворачивается цифровая революция и всеобщая «интернетизация» - только вместо людей к сети подключаются светильники. Технологии освещения сливаются с информационными технологиями благодаря светодиодам (по-английски — LED) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет, когда через него пропускают ток. Светодиоды гораздо экономичнее других лампочек, но самая притягательная их способность в том, что их параметрами можно управлять. Образцовым примером для стремительно растущего рынка умных светильников служит Hue компании Philips, которым легко управлять со смартфона, меняя цвет, цветовую температуру и яркость, или выставляя различные программные режимы - допустим, ранним утром программа задает холодный свет, стимулирующий людей к работе, а вечером - теплый, приятный и успокаивающий. А внешние датчики позволяют, например, автоматически корректировать уровень освещения в зависимости от погоды и времени суток. Изменения в освещении, происходящие благодаря светодиодам, важны не только в быту - в уходящем году их начали использовать в сельском хозяйстве, которое становится все менее «сельским» - сельскохозяйственные культуры выращиваются в помещениях с искусственно регулируемым светом, где для каждого вида, допустим, салата, подбираются оптимальные параметры светового излучения.
6.Сборка роботов на дому
Микрокопьютеры и готовые наборы для создания собственных электронных устройств в 2015 году переживали бум. Набирало популярность и сообщество мейкеров - так теперь называют «самоделкиных», любящих мастерить «умные» устройства дома, для себя. Собрать собственного робота на базе программируемого мини-компьютера вроде Galileo или Edison, нескольких датчиков и с подключением к глобальной сети теперь может любой - ассортимент конструкторов расширяется, стоимость компонентов снижается, соединять и комбинировать их все легче, а учебные материалы доступны в Интернете бесплатно. В 2015 году такие гиганты, как Intel, IBM, Microsoft и Amazon предложили пользователям «облачную» инфраструктуру для управления самодельными устройствами, хранения и обработки создаваемых ими данных. Кстати, обработка данных, поступающих от таких поделок по всему миру, может открыть новую эру в «оцифровке мира» и формировании разнообразных баз данных.
7.Ломая языковые барьеры
Взаимодействие людей, говорящих на разных языках, всегда было огромной проблемой. Трудно даже представить себе глобальное мироустройство и культуру без языковых барьеров, но похоже, люди планеты начнут понимать друг друга без переводчика совсем скоро. В 2015 году Skype запустил сервис синхронного перевода речи собеседников, говорящих на английском, немецком и французском языках (а перевод смс-сообщений - с 50 языков мира). Это, явно, только начало революции в мире автоматизированного синхронного перевода, - похоже, наконец приходит время достраивать Вавилонскую башню.
8.Суперкомпьютер в роли врача
Корпорация IBM, создавшая суперкомпьютер Watson, весной запустила облачную платформу IBM Watson Health. Проще говоря, искусственный интеллект Watson теперь живет в облаке и используется для анализа медицинских данных. В частности, помогает врачам точнее ставить диагнозы и подбирать лечение. IBM уже заключила несколько соглашений с крупными мировыми брендами, работающими в области оказания медицинских услуг. Watson обучили для работать с большими массивами медицинских данных, чтобы этот искусственный интеллект мог использовать опыт исследователей со всего мира. Watson постоянно совершенствуется, получая новые данные, помогает индивидуализировать рекомендации для пациента и реже двуногих врачей совершает ошибки.
9.Дети от трех родителей
Правительство Великобритании в феврале утвердило поправки в закон, разрешающие донорство митохондрий, - так Соединенное Королевство стало первой страной, в которой у детей могут быть гены не двух, а трех родителей. Митохондрии — крошечные, но имеющие собственный геном «аккумуляторы» живой клетки. Примерно 6500 детей в год по всему миру рождается с поломками митохондриальной ДНК, смертельными или ведущими к серьезным поражениям мозга. Митохондриальная ДНК у человека передается только по материнской линии, - и ученые придумали, как избавиться от поломок путем трансплантации митохондрий от здоровой женщины на стадии «зачатия в пробирке». Перед голосованием в Палате Общин более двух часов шли дебаты, и позиция сторонников поправки во главе с министром здравоохранения оказалась для большинства парламентариев убедительней позиции церкви и других противников поправки.
10.Компьютеры обрели зрение
Фиксировать изображение на фотографии или видео — не то же самое, что «видеть», то есть, «понимать», что именно там изображено. Научить машины видеть - значит, научить их называть объекты, узнавать людей, понимать отношения, эмоции, действия и намерения. В уходящем году был сделан важнейший шаг в этом направлении - благодаря нейросетевым методам так называемого «глубокого обучения», стали появляться программы, способные распознавать объекты, иногда даже лучше людей и даже описывать предложениями увиденное на фотографии. Конечно, это еще не полноценное видение, - например, компьютер не может оценить красоту картины. Но постепенно машины обретают зрение. В самое ближайшее время появится механизм поиска информации по ключевым словам в бесчисленных фотографиях и видеороликах интернета. Шаг за шагом, и мы не заметим, как будем воспринимать мир посредством не только своих, но и компьютерных глаз.
