Уходящий 2016 год запомнится историческими научными событиями. Бал правят физики и астрономы: они совершили самые обсуждаемые и волнующие общественность открытия, связанные с черными дырами, теорией относительности и иными мирами. Многого добились и биологи, модифицирующие геномы и экспериментирующие на людях. «Лента.ру» вспоминает самые важные научные результаты года.
Словили волну
11 февраля 2016 года весь мир узнал о существовании гравитационных волн - было объявлено об их экспериментальном открытии. Предсказанные еще общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, они десятилетиями ускользали от приборов ученых. И вот 14 сентября 2015 года в 05:51 утра по летнему североамериканскому восточному времени (13:51 по московскому) в обсерватории LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) были впервые зафиксированы гравитационные волны. Их породило слияние двух черных дыр в одну массивную черную дыру. Это произошло 1,3 миллиарда лет назад, но гравитационное возмущение пространства-времени достигло Земли только сейчас.
LIGO - это система из двух одинаковых детекторов, тщательно настроенных для регистрации невероятно малых смещений от прохождения гравитационных волн. Детекторы расположены на расстоянии трех тысяч километров друг от друга в Ливингстоне, штат Луизиана, и Хэнфорде, штат Вашингтон. Проект был предложен в 1992 году группой американских ученых, в которую входил в том числе Кип Торн, известный своим участием в создании фильма «Интерстеллар». LIGO, обошедшаяся в 370 миллионов долларов, приступила к работе еще в 2002 году, но поймать гравитационную волну удалось только после модернизации, осуществленной в 2010-2015 годах.
Вторая Земля
В августе журнал Nature опубликовал статью астрономов Европейской южной обсерватории об обнаружении у самой близкой к Солнечной системе звезды - Проксимы Центавра - экзопланеты, похожей на Землю. Небесное тело, названное Proxima b, в 1,3 раза тяжелее Земли, вращается вокруг Проксимы Центавра по почти круговой орбите с периодом 11,2 дня и находится на расстоянии 0,05 астрономической единицы (7,5 миллиона километров) от нее. Похожей на Землю эту планету делает то, что она находится в зоне обитаемости своего солнца. То есть условия на Proxima b могут напоминать земные. Если выяснится, что у планеты есть магнитное поле, плотная атмосфера и океаны жидкой воды, то вероятность существования там жизни весьма высока.
Изображение: ESO / M. Kornmesser
Го играть в го
Настольная игра го считается одной из самых сложных для освоения искусственным интеллектом. Однако программа AlphaGo, разработанная компанией DeepMind, сумела обыграть чемпиона мира по го корейца Ли Седоля - в четырех из пяти партий.
AlphaGo использует так называемые сети значений для оценки положения фигур на доске и сети правил для выбора ходов. Эти нейронные сети обучаются игре, анализируя известные партии, а также путем проб и ошибок, играя в одиночку. Прежде чем сразиться с Ли Седолем, искусственный интеллект обыграл другие программы в 99,8 процента партий, а затем превзошел чемпиона Европы.
Третий не лишний
В апреле 2016 года в Мексике появился на свет ребенок, зачатый с участием митохондриальной ДНК третьего человека. Метод «трех родителей» заключается в пересадке ДНК митохондрий от женщины-донора в яйцеклетку матери. Ученые полагают, что это позволяет избежать влияния мутаций со стороны матери, способных вызвать такие заболевания, как диабет или глухота.
Операцию проводил американский хирург Джон Чан (John Zhang). Мексику он выбрал потому, что в США применение этой методики запрещено. Ребенок родился здоровым, никаких негативных последствий у него на настоящий момент не отмечено.
Девятая планета
20 января астрономы Майкл Браун и Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене сообщили об обнаружении за пределами орбиты Плутона объекта размером с Нептун, который в 10 раз тяжелее Земли. Минимальное расстояние между Солнцем и этим небесным телом - 200 астрономических единиц (в семь раз больше, чем между Нептуном и Солнцем). Максимальное удаление Планеты Х оценивается в 600-1200 астрономических единиц.
Планету ученые открыли, анализируя данные по оказываемому ею гравитационному воздействию на другие небесные тела. Вероятность ошибки Браун и Батыгин оценивают в 0,007 процента, однако официально Солнечная система обретет девятую планету, только когда ее увидят в телескоп. Для этого астрономы зарезервировали время на японской обсерватории Subaru на Гавайях. Подтверждение существования небесного тела займет примерно пять лет.
Звезды с сюрпризом
Изображение: capnhack.com
В уходящем году астрономы обнаружили еще одну звезду с нерегулярно меняющимся блеском - EPIC 204278916. В 2015-м была выявлена одиночная звезда в созвездии Лебедя KIC 8462852 с очень необычным поведением. Ее светимость падала на 20 процентов и оставалась на таком низком уровне различные промежутки времени (от 5 до 80 дней). Это указывает на то, что вокруг звезды находится рой плотно прилегающих крупных объектов, и некоторые исследователи предположили, что KIC 8462852 окружают астроинженерные сооружения, например, сфера Дайсона.
EPIC 204278916 также удивила ученых. Блеск звезды, согласно данным космического телескопа «Кеплер», снижался до 65 процентов от максимального в течение 25 суток наблюдений. Сильные провалы в кривой блеска означают, что звезду закрывал объект, сравнимый с ней по своим размерам. Как и в случае с KIC 8462852, вряд ли тому причиной плотное облако комет: потребовалось бы несколько сотен тысяч комет с гигантскими ядрами.
В 2017 году ученые попробуют найти регулярность в изменениях блеска звезды и установить их истинную природу. Если этого не произойдет, придется признать, что астрономы столкнулись с чем-то совсем невероятным.
Генная революция
16 ноября журнал Nature сообщил, что китайские ученые впервые модифицировали геном живого человека. Конечно, не весь, а небольшую его часть. Пациенту с метастазирующим раком легких модифицировали T-лимфоциты с помощью технологии CRISPR, отключив ген, кодирующий белок PD-1, который снижает активность иммунных клеток и способствует развитию рака.
По словам исследователей, все прошло успешно, и пациент в ближайшее время получит вторую инъекцию. Кроме того, в испытаниях примут участие еще 10 человек, каждому из которых сделают от двух до четырех инъекций. Все добровольцы будут наблюдаться в течение шести месяцев для проверки, может ли лечение вызвать серьезные побочные эффекты.
По минимуму
В марте в журнале Science ученые сообщили, что им удалось создать бактерию с синтетическим геномом, убрав из него все гены, без которых организм мог обойтись. Для этого использовали микоплазму M. mycoides, чей изначальный геном состоял примерно из 900 генов, которые были классифицированы как необходимые или несущественные. На основе всей доступной информации и с помощью постоянных экспериментальных проверок ученые смогли определить минимальный геном - необходимый набор генов, жизненно необходимых для существования бактерии.
В результате был получен новый штамм бактерий - JCVI-syn3.0 с геномом, сокращенным вдвое по сравнению с предыдущей версией - 531 тысяча спаренных оснований. Он кодирует 438 белков и 35 видов регуляторной РНК - всего 437 генов.
Превратить в яйцо
Еще одно достижение биотехнологий связано со стволовыми клетками, полученными от мышей. Японские ученые из Университета Кюсю в Фукуоке впервые добились их трансформации в яйцеклетки (ооциты). Фактически они получили из стволовых клеток многоклеточный живой организм.
Ооцит относится к клеткам, обладающим тотипотентностью - способностью делиться и превращаться в клетки всех других видов. Ученые подвергли полученные ооциты экстракорпоральному оплодотворению. Клетки затем переносились в тело суррогатных самок, где развивались в здоровых детенышей.
Созданные в лабораторных условиях мыши обладали фертильностью и могли рожать здоровых грызунов. Кроме того, эмбриональные стволовые клетки могли быть повторно воспроизведены из яйцеклеток, полученных в культуре и оплодотворенных в пробирке.
Хитрое ведро
Инженеры НАСА сенсационно подтвердили работоспособность двигателя EmDrive, «нарушающего» законы физики. Статья прошла рецензирование экспертов и была опубликована в научном журнале Journal of Propulsion and Power.
В статье сообщается, что EmDrive в вакууме способен развивать тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. Рецензенты не смогли придраться к конструкции испытательного стенда и агрегата, а авторы работы - найти обратную силу, отвечающую на развиваемую EmDrive реактивную тягу. То есть двигатель перемещается, но ничего не испускает. Обратную силу требует закон сохранения импульса.
Масла в огонь подливает и то, что китайские ученые объявили об успешных испытаниях EmDrive на борту космической лаборатории «Тяньгун-2» и теперь собираются применять его на орбитальных спутниках. Тем не менее многие специалисты по-прежнему настроены скептически и считают, что авторы статьи, возможно, упустили из расчета влияние каких-нибудь дополнительных факторов
У новорождённых обычно около 270 костей, большинство из которых очень маленькие. Это делает скелет более гибким и помогает ребёнку пройти через родовой канал и быстро расти. По мере взросления многие из этих костей срастаются. Скелет взрослого человека составляют в среднем 200–213 костей.
2. Эйфелева башня вырастает летом на 15 сантиметров
Огромная конструкция построена с температурными компенсаторами, благодаря которым сталь может расширяться и сжиматься без каких-либо повреждений.
Когда сталь нагревается, она начинает расширяться и занимает больший объём. Это называется тепловым расширением. И наоборот, падение температуры приводит к уменьшению объёма. По этой причине большие сооружения, например мосты, строятся с компенсаторами, которые позволяют им изменяться в размерах без повреждений.
3. 20% кислорода образуется в тропических лесах Амазонии
Flickr.com/thiagomarraДождевые леса Амазонии занимают 5,5 миллиона квадратных километров. Амазонские джунгли вырабатывают существенную часть кислорода на Земле, абсорбируя огромное количество углекислого газа, поэтому их часто называют лёгкими планеты.
4. Некоторые металлы настолько химически активны, что взрываются даже при контакте с водой
Некоторые металлы и соединения - калий, натрий, литий, рубидий и цезий - проявляют повышенную химическую активность, поэтому способны молниеносно загореться при контакте с воздухом, а если опустить их в воду - даже взорваться.
5. Чайная ложка нейтронной звезды будет весить 6 миллиардов тонн
Нейтронные звёзды - это остатки массивных звёзд, состоящие в основном из нейтронной сердцевины, покрытой сравнительно тонкой (около 1 км) корой вещества в виде тяжёлых атомных ядер и электронов. Ядра звёзд, погибших во время вспышки сверхновой, сжимались под воздействием гравитации. Так сформировались сверхплотные нейтронные звёзды. Астрономы установили, что масса нейтронных звёзд может быть сравнима с массой Солнца, при том что их радиус не превышает 10–20 километров.
6. Каждый год Гавайи приближаются к Аляске на 7,5 см
Земная кора состоит из нескольких огромных частей - тектонических плит. Эти плиты постоянно двигаются вместе с верхним слоем мантии. Гавайи расположены в средней части Тихоокеанской плиты, которая медленно дрейфует в северо-западном направлении к Северо-Американской плите, на которой как раз и расположена Аляска. Тектонические плиты движутся с такой же скоростью, с какой растут ногти у человека.
7. Через 2,3 миллиарда лет на Земле будет слишком жарко, чтобы на ней была возможна жизнь
Наша планета со временем станет бескрайней пустыней, похожей на сегодняшний Марс. Сотни миллионов лет Солнце нагревалось, становилось ярче и горячее и будет продолжать это делать. Где-то через два с лишним миллиарда лет температура станет настолько высокой, что океаны, благодаря которым Земля пригодна для жизни, испарятся. Вся планета превратится в бескрайнюю пустыню. Как предсказывают учёные, в следующие несколько миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и полностью поглотит Землю - планете определённо придёт конец.
Flickr.com/andy999
Тепловизоры способны определять объект по теплу, которое он излучает. А белые медведи являются экспертами в сохранении тепла. Благодаря толстому слою подкожного жира и тёплой шубе, медведи способны переносить даже самые холодные дни в Арктике.
9. Свету потребуется 8 минут 19 секунд, чтобы добраться от Солнца до Земли
Известно, что скорость света - 300 000 километров в секунду. Но даже с такой головокружительной скоростью на то, чтобы преодолеть расстояние между Солнцем и Землёй, потребуется время. И 8 минут - это не так уж и много в космических масштабах. Чтобы достичь Плутона, солнечному свету потребуется 5,5 часа.
10. Если убрать всё межатомное пространство, человечество уместится в кубике сахара
На самом деле больше 99,9999% атома - это пустое пространство. Атом состоит из крошечного плотного ядра, окружённого облаком электронов, которые в пропорциональном отношении занимают большее пространство. Всё потому, что электроны движутся волнообразно. Они могут существовать только там, где гребни и впадины волн складываются определённым образом. Электроны не остаются в одной точке, их местоположение может быть где угодно в пределах орбиты. И потому они занимают очень много места.
11. Желудочный сок способен растворить бритвенные лезвия
Желудок переваривает пищу благодаря едкой соляной кислоте с высоким содержанием pH (водородного показателя) - от двух до трёх. Но в то же время кислота воздействует и на слизистую оболочку желудка, которая, впрочем, способна быстро восстанавливаться. Слизистая вашего желудка полностью обновляется каждые четыре дня.
У учёных много версий того, почему это происходит. Самые вероятные: из-за огромных астероидов, которые повлияли на её курс в прошлом, или из-за сильной циркуляции воздушных потоков в верхних слоях атмосферы.
13. Блоха может разгоняться быстрее, чем космический шаттл
Прыжки блох достигают умопомрачительных высот - 8 сантиметров в миллисекунду. Каждый прыжок придаёт блохе ускорение, в 50 раз превышающее ускорение космического корабля.
А какие интересные факты знаете вы?
Обычно в новогодние праздники все научные и научно-популярные СМИ, включая Nature и Science, составляют хит-парады самых-самых научных событий, открытий или публикаций года. Но наука привлекательна не только масштабными событиями, но и своими причудами. сайт решил составить свой список открытий, которые, быть может, и не имеют глобального значения, но милы тем, кто о них пишет, своей необычностью.
«Привидение» на пятикилометровой глубине
Сразу несколько интересных открытий ученые сделали в области живой и давно уже мертвой природы. Так, в феврале американские ученые открыли совершенно очаровательного белого полупрозрачного глубоководного осьминога, у которого нет мантийных плавников, а присоски на щупальцах располагаются в один ряд. Это животное обитает на глубине почти в пять километров - именно там его сняла камера исследовательского аппарата Okeanos Explorer. Не сговариваясь, все стали звать это животное Каспером: уж очень оказался осьминог похож на мультяшного героя. Увы, в декабре ученые уже заявили, что малышу вымирание.
«Белые и пушистые»
Удивительные открытия можно сделать не только в лаборатории. Одно из важнейших для научных журналистов открытий не только года, но и десятилетия, пожалуй, было сделано… в ювелирном магазине. В Мьянме (Бирма) купили кусок янтаря, в который 99 миллионов лет назад хвост детеныша динозавра. Пушистый хвост. Микро-КТ уже показало удивительно тонкую структуру перьев. Ну что же, представьте себе белого и пушистого тираннозавра! Выдающееся открытие опубликовано в журнале Current Biology.
Royal Saskatchewan Museum (RSM/ R.C. McKellar)
Кончик сохранившегося фрагмента хвоста динозавра в янтаре
Острозубые наши предки
И вдогонку к открытию, «смягчающему» облик «ужасных ящеров», нужно добавить, конечно же, противоположное открытие. Палеонтологи из нескольких университетов США сумчатое животное, Didelphodon vorax , жившее одновременно с динозаврами и имевшее самые сильные челюсти среди млекопитающих. Кстати, эти зверьки, обитавшие около 70 миллионов лет назад, с удовольствием лакомились небольшими динозаврами.
Самая экстравагантная гибель
Само событие, о котором пойдет речь, мы увидели на Земле уже в позапрошлом году. Автоматический обзор неба зафиксировал очень яркую вспышку, ASASSN-15lh, которая, как оказалось, шла к нам четыре миллиона лет. И хорошо, что это случилось так далеко: в момент наибольшего блеска ASASSN-15lh светила в 20 раз ярче всей нашей галактики! В 2015 году ученые посчитали, что эта вспышка - более-менее обычная сверхновая, гибель звезды с образованием черной дыры, просто звезда была очень массивная. Однако после новых наблюдений 2016 года , что дело обстояло необычнее.
Действительно, без черной дыры не обошлось, однако небольшая звезда могла бы еще жить и жить, вот только пролетела слишком близко к сверхмассивной черной дыре в центре своей галактики. Падение звезды на черную дыру и выброс избытка вещества и породил эту необычайно яркую вспышку.
Между нейроном и нейтронной звездой
Если говорить о частицах, составленных только из нейтральных барионов - нейтронов, то до сих пор мы знаем лишь сам нейтрон, в свободном виде живущий всего 15 минут и живущие гораздо дольше нейтронные звезды. Недавние эксперименты в японском институте RIKEN и работы международной группы ученых с российским участием , что очень короткое время (около 10-22 секунд) может существовать тетранейтрон - четыре нейтрона, соединенные в один нейтронный «атом».
Антивещество становится понятнее
И еще красивые новости из мира экзотической материи. Античастицы - позитрон, антипротон и другие - известны еще с 1930-х годов. Их научились не только получать, но и использовать на практике: образование позитронов и их аннигиляция лежат в основе такого мощного метода диагностики, как позитронно-эмиссионная томография. В 1995 году из антипротона и позитрона в CERN сумели «собрать» атом антиводорода. И вот теперь, более чем два десятка лет спустя, ученые измерить спектр антиводорода и сравнить его со спектром обычного водорода.
Находка «Террора»
В этой археологической новости необычно все. Во-первых, очередное крупное открытие сделано подводными археологами, во-вторых, необычное название найденного объекта, в-третьих, известная фамилия человека, связанного с находкой.
Речь идет об обнаружении второго корабля пропавшей 168 лет назад экспедиции знаменитого британского путешественника и полярного исследователя Джона Франклина (почему-то его в нашей стране до сих пор иногда путают с другим Франклином со стодолларовой банкноты). В 2014 году подводные археологи уже обнаружили корабль «Эребус» пропавшей экспедиции. Сейчас был найден «Террор». Самое удивительное, что корабль сохранился настолько хорошо, что, по словам исследователей, стоит его поднять с 24-метровой глубины, откачать воду, и он снова сможет плавать.
За последний год ученые сделали несколько самых потрясающих открытий для всего человечества. Конечно, большая часть из них пролетела мимо ушей того самого человечества - мы, к сожалению, слишком заняты социальными сетями и кредитами, чтобы обращать внимание на такие мелочи.
Ладно, отвлекитесь ненадолго, тут действительно важная информация. Кое-что вполне может перевернуть всю нашу жизнь, причем в ближайшее время!
Вторая луна
Объект под названием 2016 HO3 - ни что иное, как второй постоянный спутник Земли, обнаруженный совсем недавно. Астрономы выяснили, что он каждые пять-шесть сотен лет покидает земную орбиту, а затем возвращается вновь - вот, почему его смогли распознать только сейчас.
Бессмертное позвоночное
Ну, тут мы немного преувеличили. Но гренландская акула, обнаруженная учеными недавно, живет и в самом деле обескураживающе долго. Средняя продолжительность существования этих редких тварей составляет целых 400 лет. К тому же, акулы умеют впадать в анабиоз - не исключено, что некоторые из них еще динозавров застали!
Еще одна планета
В 2016 году ученые в Калифорнийском технологическом институте вычислили, что почти наверняка девятая планета находится далеко за пределами Плутона. Рассчитав движение гравитационных волн, астрономы поняли и размеры возможного «пополнения» в Солнечной системе. Девятая планета примерно в 15 раз больше Земли, а до Солнца от нее всего каких-то 240 триллионов километров.
Реабилитация инсульта
Использование стволовых клеток позволило врачам и ученым из Медицинской школы Стэнфордского университета в Калифорнии провести первую в мире полную реабилитацию пациентов после инсульта. В результате лечения многие вновь стали ходить. Это невероятный прорыв в истории медицины.
Переполненная вселенная
Благодаря телескопу Хаббл исследователи NASA обнаружили, что вселенная может быть гораздо более населенным местом, чем считалось ранее. По крайней мере, сейчас уже достоверно известно о том, что во вселенной существует в 10 раз больше галактик, чем мы считали ранее.
Борьба с параличом
Нейрофизиологам из Университета штата Огайо удалось разработать имплантат мозга, который позволяет парализованным пациентам двигаться снова. Да, звучит как фантастика, но первый исцеленный уже есть. Им стал 24-летний Ян Буркхарт - проведя без движения четыре года, он вновь стал на ноги и даже занялся спортом.
Proxima B
Proxima B это экзопланета, вращающаяся вокруг нашей звезды. Что в этом особенного? Да ничего, кроме того, что она единственная находится в идеальной точке для возникновения жизни. Представьте: возможные инопланетяне живут всего в пяти световых годах от нас!
Вертикальная посадка ракеты
В каждом научно-фантастическом фильме показывают вертикальную посадку, но в реальности она была осуществлена лишь недавно. Благодаря настойчивости Элона Маска, компания SpaceX провела уже несколько вертикальных посадок.
Источник темной материи
Совсем недавно астрономы и физики с удивлением поняли, что одна из самых ярких галактик Млечного пути, галактика Драгонфлай 44, на 99% состоит из темной материи. Более того, физики даже обвиняют ее в «нападении» на другие галактики - кто знает, чем кончится эта экспансия.
Новогодние торты – оригинальные идеи оформления десертов в новогоднем стиле!
Толкование сна шнурки в сонниках Снилось белый шнурок
Котенковские чтения Награды и звания