Наука
Чем совершеннее становятся технологии, тем больше возможностей открывается перед учеными и тем больше мы можем узнать о нашей Вселенной. С каждым годом космос открывает перед нами все больше своих тайн, в ближайшее время мы наверняка узнаем то, о чем раньше не могли даже догадываться. Узнайте о том, какие открытия в области космоса были сделаны в последние годы.
1) Еще один спутник Плутона
На сегодняшний день известно уже 4 спутника Плутона. Харон был открыт в 1978 году, и он является самым крупным его спутником. Диаметр этого спутника 1205 километров, что заставляет многих ученых полагать, что Плутон на самом деле является "двойной карликовой планетой". Ничего нового не было слышно о ледяных телах, которые вращаются вокруг Плутона, до 2005 года, пока космический телескоп "Хаббл" не обнаружил еще 2 спутника – Никту и Гидру. Диаметр этих космических тел от 50 до 110 километров. Но самое удивительное открытие ждало ученых в 2011 году, когда "Хабблу" удалось запечатлеть еще один спутник Плутона, который временно называется P4. Его диаметр составляет всего от 13 до 34 километров. Примечательным в данном случае является то, что "Хаббл" сфотографировал такой крошечный космический объект, который расположен на расстоянии около 5 миллиардов километров от нас.
2) Гигантские космические магнитные пузыри
Два космических аппарата НАСА "Войяжер" обнаружили магнитные пузыри в районе Солнечной системы, известной как Гелиосфера , которая расположена в 15 миллиардах километров от Земли. В 1950-х годах ученые считали, что этот район космического пространства относительно ровный, но когда "Войяжер 1" достиг Гелиосферы в 2005, а "Войяжер 2" в 2008 году, они засекли турбулентность, которую образует магнитное поле Солнца, и там формируются магнитные пузыри, диаметром около 160 миллионов километров.
3) Хвост звезды Мира А
В 2007 году орбитальный космический телескоп GALEX сканировал Миру А, старую звезду - красного карлика, что являлось частью предстоящего проекта по сканированию всего неба в ультрафиолетовом свете. Астрономы были шокированы, когда обнаружили что у Миры А имеется длинный хвост, тянущийся за ней, как за кометой, который имеет протяженность около 13 световых лет. Эта звезда двигается по Вселенной с необычайно большой скоростью, примерно 470 тысяч километров в час. До этого считалось, что у звезд не бывает хвостов.
4) Вода на Луне
9 октября 2009 года Космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров НАСА LCROSS обнаружил воду в холодном и постоянно находящимся в тени кратере на южном полюсе Луны. LCROSS является зондом НАСА, который был создан для столкновения с лунной поверхностью, а маленький спутник, следующий за ним, должен был измерить химический состав материала, который поднялся вверх при столкновении. После целого года анализа данных НАСА сообщило о том, что на нашем спутнике имеется вода в виде льда, которая находится на дне этого вечно темного кратера. Позже другие данные показали, что тонкий слой воды покрывает лунный грунт, по крайней мере, в некоторых областях Луны.
5) Карликовая планета Эрида
В январе 2005 года была открыта новая планета Солнечной системы Эрида, которая вызвала в астрономическом мире массу споров о том, что следует считать планетой вообще. Эриду первоначально посчитали 10-й планетой Солнечной системы, но затем все объекты пояса Койпера и пояса астероидов приравняли к новому классу – карликовые планеты. Эрида находится за орбитой Плутона и имеет примерно такой же размер, хотя первоначально считалось, что она больше Плутона. Известно, что у Эриды имеется один спутник, который назвали Дисномия. Пока Эрида и Дисномия считаются самыми дальними объектами Солнечной системы.
6) Следы водных потоков на Марсе
В 2011 году НАСА, предоставив фотографии Красной планеты, сделало заявление о том, что оно имеет свидетельства того, что на Марсе могла в прошлом течь вода, которая оставила следы. Действительно, на снимках видны длинные полосы, похожие на те, что оставляют в породах текущие потоки. Ученые полагают, что эти потоки - соленая вода, которая разогревается во время летних месяцев и начинает стекать по поверхности. Признаки того, что на Марсе когда-то была жидкая вода, были обнаружены и раньше, однако впервые ученые заметили, что эти следы меняются в течение короткого периода времени.
7) Спутник Сатурна Энцелад и его гейзеры
В июле 2004 года космический аппарат "Кассини" вышел на орбиту вокруг Сатурна. После того, как миссии "Войяжер" приблизились к этому спутнику, исследователи решили запустить в данный район другой аппарат для более подробного исследования Энцелада. После того как "Кассини" несколько раз пролетел мимо спутника в 2005 году, ученым удалось сделать ряд открытий, в частности, что в атмосфере Энцелада имеется водяной пар и сложные углеводородные соединения, которые выделяются из геологически активного района Южного Полюса. В мае 2011 года ученые НАСА на конференции, посвященной этому спутнику, заявили, что Энцелад можно считать самым первым претендентом на обнаружение жизни.
8) Тёмный поток
Темный поток, обнаруженный в 2008 году, предоставил ученым больше вопросов, чем ответов. Скопления материи во Вселенной, как оказалось, двигаются на очень большой скорости в одном и том же направлении, что невозможно объяснить с помощью любой известной гравитационной силы в пределах обозримой части Вселенной. Этот феномен был назван "Темный поток" . Наблюдая за большими скоплениями галактик, ученые обнаружили около 700 галактических скоплений, двигающихся с определенной скоростью по направлению к отдаленной части Вселенной. Некоторые ученые даже осмелились предположить, что Темный поток двигается из-за давления, вызванного другой Вселенной. Однако некоторые астрономы вообще оспаривают существование темного потока.
9) Экзопланеты
Первые экзопланеты, то есть планеты, существующие за пределами Солнечной системы, были открыты в 1992 году. Астрономы открыли несколько мелких планет, вращающихся вокруг звезды Пульсар. Первая гигантская планета была замечена в 1995 году возле близкой от нас звезды 51 Пегас, которая делала полный оборот вокруг этой звезды за 4 дня. К маю 2012 года в энциклопедии экзопланет было зарегистрировано уже 770 экзопланет. 614 из них являются частью планетарных систем и 104 – множественных планетарных систем. К февралю 2012 года миссия НАСА "Кеплер" выявила 2321 неподтвержденных кандидата на звание экзопланет, которые связаны с 1790 звездами.
10) Первая планета в обитаемой зоне
В декабре 2011 года НАСА подтвердила сообщения об открытии первой планеты, которая расположена в обитаемой зоне, вращаясь вокруг своей родной звезды, похожей на Солнце. Планета получила название Kepler-22b . Ее радиус в 2,5 раза больше радиуса Земли, и она обращается вокруг своей звезды в пригодной для появления жизни зоне. Ученые пока не уверены относительно состава этой планеты, однако это открытие явилось серьезным шагом на пути к обнаружению похожих на Землю миров.
Научные открытия невозможно предвидеть, на то они и открытия, но можно хотя бы указать на те вероятные области и направления науки, где с большой вероятностью можно ожидать прогресса. "Страна" приводит список научных прорывов и открытий, которые научное сообщество ожидает в следующем году.
1. 3D-модель Вселенной
На борту телескопа GAIA самая большая когда-либо созданная в мире цифровая камера: она может зафиксировать звезды, сияние которых в 400 тысяч раз слабее тех звезд, которые может увидеть человеческий глаз.
Телескоп GAIA невероятно точный: многие ученые приводят в сравнение, что если установить его на поверхность Луны и направить на Землю, то можно будет рассмотреть силуэт человека.
Телескоп следит за миллиардами звезд, измеряет их скорость, величину, положение и расстояние от Земли. На основе данных, полученных от телескопа GAIA, будет составлена 3D-модель нашей галактики (Млечного Пути), благодаря чему мы сможем многое понять о ее происхождении и эволюции, открыть новые космические тела, определить десятки тысяч астероидов.
2. Экспедиция на Луну
В новом году китайцы намерены отправить на Луну беспилотный космический аппарат Чанъэ-5, который доставит на Землю 2 килограмма лунного грунта. Последний раз такой трюк был исполнен в 1976 году, когда советская межпланетная станция «Луна-24» привезла с поверхности нашего спутника 170 грамм грунта и горных пород. Они были драгоценными в буквальном смысле этого слова: себестоимость доставки одного грамма оценивается в 7 миллионов долларов. Но благодаря именно этим пробам было открыто существование воды на Луне… Китайцы не собираются останавливаться на достигнутом и в 2018 году намерены совершить очередной прорыв: посадить зонд на обратной стороне Луны. Это не удавалось ни США ни СССР.
Цели лунной программы Китая - подготовка к коммерческому освоению спутника Земли. В частности, по словам профессора Оуяна Цзыюаня, руководителя китайской космической программы на Луне открыты огромные запасы изотопа гелий-3. Он может быть использован в качестве топлива в термоядерных реакторах. Этих запасов хватит, чтобы обеспечивать человечество энергией в течении ближайших 10 тысяч лет.
3. Поиски внеземных цивиллизаций
21 августа 2017 года в США ожидается редкое полное солнечное затмение, которое будет видно по всей ширине континентального материка — от Орегона до Южной Каролины. Это первое полное затмение, видимое только из США, со времен Американской революции и охватывающее страну от побережья до побережья впервые за 99 лет. Полностью оно будет доступно для наблюдения в полосе шириной 100 км в течение двух или более минут. Частично — из любой точки Северной Америки, Гавайских островов и некоторых районов северной части Южной Америки.
Используя постоянно растущий комплекс телескопов под общим названием Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий), астрономы будут сканировать внутренние районы нашей Галактики. Если все сложится удачно, то мы увидим первое изображение сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, известной как Стрелец А*.
Самый большой в мире китайский 500-метровый телескоп
Но на это ученые не остановятся. В этом году Китай завершил строительство самого большого в мире телескопа, и всерьез намерены обнаружить признаки внеземной цивилизации в космосе. Среди более реалистичных целей — использование FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) для поиска пульсаров и других известных объектов в галактике.
Вообще, изучение и освоение космоса эксперты называют одним из приоритетных направлений в развитии человечества в ближайшем будущем наряду с созданием искусственного интеллекта.
4. Прорыв в искусственном интеллекте
Полноценный, автономный искусственный интеллект (ИИ), по прогнозам экспертов, должен быть разработан уже в течение следующих 5-10 лет. На наступающий год намечен существенный прогресс в развитии т.н. глубоких нейронных сетей и современных методов машинного обучения, который поможет приблизиться к созданию ИИ абсолютно нового уровня. 2017 год, как ожидается, удивит результатами применения машинного обучения и машинного интеллекта в самых разных областях.
В первую очередь, это разработка новых самообучающихся алгоритмов, благодаря чему роботы смогут совершенствовать сами себя. Кое-какие подвижки в этом направлении уже сделаны: в этом году программа AlphaGo Программа AlphaGo, разработанная подразделением Google, компанией DeepMind, обыграла в китайские шашки Го чемпиона мира со счетом три ноль. Чемпион был в шоке.
AlphaGo стала первой в мире программой, которая выиграла равный матч у профессионального игрока в го
Подобный эксперимент уже запланирован на следующий год. На этот раз - с компьютерной игрой StarCraft II. Та же гугловская компания DeepMind анонсировала проект по обучению искусственного интеллекта (ИИ) этой игре. Специалисты планируют создать систему, которая сможет побеждать действующих чемпионов. Первую версию ИИ для игры в StarCraft II разработчики представят уже в феврале 2017 года. Программа будет доступна для всех желающих и позволит на ее основе создавать собственные проекты. В DeepMind надеются, что в будущем приложение позволит решать задачи в реальном мире.
Главная цель в разработках новых нейронных систем - создать систему, умеющую "на ходу" приспосабливаться к новой сложной задаче или окружению, самосовершенствоваться, самообучаться и принимать решения - совсем как человеческий мозг.
"Как все мы помним со средней школы, признаком завершения промышленной революции является момент, когда «машины начинают производить машины». Возможно, в будущем такой же важной вехой станет момент, когда нейросети начнут обучать нейросети и есть основания полагать, что это случится уже в 2017 году", - пишет в своей колонке Дмитрий Ветров, профессор-исследователь Департамента больших данных и информационного поиска факультета компьютерных наук ВШЭ.
Еще нейронные сети научатся говорить с человеком, а компьютерные переводчики усовершенствуются, языковые барьеры будут постепенно отпадать (некоторые исследователи прогнозируют, что уже необязательно будет учить иностранные языки - при общении в реальном времени компьютер будет давать качественный синхронный перевод). Роботы постепенно начнут заменять человека на некоторых рабочих местах (в частности, операторов колл-центров). Роботы уже пишут тексты и музыку, и по всей видимости, уже в следующем году это может стать для человечества рутиной.
5. Квантовый компьютер
Мировые корпорации (такие, как Google и IBM) и крупнейшие научные центры работают над созданием квантовых компьютеров, производительность которых в миллионы раз выше чем у обычных машин.
Зачем нужны квантовые компьютеры? Дело в том, что нынешнее поколение машин уже не справляется с объемами данных и количеством операций, которых требует от него человек. В скором времени, прогнозируют эксперты, к Интернету будет подключено все — начиная от доменной печи и заканчивая холодильником, который будет сам закупать продукты. Чтобы управлять всем этим хозяйством, и нужен новый класс вычислительных машин.
Компания Google уже похвасталась, что принадлежащий ей квантовый компьютер D-Wave научился считать в 100 миллионов раз быстрее, чем обычный компьютер. Однако использовать эти машины в повседневной практике пока не получается. Аналитики предполагают, что новый год может стать переломным в этом вопросе.
6. "Зеленая" энергия
Google обещает удивить мир не только новыми наработками в сфере ИИ, но и в сфере энергетики. Так, в следующем году Google планирует перевести питание собственных дата-центров на альтернативные источники электрической энергии.
Интернет-гигант владеет одноименной поисковой системой, крупнейшим видеохостингом YouTube, аналитическим сервисом Google Analytics, картографическим сервисом Google Maps и почтовой службой Gmail. По объёму информации база данных компании занимает 13-е место в мире, так что оборудование для хранения и обработки данных потребляет огромное количество энергии. Поэтому в Google решили, что солнечные электростанции и ветрогенераторы будут вырабатывать "зелёную энергию" для центров обработки данных компании.
Кроме того, Саудовская Аравия обещает показать новые разработки в области альтернативной энергетики на выставке "ЭКСПО-2017" (Тема выставки - "Энергия будущего").
Королевство приняло решение к 2040 году полностью отказаться от использования ископаемого топлива. Традиционные нефть и уголь должны заменить альтернативные источники энергии - солнечная энергия и сила ветра. Для этого в течение ближайших 20 лет в развитие солнечной энергетической инфраструктуры руководство КСА намеревается вложить 109 млрд долларов США. В планах обозначена выработка до 41 гигаватт энергии за счет солнечных станций к 2040 году.
Вообще, на международной выставке "ЭКСПО-2017", которая пройдет в Астане, ожидается много научных открытий в сфере "зеленой" энергетики. Там примут участие более 100 стран и международных организаций, и 2-3 миллиона посетителей.
7. Беспилотные автомобили
Эксперты уже давно говорят о том, что скоро профессии водителя и таксиста исчезнут: машины смогут водить себя сами. Эти прогнозы не беспочвенны.
Последний год Tesla и Google тестировали свои беспилотные автомобили в реальных дорожных условиях, и уже выпускают первые модели на дороги. В 2017 году беспилотные автомобили появятся в 30 городах США. В Сиэтле на дорогу выйдет даже беспилотный 70-местный автобус.
Так выглядит беспилотный автомобиль от Google
"Мы рассматриваем для опробования беспилотных автомобилей такие места, как кампусы колледжей, тематические парки, аэропорты, центральные районы города, — сообщил в интервью New York Observer Кори Клозир, представитель консалтинговой фирмы Comet, коордпинирующей тестирование беспилотных авто. — Это похоже на лифт: вы входите, указываете пункт назначения, двери закрылись, поехали".
Кстати, интересно, что одновременно с началом тестирования беспилотных авто появилось неожиданное исследование, согласно которому беспилотные машины помогут генерировать миллиарды долларов в экономику страны - благодаря тому, что у их владельцев появится больше времени для онлайн-шоппинга.
Американский Ford не отстает от Tesla и Google: свои беспилотные автомобили на базе Ford Fusion и Mondeo компания представит в январе 2017 года.
Власти Норвегии также намерены в 2017 году разрешить испытания беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования. С марта беспилотные авто выйдут на дороги и в Австралии.
Первые беспилотные машины, которые можно будет взять в краткосрочную аренду, выйдут на испытания в следующем году и в Москве. В российской столице собираются объединить такси и автомобили каршеринга в одну услугу (Каршеринг — вид краткосрочной аренды автомобиля с поминутной или почасовой оплатой, обычно используемый для коротких внутригородских поездок, - прим.ред.). Такие автомобили смогут работать как в обычном ручном, так и в полностью самоуправляемом режиме. Но для массового использования такие беспилотные машины окажутся доступными в Москве не ранее 2018-2019 годов - на 2017 запланированы только тесты.
Украинский беспилотный автомобиль на базе внедорожника Jeep Cherokee
Украина тоже не отстает в разработках новейших технологий: в этом году в Киеве уже анонсировали первый отечественный автопилот Pilotdrive, который разработала запорожская компания "Инфоком ЛТД". Украинский автопилот способен распознать разметку дороги, дорожные знаки, пешеходов и животных, выбегающих на проезжую часть, а также может ориентироваться там, где нет дорог. Но главное, что Pilotdrive - это система беспилотного пилотирования автомобиля, которую можно установить во все машины. Правда, пока точной информации о датах начала тестирования системы в дорожных условиях не сообщается.
8. Революционные электрокары
В Китае дебютировал первый электромобиль марки Zhiche Auto. Это "зеленая" компания (также и в том смысле что история ее создания не насчитывает и двух лет), как и некоторые другие с китайскими корнями, планирует произвести на свет автомобиль с революционными характеристиками.
Название молодой фирмы переводится с китайского как "мудрый автомобиль", однако имя своему первенцу - однообъемному электрическому кроссоверу - его разработчики пока не дали. Основатель компании Шен Хаинь полагает, что в будущем электрокары станут верными помощниками своих хозяев, и на них можно будет переложить определенные рутинные функции. Новизна предлагаемого им подхода строительства автомобилей схожа с таковой для современных производителей мобильных устройств.
Электромобиль нового поколения поступит на рынок уже в следующем году
Специалисты разработали концепцию и конструкцию "умного" автономного городского электромобиля, связанного "облачными" технологиями с другим транспортом, инфраструктурой и даже жильем владельца. Овальный руль, мультимедийный планшет вместо коробки передач, зеркал заднего вида нет — вместо них две камеры, передающие изображения на два небольших дисплея по углам передней панели. И, конечно же, электрический кроссовер оснащен автопилотом.
"Мудрые автомобили" должны поступить в продажу уже в 2017 году. И разумеется, купить их можно будет через интернет.
9. Робот-спасатель
В Институте технологий в Генуе разрабатывают робота, который сможет действовать во время стихийных бедствий для спасения жизни людей и устранения серьезных последствий.
В будущем робот Walk-Man можно будет использовать в экстремальных ситуациях вместо людей, и именно у людей он сейчас учится двигаться и ходить. Сегодня ему еще нужны указания человека, но уже в недалеком будущем он сможет оценивать уровень опасности, условия окружающей среды, принимать решения и действовать самостоятельно.
Сейчас команда проекта Walk-Man работает над программным обеспечением робота: необходимо улучшить его равновесие при передвижении по неровной поверхности.
Новым шагом для робота Walk-Man станет серьезный тест, запланированный на конец следующего года. На нем будут присутствовать представители службы гражданской защиты Италии. Робота направят в охваченное огнем здание, его миссия - найти и спасти людей.
10. Изменение генома человека
Биотехнологическая компания Editas Medicine, которую активно поддерживает Билл Гейтс, официально заявила, что сможет совершать редактирование генома человека в 2017 году. Технология, позволяющая совершить такую манипуляцию, носит название CRISPR/Cas9. Предполагается, что с развитием данной технологии ученые смогут побороть наследственные заболевания. При этом ген, вызывающий болезни, будет корректироваться еще на стадии развития эмбриона.
Генетики планируют экспериментировать с этой технологией для борьбы с такими заболеваниями, как рак и ВИЧ. CRISPR способен помочь в лечении рака крови — лейкемии. Вместо того чтобы искать донора костного мозга, можно взять образцы тканей кроветворного органа самого пациента, исправить дефективные стволовые клетки, избавив их от роковой мутации, а затем пересадить обратно. Если злокачественные клетки, оставшиеся в больном организме, уничтожить облучением, исправленные клетки получат возможность размножаться и производить здоровые клетки крови.
Многие ученые даже считают, что новый метод точного редактирования генов позволит создать в будущем совершенного человека. С помощью системы CRISPR-Cas можно внести разрывы так, чтобы убрать из ДНК целый участок. При этом генетики подсовывают созданную ими последовательность, которая встраивается на место удаленной. Таким образом можно «ремонтировать» мутации, вызывающие тяжелые заболевания.
Фото: twitter/S paceX @SpaceX
В 2017 году мир стал ближе к научно-фантастическому будущему, начиная с регенерации человеческих клеток для выращивания органов и заканчивая созданием 51-кубитного квантового компьютера - и это год еще не закончился.
Вот 9 самых значимых открытий за последние 8 месяцев, согласно Hightech .
1. «Отредактирован» человеческий эмбрион
27 июля в Портленде, штат Орегон, ученые добились значительного прорыва в технологии генного редактирования. Воспользовавшись CRISPR, они успешно удалили у человеческого эмбриона ген, связанный с сердечными заболеваниями.
2. Создан металлический водород
27 января впервые в науке ученые создали металлический водород, применив почти пять миллионов атмосфер давления к жидкому водороду. В своем металлическом состоянии водород может действовать как настоящий сверхпроводник, технология совершит революцию во многих областях - от хранения энергии до ракетостроения.
3. Обнаружена планета, на которой можно жить
19 апреля ученые из Европейской организации астрономических исследований нашли лучшую планету для внеземной жизни. LHS 1140b была обнаружена в обитаемой зоне тусклой звезды в 40 световых годах от Земли.
4. CRISPR отредактировал гены внутри человеческого тела
Фото: National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health
1 июня ученые впервые применили технологию генного редактирования CRISPR (наиболее доступную технику редактирования генов) в человеческом теле. Новое исследование было направлено на удаление вируса папилломы человека (ВПЧ) у 60 женщин, путем применения геля, содержащего необходимое кодирование ДНК для шейки матки, чтобы отключить механизм роста опухоли.
5. Новые технологии позволят выращивать органы
Фото: Wake Forest Baptist Medical Center
1 мая были сделаны успехи в области регенеративной медицины. Институт регенеративной медицины Wake Forest в настоящее время возглавляет проекты по выращиванию человеческих органов и тканей. Открытия его исследователей могут помочь в восстановлении повреждений нервов и даже вырастить целые конечности и внутренние органы.
6. Google научил ИИ адаптироваться к сложной среде
11 июля подразделение Google по искусственному интеллекту DeepMind опубликовало статью, иллюстрирующую, как его специалисты обучают ИИ-алгоритмы адаптироваться к сложной и меняющейся среде.
7. SpaceX повторно запустила «отработанную» ракету
30 марта SpaceX успешно запустила на орбиту и посадила уже использовавшийся ракетоноситель Falcon 9. Этот прорыв еще больше увеличил доступность космических запусков - экономия более $18 млн за каждый пуск.
8. Создана искусственная матка
ТБИЛИСИ, 3 янв — Sputnik. Межзвездный астероид, клон Солнечной системы, прорыв в гравитационной астрономии, тайны египетских пирамид, самостоятельный искусственный разум, а также другие значимые открытия ученых, которые поменяли мир в 2017 году — в подборке РИА Новости .
Новое окно во Вселенную
Научная команда детектора LIGO обнаружила гравитационные волны, появившиеся в результате столкновения двух нейтронных звезд в одной из галактик созвездия Гидры. Столкновение вызвало вспышку гамма-излучения, радиоволн и рентгена, что привлекло внимание ученых со всего мира, которые до сих пор занимаются их изучением. Сами первооткрыватели получили Нобелевскую премию по физике чуть ли не до самого открытия. Дело в том, что они открыли другой всплеск гравитационных волн еще в 2015 году, за что и должны были быть награждены. Однако сигнал о новом всплеске дошел до Земли за два месяца до ежегодного вручения премии.
Это открытие поменяло взгляды ученых на структуру пространства и времени, а также на всю Вселенную вообще.
© AFP / ESA
ДНК по заказу
Два важнейших открытия, связанных с геномной и молекулярной медициной, стали знаком того, что человечество вступило в новую эпоху генной инженерии. Оба связаны с изменением структуры ДНК зародышей, но рассматривают их с разных сторон.
Одно из открытий - первое успешное редактирование генома эмбрионов, что позволило заменить дефектный ген, отвечающий за гипертрофию сердца, на нормальную его версию. Соответственно, такая операция, по мнению американских ученых из Массачусетского технологического института (США), сможет защитить детей от недуга и смертельных исходов.
Второе открытие было сделано в результате экспериментов с полноценными зародышами. Ученые хотели понять, какие гены играют жизненно-важную роль на первых этапах его развития. В итоге они смогли отключить один из ключевых генов, связанных со стволовыми клетками, а также раскрыли его роль в развитии эмбриона.
Оба этих открытия, по мнению биологов, позволят избавить множество людей от врожденных болезней и заметно уменьшить число яйцеклеток, необходимых для успешного искусственного оплодотворения.
Квантовый прорыв
Михаил Лукин, физик из Гарварда и один из основателей Российского квантового центра, вместе со своей научной группой создал первый квантовый вычислитель, в который входит 51 кубит - элементарная вычислительная ячейка квантовых компьютеров.
Благодаря новому устройству физики смогли раскрыть новые квантовые эффекты, о существовании которых ранее не имели понятия. Кроме того, они надеются создать более сложные машины из сотен кубитов, которые смогут раскрыть природу квантовых явлений и помогут понять, можно ли использовать подобные аналоговые вычислители для решения серьезных практических задач.
Развитие искусственного разума
На протяжении всего года ученые со всех уголков мира изучали и улучшали системы искусственного интеллекта и машинного обучения.
Например, в январе искусственный интеллект AlphaGo участвовал под лицом человека в онлайн-чемпионатах древнекитайской стратегии го. Он победил всех сильнейших игроков с разгромным счетом.
Позднее алгоритм AlphaZero без участия человека самостоятельно изучал шахматы и спустя сутки работы смог обыграть предыдущий алгоритм, считавшийся чемпионом в древней игре.
Помимо настольных игр, искусственному интеллекту покорился также и покер. В декабре американские ученые создали новый алгоритм, выигравший почти два миллиона долларов в результате онлайн-игр. Также искусственный интеллект изучает различные хобби человека: изобразительное искусство, музыка и кино. Так, летом российские программисты представили систему, пишущую музыку в стиле Скрябина и "Нирваны".
Гость из других миров
Автоматизированный телескоп PAN-STARRS Гавайского университета в октябре совершил сенсационное открытие, обнаружив первую комету, попавшую в Солнечную систему из межзвездной среды - со стороны альфы Центавра. Астероид Оумуамуа сразу же стал объектом исследований астрономов со всего мира.
Его появление помогло изучить объект, родившийся в далекой звездой системе и путешествующий по мирам в течение нескольких миллионов лет. Несмотря на свою схожесть с астероидами и карликовыми планетами Солнечной системы, он все равно кардинально отличался от них. Кроме того, ученые пытались найти на нем следы чужой цивилизации или какие-либо радиопередатчики, но ничего не обнаружили.
© photo: AFP 2019 / NASA
Тайны Египта
Самым скандальным открытием, вызвавшим противоречия в научной среде, можно назвать открытие физиков из Франции и Японии. Используя специальные телескопы и сканеры, анализирующие объекты на наличие пустот и тайных комнат, они обнаружили внутри пирамиды Хеопса две ранее неизвестные зоны, где, по их мнению, может скрываться усыпальница фараона Хуфу и его супруги.
© photo: Sputnik / Andrey Stenin
Однако египтологи раскритиковали их заключение, так как они не верят в то, что внутри самой изученной пирамиды мира может скрываться что-то еще. Японских и французских физиков назвали "пирамидиотами" и заявили, что найденные пустоты являются обычными дырами между камнями.
Вселенский спор
Астрономы из проекта H0LiCOW обнародовали независимую оценку скорости расширения вселенной, подтвердив прошлогодние предположения, что она расширяется на 8-10% быстрее, чем показывают современные расчеты.
Однако астрофизики и космологи не спешат соглашаться с их исследованиями и пересматривать теорию Большого взрыва. Многие не признают результаты этих наблюдений. Однако представители обоих мнений надеются, что с помощью других открытий смогут доказать неправоту противников.
Снаружи свинья, внутри - человек
Известный гарвардский молекулярный биолог Джордж Черч вместе со своей научной группой смог вырастить свиней, чьи внутренние органы и все клетки тела были очищены от ретровирусов, несущих опасность для человека.
Проблема была в том, что сначала при удалении вирусных участков из ДНК клетки животных массово самоуничтожались. Спустя пять лет работы над этой загвоздкой, они смогли ее решить.
Ученые надеются, что в будущем получится создать свиней с органами, которые будут полностью подходить человеку и не вызывать отторжения. Это решит большую нехватку доноров для больных людей.
Клон Солнечной системы
НАСА совместно с Европейской южной обсерваторией обнаружило звездную систему, в составе которой находится сразу семь планет похожих на Землю. Находится она в 40 световых годах от Солнца и считается главным кандидатом на наличие внеземной жизни.
Согласно наблюдениям, на этих планетах может быть вода, а активность у звезды слишком слабая, чтобы наносить серьезный вред живым организмам. Конечно, не все так гладко - планеты могут оказаться простыми вулканическими мирами, лишившимися атмосферы из-за сильного магнитного поля светила.
Несмотря на это, на орбиту планируется запустить телескоп "Джеймс Уэбб", целью которого будет поиск воды и следов жизни на планетах этой системы.
Декабрь - время подводить итоги. Редакция проекта "Вести.Наука" (nauka.сайт) отобрала 15 самых интересных открытий, которыми нас порадовали астрономы в уходящем году.
Наблюдение источника гравитационных волн в телескопы
Художественное изображение столкновения нейтронных звёзд.
Впервые в истории человечества удалось поймать электромагнитные волны (в том числе и видимый свет) от источника гравитационных волн. Это знаменательное событие произошло 17 августа 2017 года.
Визит межзвёздного астероида
Оумуамуа сначала считался кометой, потом астероидом. Теперь окончательно установлено, что это всё-таки комета.
В октябре 2017 года астрономы обнаружили объект, который . Дальнейшие наблюдения показали, что это астероид. Ему дали название Оумуамуа в честь гавайского божества.
В отличие от всех астероидов, известных человечеству до сей поры, этот "небесный камень" не является частью Солнечной системы. Он прибыл из межзвёздных бездн и на всех парах покидает нашу планетную систему.
Испытание системы оповещения об астероидной угрозе
Художественное изображение астероида на пути к Земле.
Пока Оумуамуа мирно покидает Солнечную систему, в непосредственной близости от Земли кружит . Неудивительно, что человечество хочет быть готовым к непрошенному визиту.
12 октября 2017 года астероид 2012 TC4 приблизился к Земле. Но за несколько недель до этого за ним уже следили внимательные глаза специалистов. Научные центры по всему миру обменивались информацией, в рамках учений было оповещено даже правительство США.
Между тем заранее было известно, что космическая глыба не угрожает Земле столкновением. 2012 TC4 был использован как "мишень" для испытаний системы оповещения. Наш проект об этих необычных учениях.
Определение возраста Юпитера
Художественное изображение Юпитера.
Юпитер - самая древняя планета Солнечной системы. Именно такой результат получили исследователи, когда им наконец удалось выяснить возраст гиганта. А самой древней частью планеты является её твёрдое ядро.
Конечно, "докопаться" до него учёным было бы не под силу. На помощь исследователям пришёл химический анализ "камней с неба". Мы о том, какая связь между газовым гигантом и железными метеоритами.
Величайший взрыв в наблюдаемой Вселенной
Природа космического катаклизма пока не известна.
Именно так можно описать событие, зафиксированное астрономами. Энерговыделение 2,3 × 10 52 эрг - это неприлично много даже для сверхновой.
На расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли произошло нечто небывалое. Учёные не смогли объяснить это ни активностью ядра далёкой галактики, ни деятельностью чёрной дыры, . Впрочем, у них появились версии, и мы , какие именно.
Кстати, специалисты считают, что такой взрыв - не единственный в своём роде. Их наблюдали и раньше, но из-за огромных расстояний не смогли оценить масштаб явления.
Сверхновая, вспыхнувшая несколько раз
Художественное изображение вспышки сверхновой.
Такое, казалось бы, невозможно. Взрыв сверхновой - необратимый процесс, превращающий звезду в облако газа. Тем не менее именно так вела себя вспышка iPTF14hls. Её яркость увеличивалась несколько раз, на пике достигнув величины в 3,5 миллиарда Солнц.
Этому явлению у астрономов пока нет объяснения, как и многим другим загадочным особенностям процесса, c которыми можно ознакомиться .
Система TRAPPIST-1 и планета, идеальная для жизни
Художественное изображение звезды LHS 1140 и её планеты.
Три планету у звезды TRAPPIST-1 в созвездии Водолея нашли ещё в 2016 году. Ну а 2017 год оказался богат на подробности.
Во-первых, планет оказалось в общей сложности семь. Во-вторых, выяснилось, что . Впрочем, не всё так безоблачно: похоже, магнитное поле звезды .
Кстати, интересные планеты были открыты не только в системе TRAPPIST-1. Ещё одна находка учёных, планета LHS 1140b, выглядит очень заманчиво: условия на ней в каком-то смысле идеальны для жизни. Мы о том, чем она так хороша.
Открытие запасов воды на "двойниках Земли"
"Спитцер" более 500 часов наблюдал систему TRAPPIST-1 и позволил многое узнать о ней.
Ещё более интригующее открытие в 2017 году сделал "Хаббл". На планетах уже упомянутой звезды TRAPPIST-1 он обнаружил воду!
Конечно, речь не идёт о том, что астрономы разглядели океанические волны. Телескоп зафиксировал облако водорода, которое, как полагают специалисты, порождается разложением воды под действием ультрафиолетового излучения.
Мы о том, сколько воды уже потеряли планеты системы и на каких из этих миров живительной влаги всё ещё достаточно.
Самая горячая экзопланета
Художественное изображение звезды KELT-9 и её планеты.
Не все открытые в уходящем году миры можно назвать уютными. Вот KELT-9b уж точно не курорт. Дневная сторона планеты разогревается более чем до четырёх тысяч градусов Цельсия. Это самая горячая экзопланета, известная человечеству.
Мы об этом пылающем аде.
Первое наблюдение атмосферы у земплеподобной планеты
Художественное изображение звезды GJ 1132 и её планеты.
Рекорды будоражат воображение, но человечеству всё-таки в первую очередь интересны потенциально обитаемые миры. Вот GJ 1132b имеет радиус всего 1,4 земных. Кстати, и расположена она довольно близко: всего 39 световых лет от Земли.
Наблюдая этот мир в семи разных диапазонах длин волн, астрономы обнаружили у него атмосферу. Это первое непосредственное наблюдение газовой оболочки у экзопланет земного типа, хотя и понятно, что у многих из них она должна быть.
Из проекта "Вести.Наука" (nauka.сайт) можно узнать, из каких газов, по мнению учёных, состоит эта атмосфера.
Рентгеновский сигнал от тёмной материи
Изображение скопления Персея, откуда пришёл загадочный сигнал.
Волнующие открытия 2017 года касались не только других планет, но и самых сокровенных тайн устройства мира. Возможно, астрономам таки удалось поймать сигнал от - загадочной субстанции, на которую, по мнению космологов, приходится 27% всей энергии Вселенной. Человечество знает о её существовании только благодаря гравитационному воздействию этой материи на видимое вещество.
Но теперь, вероятно, всё изменилось. И причиной тому рентгеновские кванты с энергией 3,5 килоэлектронвольта, пришедшие из далёкого скопления галактик. Мы о непростой истории этого открытия и о том, почему в испускании этого излучения заподозрили именно тёмную материю.
Самый далекий и древний объект видимой Вселенной
Квазары располагаются на огромных расстояниях от Земли и являются своеобразными маяками, в прямом и переносном смысле освещающими далёкое прошлое Вселенной.
Именно этого звания заслуживает обнаруженный квазар с красным смещением 7,5. Все предыдущие рекорды побиты. Свет "древнего чудовища" был испущен всего через 690 миллионов лет после Большого взрыва (произошедшего, напомним, 13,8 миллиарда лет назад).
Это открытие немало озадачило учёных. "Вести.Наука" , почему.
Гибель аппарата "Кассини"
Художественное изображение аппарата "Кассини" над Сатурном.
15 сентября 2017 года произошло событие, опечалившее всех неравнодушных к исследованиям космоса людей. Зонд, более 13 лет изучавший Сатурн и его спутники, вошёл в плотные слои атмосферы гиганта и разрушился.
Это была не авария, а сознательное уничтожение работоспособного аппарата. Мы о том, что заставило учёных так поступить, и о славной космической одиссее зонда. Между прочим, впоследствии инженеры
Художественное изображение чёрной дыры, аккреционного диска и джета.
Совсем недавно астрономы получили уникальные изображения загадочного объекта. Он расположен совсем рядом (по космическим меркам) с чёрной дырой в центре Млечного Пути и выглядит как длинная тонкая нить.
Природа странного небесного тела пока неизвестна. Мы о гипотезах, выдвинутых учёными. Среди них есть и очень смелая: открытие может подтверждать теорию струн.
Будем надеяться, что 2018 год окажется столь же богат астрономическими открытиями, и мы расскажем ещё немало интересного.
