Научные открытия 2016 года, не успев ещё укрепиться в сознании не только обывателя, но и самих учёных, сделавших их, уже привели человечество к . Величайшие умы современности совершили ряд научных находок, способных навсегда изменить представление общества об окружающем мире и самом себе.
Изучая окружающий мир
Научные открытия текущего 2016 года в области астрономии открыли перед учёными космические объекты, о существовании которых ранее никто и не догадывался. Так, ещё в 2008 году была открыта экзопланета , по предположению астрономов, одиноко блуждающая по просторам Вселенной. Однако исследования этого года показали, что космический объект вращается вокруг своей материнской звезды на расстоянии в 1 трлн километров, что в 7 тыс. раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Так была обнаружена самая крупная планетарная система, известная науке.
Новые научные открытия в области биологии морских животных показали, что осьминоги , считавшиеся ранее абсолютно асоциальными существами, используют в некоторых ситуациях язык жестов для общения с себе подобными. Во время враждебной встречи двух осьминогов в океане головоногие изменяют окрас на более тёмный и вытягивают своё тело в разные стороны, пытаясь казаться больше. Таким образом, было зафиксировано хоть и примитивное, но общение между этими представителями фауны.
За орбитой Нептуна астрономы обнаружили необычное небесное тело , получившее название Нику . Космический объект, диаметром в 200 километров, вращается в противоположную сторону от большинства небесных тел относительно Солнца. Необычной является и орбита объекта – она наклонена на 110 градусов по отношению к плоскости Солнечной системы.
Познавая себя
Научные открытия нынешнего 2016 года сотрудников университета Дьюка в области медицины показали, что вредные привычки человека провоцируют изменения в коре головного мозга, из-за чего с ними так трудно бывает расстаться. Страсть к алкоголю, никотину или наркотическим средствам отпечатывается в областях, отвечающих за поведение человека, совершаемого помимо воли под влиянием непреодолимого влечения. Повлиять на такие участки можно с помощью электромагнитных импульсов . Открытие может стать серьёзным прорывом в борьбе с алкоголизмом, табакокурением, наркотической и другими видами зависимостей.
Последние научные открытия в области лечения слепоглухонемоты явили миру удивительное изобретение – перчатку Брайля . Изобретатель из России Фёдор Головомоев создал уникальный прибор, заменяющий голос, зрение и слух. Благодаря специальным участкам на перчатке, которая проводит электрический ток, её оператор может набирать слова по буквам, соединяя пальцы в определённом порядке. В основу прибора положен принцип шрифта Брайля .
Американские учёные создали устройство, позволяющее анализировать состав человеческого пота – такое исследование сравни медицинскому анализу крови. Датчик, встроенный в браслет, одеваемый на руку исследуемого, считывает данные и передаёт их прямо в смартфон. Это позволит сделать оборудование, позволяющее молниеносно определить наличие скрытых заболеваний.
Исследователи из США создали искусственную кожу , которая, фактически, являясь эластичной плёнкой, может использоваться не только в косметических целях, но и в медицине, при некоторых кожных заболеваниях и ожогах.
Научные открытия 2016 года объединяет то, что все они являются очень перспективными в контексте дальнейшего изучения человечеством природы и познания самого себя. Главное, что они направлены на , способных облегчить повседневную жизнь и лечение сложных заболеваний, открыть границы космических пространств в поисках неизведанных миров, которые, возможно, будут пригодны для жизни следующих поколений.
18:26 22/12/20160 👁 1 198
Уходящий год, без сомнений, оказался одним из самых громких по всем направлениям. И мир научных открытий в этом плане тоже не остался в стороне. В этом году произошли по-настоящему значимые научные открытия, взять хотя бы или , находящуюся менее чем в 5 от . Ниже вкратце вспомним истории, о которых в научных сообществах не говорил, пожалуй, разве что только ленивый.
Гравитационные волны существуют
Нет ничего более значимого и фундаментального в мире науке, чем открытие, связанное с самой природой нашей реальности. И именно таким открытием в этом году могут похвастаться ученые Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (), которые подтвердили существование . При этом подтвердили не один, а целых два раза.
Все мы более или менее знакомы с концептом пространства-времени – этакой четырехмерной коробки, где мы едим, живем, растем и в конце концов умираем. Но оказывается, что пространство-время – это не жесткая коробка. Скорее это даже не совсем коробка, а просторный и живой океан, наполненный волнами субатомной величины, образующихся при столкновении , и других невероятно массивных объектов. Эти волны называют гравитационными. Это рябь пространства-времени, которую первыми обнаружили ученые из LIGO на самом деле еще в сентябре прошлого года. Однако официальное подтверждение их наблюдения пришло только в феврале. Затем в июне физики из LIGO смогли обнаружить гравитационные волны еще раз. Такая частота заставляет ученых продолжать свои наблюдения. Но можно считать, что новое окно в самые темные тайны наконец-то официально открыто.
Разумеется, без Альберта Эйнштейна здесь тоже не обошлось. В конце концов именно он их и предсказал, когда вывел свою общую теорию относительности в 1916 году. Сложно сказать, что здесь более невероятно: то, что каждая часть теории Эйнштейна в конечном итоге подтвердилась и обрела доказательства, или же то, что современная физика сейчас проверяет идеи, пришедшие на тот момент в голову 26-летнего ботана.
Проксима Центавра b: одна, чтоб править всеми
За последние несколько лет астрономы обнаружили тысячи , включая доброе количество каменистых, землеподобных миров. Однако все потенциально обитаемые кандидаты сразу же стали менее интересными в этом году, после того как была обнаружена Проксима b – размером чуть больше , оборачивающаяся вокруг нашего ближайшего звездного соседа, находящегося всего в 4,3 светового года от нас.
Проксима b, обнаруженная с помощью метода Доплера (измерения радиальной скорости звезд), является каменистым миром, оборачивающимся вокруг Проксима Центавра на дистанции всего 7,5 миллиона километров, что в 100 раз ближе, чем расположение к . Так как звезда Проксима Центавра является холодным красным карликом, месторасположение планеты является идеальным для того, чтобы поддерживать воду в жидкой форме. Есть высокая вероятность (по крайней мере согласно предположениям исследователей), что экзопланета Проксима b может быть обитаемой.
Может быть, конечно, и так, что Проксима b является безвоздушной пустыней, что, разумеется, окажется менее радостным. Однако выяснить это мы сможем, вероятно, уже совсем скоро. Вполне возможно, уже в 2018 году, когда в космос будет запущен новый и очень мощный имени Джеймса Уэбба. Если же и в этом случае картина не станет более ясной, то можно будет запустить флот межзвездных нанозондов, которые выяснят все наверняка.
Неуловимая девятая планета Солнечной системы
Больше десятилетия астрономы гадают о том, может ли на внешних границах нашей Солнечной системы находится девятая планета. В этом году ученые из Калифорнийского технологического института Константин Батыгин и Майк Браун предоставили на суд общественности вполне убедительные доказательства того, что так называемая Девятая планета существует на самом деле. Крупнее Нептуна и холоднее замерзшего ада, Девятая планета оборачивается вокруг Солнца по очень вытянутой эллиптической на дистанции от 100 и более 1000 .
Наши самые лучшие догадки о Девятой планете основаны на необычных орбитах множества объектов , которые, согласно предположениям Батыгина и Брауна, подвергаются воздействию гравитационных сил этой загадочной планеты.
Конечно же, единственным убедительным доказательством наличия «планеты-стесняшки» было бы ее прямое обнаружение в , а не на основе необычного поведения некоторых объектов пояса Койпера. Однако эта задача представляется крайней сложной, так как подобные холодные и далеко расположенные объекты (а именно такой является планета, по мнению ученых) излучают очень мало света и тепла. Тем не менее несколько астрономов, включая Брауна, в настоящий момент предпринимают попытки поиска Девятой планеты и считают, найти ее удастся в течение ближайших нескольких лет.
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
Космос до сих пор остается непостижимой загадкой для всего человечества. Он невероятно красив, полон тайн и опасностей, и чем больше мы его изучаем, тем больше открываем новых поражающих воображение явлений. Ниже вы узнаете о десятке самых интересных явлений, произошедших в 2017 году.
1. Гигантский газовый вихрь в кластере Персея
Гигантский вихрь из раскаленного светящегося газа простирается на расстояние более 1 млн световых лет через самый центр кластера Персея. Материя в районе кластера Персея формируется из газа, температура которого составляет 10 млн градусов, что и заставляет его светиться. Уникальное фото NASA позволяет рассмотреть галактический вихрь во всех подробностях.
2. Звуки внутри колец Сатурна
Космический аппарат «Кассини» сделал запись звуков внутри колец Сатурна. Звуки были записаны с помощью устройства Audio and Plasma Wave Science (RPWS), которое обнаруживает радио- и плазменные волны, затем преобразуемые в звуки. В результате ученые «услышали» совсем не то, что ожидали. А что именно - узнайте здесь.
3. Ледяная планета, очень похожая на Землю
С помощью специальной техники, изучавшей эффект микролинзирования, NASA обнаружило новую планету, которая получила название OGLE-2016-BLG-1195Lb. По ряду параметров эта планета напоминает Землю, однако, вероятно, слишком холодна, чтобы быть пригодной для жизни. Примечательно, что для открытия планеты была применена специальная технология - как она работает, читайте здесь.
4. Уникальные снимки колец Сатурна от «Кассини»
Космический аппарат «Кассини» успешно завершил пролет по узкому промежутку между планетой Сатурн и ее кольцами 26 апреля 2017 года и передал на Землю уникальные снимки. Расстояние между кольцами и верхними слоями атмосферы Сатурна составляет около 2000 км. И через эту «щель» «Кассини» должен был проскочить со скоростью 124 тыс. км/ч.
Сатурн, снятый «Кассини» с самого близкого расстояния
5. Необъяснимое природное явление по имени «Стив»
Группа независимых исследователей полярных сияний обнаружила еще не изученное явление в ночном небе над Канадой и назвала его «Стивом». Европейское космическое агентство (ESA) уже направило специальные зонды, чтобы изучить «Стива», и обнаружило ряд интересных - и совершенно необъяснимых - подробностей.
6. Новая планета, пригодная для жизни
Экзопланета, вращающаяся вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет от Земли, может стать новым обладателем титула «лучшее место для поиска признаков жизни за пределами Солнечной системы». По мнению ученых, система LHS 1140 в созвездии Кита может оказаться еще более подходящей для поиска внеземной жизни, чем Proxima b или TRAPPIST-1.
Визуализация полета от Земли к LHS 1140 b
7. Астероид, который почти долетел до Земли
Астероид 2014 JO25 диаметром около 650 м приблизился к Земле в апреле 2017 года, а потом улетел восвояси. Этот относительно крупный околоземный астероид находился всего лишь в четыре раза дальше от Земли, чем Луна. NASA классифицировало астероид как «потенциально опасный».
Изображение имеет разрешение приблизительно 7,5 м на пиксель
8. Космический «пельмень» в 3D
На снимке - Пан, естественный спутник Сатурна. Объемная фотография сделана по анаглифическому методу. Получить стереоэффект можно с помощью специальных очков с красным и синим светофильтрами. Все подробности об этом необычном объекте можно узнать здесь.
9. Первые фото обитаемой системы Trappist-1
Открытие потенциально обитаемой планетарной системы звезды Trappist-1 стало событием года в астрономии. Теперь NASA опубликовало на своем сайте первые фотографии звезды. Камера делала один кадр в минуту на протяжении часа, а затем фото собрали в анимацию:
Размер анимации – 11х11 точек, она покрывает площадь 44 квадратных арксекунды
10. Дата столкновения Земли с Марсом
Американский ученый-геофизик Стивен Майерс из Висконсинского университета предположил, что Земля и Марс могут столкнуться. Эта теория отнюдь не нова, но ученые недавно получили ее подтверждение, обнаружив доказательства в неожиданном месте. Всему виной - «эффект бабочки», а о том, как он проявляется, читайте здесь.
Всего за 2017 год авторы сайта Ин-Спейс опубликовали 544 новости, освещающие самые интересные и захватывающие открытия, наблюдения и исследования астрономов по всему миру. В среднем каждую новость прочитало более тысячи посетителей, но были и те, что выделяются среди общего количества, но об этом позже.
В 2017 году Ин-Спейс начал сотрудничать с , командами телескопов «Hubble» и «Kepler», а также подразделениями NASA. Теперь вы можете читать на нашем сайте пресс-релизы о самых громких открытиях в момент их англоязычных публикаций в ведущих научных журналах.
Художественное представление Чрезвычайно Большого Телескопа ESO. Credit: ESO
Самыми интересными темами уходящего года для читателей Ин-Спейс оказались наблюдения Юпитера космическим аппаратом NASA «Juno», поиски природы темной материи, данные о первом зафиксированном межзвездном астероиде Оумуамуа, открытия экзопланет, фотографии далеких звезд и галактик, полученные инструментами Европейской Южной Обсерватории и телескопом «Hubble», гравитационные волны и, конечно, финал миссии «Cassini». Обо все по порядку:
10 место. Родные астероиды
В 2017 году (на момент публикации статьи) мимо Земли на расстоянии менее 10 миллионов километров промчалось 785 астероидов, среди которых 99 являются потенциально опасными. Полных список представлен на странице . Самыми интересными из них стали астроиды , и , который 12 октября пролетел мимо нашей планеты на расстоянии всего 50 тысяч километров.
Художественное представление столкновения двух нейтронных звезд в галактике NGC 4993, породившего вспышку килоновой и гравитационные волны. Credit: ESO/L. Calgada/M. Kornmesser
3 место. Падение «Cassini»
Совместный проект NASA и ESA космический аппарат «Cassini» снабжал ученых по всему миру уникальными данными о системе Сатурна на протяжении 13 лет. Запущенный в 1997 году смелый исследователь изучал газовый гигант и его луны, передавая на Землю уникальные данные и озадачивая ученых. Но 15 сентября Это событие стало знаковым для всех любителей космоса по всему миру.
Один из последних портретов Сатурна от «Cassini». Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
2 место. Ох уж этот Оумуамуа
19 октября 2017 года произошло знаменательное для всего человечества событие: . В момент обнаружения гость находился на расстоянии 0,2 астрономические единицы от Земли. Обсерватории по всему миру направили свои телескопы на вторженца в попытках установить природу инородного объекта. Дальше всех продвинулись инструменты Европейской Южной Обсерватории, определившие размер, пропорции и состав гостя.
Оумуамуа в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser
Впоследствии ученые проекта , надеясь на «разумное» происхождение странника, но признаков разумной жизни на астероиде зафиксировано не было.
1 место. Юпитер и «Juno»
«Juno», Юнона, кому как удобнее. Космический аппарат, названный в честь древнеримской богини семьи и материнства, весь 2017 год изучал самую большую планету Солнечной системы – . Таким гиганта, таящего секреты зарождения Солнечной системы, мир еще не видел.
Взгляд на Большое Красное пятно Юпитера в перспективе. Credit: NASA
Зондирование Большого Красного пятна, радиационные пятна, красочные снимки и открытия, совершенные космическим аппаратом, который добирался до Юпитера в течение 5 лет, стали самыми значимыми для читателей Ин-Спейс в 2017 году.