Обычно итоги года вызывают смешанные чувства. Не бывает такого, чтобы все было гладко и в спорте, и в экономике, и в общественной жизни, и в политике. Люди жалуются на кризис, рост цен, злятся из-за допингового скандала, опасаются военных настроений и с грустью смотрят на пролетевшее в суете время. Но есть пара областей, в которых каждый год завершается триумфом человечества. Одна из них - наука. Заведующий отделом науки КП Даниил Кузнецов вспоминает открытия каждого месяца уходящего года.
Январь. Астрономы приблизились к разгадке таинственных сигналов во Вселенной
Главное январское достижение: интернациональной группе астрономов удалось локализовать источник многократно повторяющихся быстрых радиовсплесков (Fast Radio Bursts, FRB). Это поистине загадочное явление – сверхкороткие и очень мощные вспышки в радиодиапазоне долгое время не удавалось соотнести ни с каким космическим объектом, их источник был неясен, так же как и природа этого явления. Родилась даже фантастическая гипотеза о том, что это, мол, радиолучи, используемые внеземными цивилизациями для разгона "космических парусов". Кроме того, быстрые радиовсплески всегда были одиночными.
И вот астрономы зафиксировали единственный повторяющийся (уже около 20 раз!) быстрый радиовсплеск FRB 121102 из созвездия Возничего. А затем установили, что его источник лежит аж в трех миллиардах световых лет от Земли. Ясности сути феномена это не прибавило, но зато сразу отсекло множество версий - например, катастрофические сценарии порождения всплесков от столкновения двух нейтронных звезд или иных объектов.
Февраль. 7 экзопланет вокруг одного светила
То, что NASA готовит какую-то сенсационную пресс-конференцию, стало известно загодя. Поползли слухи: "Специалисты агентства обнаружили внеземную жизнь!". Серьезные научные журналисты, ученые и крупные медиа получили пресс-релиз за сутки. Спустя 12 часов произошла утечка, один из ученых в своём блоге в общих чертах рассказал о содержании сообщения NASA. Официальные лица отмолчались, а широкая публика, разогретая бульварными изданиями, ни во что не поверила. Близился 21:00 час по Москве пятницы 22 февраля перед длинными праздничными выходными.
Любителей рептилоидов NASA разочаровало, а несколько сотен тысяч разумных россиян – нет! Оказалось, что возле ультрахолодного красного карлика TRAPPIST-1, лежащего всего в 39,5 световых лет от нас, обнаружили 7 землеподобных экзопланет и при этом три из них в зоне обитаемости. Эта система уникальна во всех отношениях. Ее светило в 12 раз легче Солнца, а плотность размещения планет вокруг него в десятки раз выше, чем в Солнечной системе. Все экзопланеты находятся в приливном захвате, то есть они постоянно обращены к своей звезде лишь одной стороной, а вторая остается в вечной тьме. На трех планетах в районе терминатора может быть жидкая вода и даже океаны.
С февраля по декабрь прошло немало дискуссий и исследований. В последней на текущий момент работе утверждается, что обитаемыми могут быть только тела TRAPPIST-1d и TRAPPIST-1e, так как там потенциально много воды и водяного пара. Впрочем, это точка зрения пока лишь одной группы планетологов, большинство считает, что все экзопланеты этой системы безжизненны, так как либо слишком холодны, либо раскалены, как Венера.
Март. Новый материк на Земле
Результаты пресс-конференции обсуждали ещё неделю, а там уже и март наступил. Следующее открытие по-хорошему тоже надо относить к февралю, но работа о нём опубликована в журнале за март-апрель, да и внимание медиа к нему привлекли именно в этот месяц.
А всё просто. Со школы мы знаем, что на Земле 6 континентов – голодная Африка, престарелая Евразия, далекая Австралия, холодная Антарктида, горячая Южная и хранимая богом Северная Америка. Но с этой догмой не согласились гордые и независимые ученые из Новой Зеландии и Новой Каледонии. Они обобщили данные о строении и составе пород со своих островов и с морского дна между ними и пришли к выводу, что все это части одного большого, но затонувшего материка под названием Зеландия!
Площадь его была 4,9 миллиона квадратных километров, состоял он из пород малой плотности, что и позволило четко очертить границы, отделив седьмой континент от океанической коры из плотных магматических пород, а две малых родины исследователей были высокогорными регионами на юго-востоке (Новая Зеландия) и северо-востоке (Новая Каледония) изогнутого рогаликом материка.
А в самом конце марта наступила новая эпоха в освоении космоса. Илон Маск впервые в истории запустил ракету, повторно использовав первую ступень, ранее уже выводившую на орбиту космический корабль Dragon с грузом для экипажа МКС в апреле 2016 года. Тогда ее удалось успешно посадить после запуска на платформу, этот же трюк SpaceX удалось провернуть и во второй раз.
Апрель. Искусственная плацента
Молчание ягнят продлили почти на целый месяц. 28 дней – столько поддерживали и давали доразвиться недоношенным ягнятам, увидевшим свет на 110-115 день вместо запланированного 152-го. Буквально на глазах из недоразвитого плода они превращались в полноценного детеныша, а помогала им в этом искусственная плацента – пластиковый мешок, наполненный особой жидкостью, имитирующей околоплодные воды в материнской утробе.
Газообмен в крови недоношенных ягнят обеспечивал специальный внешний контур: кровь по искусственной пуповине поступала в устройство, где из неё удалялся углекислый газ и происходило насыщение кислородом. Кроме того, плод в искусственной плаценте был полностью защищен от перепадов температуры, давления, освещенности и инфекций. Все физиологические параметры контролировались и регулировались компьютером.
Оба участвовавших в экспериментах ягнёнка в итоге "родились" вполне нормальными. Одному из них уже четыре месяца, а другому год. Славы овечки Долли им уже не снискать, но и на шашлык они не пойдут – исследователи будут оценивать состояние их здоровья до момента естественной смерти.
Май. Универсальное лекарство от рака
В самом конце мая, когда в Москве и Санкт-Петербурге периодически выпадал снег, из-за океана пришли хорошие новости – Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration) в ускоренном порядке одобрило препарат для лечения онкологических заболеваний Пембролизумаб.
Разработанное компанией Merck средство предназначено для лечения солидных опухолей, имеющих четкую локализацию в определенной ткани независимо от того, в каком именно органе она возникла, у взрослого или ребёнка, может ли быть удалена хирургически или уже неоперабельна и даже дала метастазы. Единственный критерий – клетки опухолей должны иметь особые мутации, вызывающие нарушения в системе репарации ДНК.
Пембролизумаб как бы заново обучает иммунную систему организма человека бороться с раковыми клетками, лишая их возможности "укрыться" от "внутренних полицейских". Летом препарат был одобрен к применению и в России.
Июнь. Первые люди современного типа оказались древнее на 100 000 лет
В 1961 году в Марокко обнаружили древний череп. Недолго думая, посчитали, что он принадлежал африканским неандертальцам, так как черепная коробка имела ряд архаичных черт, присущих нашему древнему родственнику. Однако лицевые кости были нетипичны для неандертальцев.
Палеоантрополог Жан-Жак Гюблин часами разглядывал этот череп и спрашивал сам себя: "Кто же ты"? Даже доброе немецкое пиво, шнапс и жареные колбаски в лучших заведениях Лейпцига не могли унять его страсть разгадать тайну необычной "мёртвой головы".
Выбив очередной грант, он собрал экспедицию туда, где был обнаружен данный череп – на местонахождение Джебель Ирхуд в Марокко. Его страсть была вознаграждена – нашли множество осколков черепа, сломанных челюстей, отдельных зубов и даже перемешанные между ними кремниевые орудия.
Датирование последних показало возраст от 350 000 до 280 000 лет, а новый, более точный современный радиоуглеродный анализ зуба показал, что его обладатель жил 286 000 лет назад. То есть хозяин черепа мог жить в промежутке от 349 000 до 280 000 лет назад. Дополнительно обнаруженные лицевые кости также больше напоминают Homo Sapiens нежели неандертальцев. Всё вместе это говорит о том, что перед нами, возможно, древнейший представитель нашего вида.
Июль. Физики из России и США создали первый 51-кубитный квантовый компьютер
Сооснователь Российского квантового центра и профессор Гарвардского университета Михаил Лукин принимал одну за другой группы тележурналистов в кабинете гостиницы Radisson Royal Hotel Moscow, больше известной как "Украина". Лукин здорово устал отвечать на одни и те же вопросы о сенсации дня – первом программируемом 51-кубитном квантовом компьютере – самом сложном из ныне существующих.
Обычный компьютер оперирует битами – "0" или "1", а квантовый – кубитами, которые могут одновременно находится в состоянии и "0", и "1". Их конкретное значение появляется с определенной вероятностью при измерении, скажем 25% - "0" и 75% - "1". Но до измерения кубит всегда находится в суперпозиции и имеет оба значения!
Все кубиты определенным образом реализованы физически. Например, это могут быть кольца из сверхпроводящего материала, по которым ток идёт одновременно и по, и против часовой стрелки. Другой вариант – холодные атомы, где роль нуля и единицы играют состояния их электронной оболочки. Самое главное - не просто создать отдельный кубит, а связать их в единую систему, где они будут действовать когерентно. Иными словами, будут давать суперпозицию сигналов на входе и суперпозицию результатов на выходе. Вместе это создаст квантовый параллелизм, дающий возможность решать определенные математические задачи на много порядков быстрее, чем современные компьютеры. Но удержать когерентность пока могут лишь на ограниченном и очень малом количестве кубитов в течение крайне короткого промежутка времени.
Лукину удалось связать в единую систему 51 кубит на основе холодных атомов, удерживаемых в оптических ловушках лазерными лучами. Пока это мировой рекорд.
Август. Ледяная посылка с древним воздухом
Если вы когда-то хотели полетать на машине времени, у вас есть шанс сделать это в Антарктиде. Так и поступила группа американских ученых, не поддавшихся нагнетаемым Голливудом страхам встретить там секретную нацистскую базу с НЛО или замороженных грудоломов из вселенной "Чужих".
Им удалось извлечь керны льда, образовавшегося 2,7 миллиона лет назад. А в нём оказались микроскопические пузырьки с древним воздухом. Проанализировав его состав, можно понять, какова была атмосфера в ту эпоху, климат и что послужило главным фактором его изменений. Можно узнать, например, содержание парниковых газов, типа диоксида углерода. Как оказалось, в начале Ледникового периода его было меньше 300 частей на миллион, тогда как сейчас прилично за 400 частей на миллион.
Гляциологи планируют вернуться на ледяной материк в ближайшее время и извлечь керны возрастом уже в 5 миллионов лет.
Сентябрь. Земле грозит шестое массовое вымирание, но до этого можно успеть похудеть
Здесь как в старом анекдоте: есть две новости – хорошая и плохая. Ну ладно, начнём с хорошей. Ученые научились превращать плохой жир в хороший. Тут вы озадаченно похлопали себя по отвисающему животу или критично осмотрели в зеркало бедра. Да-да, это ваши запасы белого, "плохого" жира. Но есть и другие его разновидности - например, бурый. Он защищает нас от переохлаждения, обеспечивая за счёт своего "сжигания" быстрое выделение тепла.
Есть и "неопределившийся" бежевый жир, но он всё же ближе к хорошему. И вот в сентябре, наконец, выяснили, что, блокируя определенный белок в клетках белого жира, его можно превратить в бурый, то есть достаточно быстро "сжечь" и похудеть!
Проблема в том, что такие возможности пока доступны только крысам. Но время ещё есть, чтобы похудеть, правда немного, так как математики из знаменитого Массачусетского технологического института (США) предсказали наступление нового глобального массового вымирания на планете Земля. Уже шестого по счёту. В пятом мы лишились динозавров, а теперь больше всего рискуют моллюски. Начаться вымирание может уже к концу нынешнего века. Причины – всё тот же избыточный выброс углекислого газа.
Октябрь. Астрофизики зафиксировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звёзд
Возможно, самое феерическое открытие года. Опять же, если следовать букве, то оно было сделано в августе, но объявили о нём только в октябре: астрофизики зафиксировали одновременно гравитационные волны и вспышку гамма-излучения. Вместе оба этих сигнала означают, что произошла килонова – слияние двух нейтронных звёзд массой от 1,1 до 1,6 солнечных или нейтронной звезды и чёрной дыры. Событие уникальное.
Дополнительную пикантность создаёт то, что в его ходе шёл r-процесс – так называют синтез тяжелых элементов, таких как золото или платина. Огромные, просто невообразимые их количества появлялись на месте слияния рядом с эллиптической галактикой NGC 4993 в созвездии Гидры. Форт Нокс нервно курит в сторонке.
С одной стороны, регистрация этого явления стала возможна только благодаря открытию гравитационных волн в прошлом году, а с другой – с его помощью подтвердили, что гравиволны распространяются со скоростью света.
Приятно, что в столь значимом открытии поучаствовали и российские исследователи из обсерватории ИНТЕГРАЛ.
Ноябрь. Оумуамуа – пришелец с Веги
Ещё в октябре гавайские астрономы заметили объект с очень необычной траекторией. Сначала его приняли за комету и дали соответствующее обозначение С/2017 U1 (PANSTARRS), однако позже выяснилось, что это гораздо более редкий объект – межзвездный астероид. Поэтичные гавайцы назвали его Оумуамуа (Oumuamua), что в переводе означает "посланник, прибывший первым издалека".
В этом открытии необычно всё. Во-первых, это первая в истории переклассификация кометы С/2017 U1 (PANSTARRS) в астероид A/2017 U1. Во-вторых, это первое подобное небесное тело в Солнечной системе, происходящее не из неё самой, а прилетевшее извне. В-третьих, у астероида весьма необычная траектория: Оумуамуа прилетел к нам из окрестностей молодой и горячей белой массивной звезды Веги и скоро покинет Солнечную систему. Наконец, у него сигарообразная форма – длина превышает ширину в 10 раз.
Многие вспомнили роман Артура Кларка "Свидание с Рамой" и предположили, что это замаскированный инопланетный корабль. Впрочем, как обычно, никаких доказательств они найти не смогли.
Декабрь. Российские ученые придумали, что делать с фурами санкционных продуктов
Физики из Сколково, а точнее Сколковского института науки и технологий, мудро распорядились щедрыми государственными грантами. Очевидно, что самые большие зарплаты в российской науке и образовании здорово подстегивают креативность.
Все мы помним, как тоннами сжигали санкционный пармезан, давили лосось и богомерзкий хамон. Явно же неэффективная трата ресурсов. А что нужно нашему государству? Конечно, нефть!
Оказалось, что сыр, ветчину и фрукты можно подвергнуть гидротермальному сжижению, имитирующему процессы, происходившие много миллионов лет назад при образовании нефти из мертвых организмов, и получить горючие масла, которые можно продавать на внутреннем рынке.
При этом эффективнее всего для такого дела использовать пармезан. Он дает до 75 процентов масла, ветчина – 60, а вот яблоки (их к нам чаще всего раньше везли из Польши) – всего 10 процентов. Так что если вдруг нефть у нас закончится, не пропадём. Конфиската санкционки ещё долго будет много.
