Научные итоги 2015 года: исследовали Плутон и Сатурн, победили Эболу и узнали, откуда берется рак

2015-й год был, мягко говоря, не очень. ИГИЛ, Эбола, экономические проблемы, теракты, войны. На одной литературной конвенции украинские фантасты напророчили нам наступление "нового средневековья". Многие эксперты, вещающие с экранов телевизоров, страниц газет и социальных сетей, играют в Нострадамусов, выдумывая новые варианты концов света. Да что там, даже Часы Судного Дня в начале года остановились на отметке "без трех минут полночь". 

Но, подводя научные итоги года, я (и другие техноутописты) хочу сказать: да вот еще. 2015-й был прекрасен. Как минимум потому, что человечество снова нашло дорогу в космос, утраченную в виртуальности. НАСА объявило набор астронавтов для полета на Марс, где текут свежеоткрытые соленые реки. В нескольких сотнях световых лет маячит новый Кеплер. Плутон вполне готов вернуться в планеты. Мы живем в мире, который еще 10 лет назад считался "фантастикой ближнего прицела", а сейчас воспринимается как должное. Не верите? Геном человека вовсю редактируется. Квантовый компьютер, потенциально знающий ответы на все вопросы, вот-вот заработает. Добро пожаловать в будущее, которое здесь и сейчас.

РЕКИ НА МАРСЕ: текут, когда тепло

Деоккупация юга страны – как украинские военные отвоевывают территории

Запрет на передвижение по стране для военнообязанных – все детали

Ракетные удары по мирным украинским городам - июль 2022

Ядерный терроризм россии

Кстати о Марсе. Он не так уж мертв, как казалось ранее. И может оказаться вполне пригодным для колонизации. Представляете? Купола на Красной планете, как в научной фантастике!

На Марсе текут реки. Ну как реки — полноводную Амазонку вы там не найдете, а вот сезонные потоки соленой воды — вполне. НАСА устроило из этой новости целое шоу — в агентстве запланировали пресс-конференцию, никому не говорили о ее сути, пообещав лишь "открыть тайны Красной планеты", и приятно удивили всех, кто следил за развитием событий.

Сезонные потоки исследователи обнаружили на высококачественных снимках орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Они появляются в теплое время и исчезают в холодное. Общая ширина их, как правило, не превышает пяти метров. Появляются и исчезают на склонах холмов. Планетологи уверены: марсианские реки означают, что на Красной планете есть жизнь.

Очевидно, именно эта новость заставила НАСА объявить набор астронавтов для полета на Марс. Конечно, всех желающих агентство забрать не сможет, но те, у кого есть высшее образование в точных науках или полетные навыки, вполне могут попробовать себя в роли покорителя самого дальнего на сегодняшний день рубежа человечества. Сама миссия запланирована на 2030-е годы, но до этого нас ждет еще одно шоу: американцы планируют притащить на лунную орбиту астероид и отработать на нем высадку на Марс. В общем, подождите лет 10 — и все увидите все сами.

Красная планета. Оказывается, здесь появляются небольшие потоки соленой воды, текущие с холмов.

КЕПЛЕР: еще одна земля на выбор

Экзопланеты — это планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Их много, они, по большей части, безжизненны, а у нас еще Марс не колонизирован. Совсем другое дело — экзопланеты земного типа. Их поменьше, там может существовать жизнь и там можем существовать мы. А мы вроде решили, что рано или поздно переселимся туда, если найдем способ разогнаться до сверхсвета.

Именно поэтому открытие новой землеподобной экзопланеты, Кеплер-452-б, так воодушевило простых землян. Причем это уже не первая (а 12-я) подобная планета. Что нужно знать о "Земле-2"? То, что она вращается вокруг своей звезды на таком же расстоянии, как и наша планета; ее диаметр больше на 60%, и она находится в 1400 световых годах от нас. А еще там гравитация в два раза сильнее.

Этой планете 6 млрд лет, а ее солнце на полтора миллиарда лет старше нашего. По мнению ученых, Кеплер-452-б вполне может оказаться скалистой планетой. Это значит, что там продолжается активная вулканическая деятельность. "Если Кеплер-452-б на самом деле имеет скалистую поверхность, ее расположение относительно звезды означает, что она вступила в парниковую фазу своей климатической истории", — говорит ученый Дуг Колдуэлл из программе "Кеплер". Это плохая новость: усиливающийся выброс солнечной энергии может нагревать поверхность и испарить океаны. Это значит, что когда мы все-таки доберемся до 452-б, то обнаружим некое подобие Марса.

АИД и новые горизонты

Редакция журнала Science назвала 2015-й "большим годом для маленьких планет". И это верно, ведь за год мы успели увидеть столько, сколько человечество не видело за последние десятилетия. Церера, Сатурн с его спутниками и, естественно, Плутон с Хароном и прочими небесными телами.

"Новые горизонты", которые отправятся дальше в пояс Койпера, продолжая исследование карликовых планет, успели передать на Землю огромное количество уникальных данных. Так, благодаря зонду мы узнали, что на Плутоне есть ледяные равнины и вулканы, выбрасывающие в воздух замерзшую смесь льда, азота, аммиака или метана. Что небо там такое же, как у нас, голубое, а в атмосфере есть следы органики. Кроме того, Плутон оказался больше, а значит, может вернуть утраченный статус планеты.

Сатурн тоже не подкачал. Вернее, не сама планета, а ее спутник — Энцелад, который с 2005 года считается первым кандидатом на обнаружение внеземной жизни. Все благодаря теплому океану (относительно теплому — температура воды около нуля при температуре на поверхности в –200 градусов), из-за которого спутник регулярно постреливает в космос из гейзеров. Впрочем, последний пролет "Кассини" заметил, что активность гейзеров снизилась. Ученые считают, что это связано с удалением планетоида от самого Сатурна.

Малые планеты. Плутон может вернуть статус, а на Энцеладе — океан.

ОСЕДЛАТЬ КОМЕТУ!

А еще человечеству впервые удалось высадиться на комету. Произошло это 12 сентября. Аппарат "Филы", отделяемый модуль зонда "Розетта", запущенного Европейским космоагентством, совершил посадку на поверхность кометы Чурюмова — Герасименко. Проработав там пару суток, аппарат выяснил, что космический объект "пушистый" и воняет.

Первые снимки кометы стали сенсацией — у небесного тела оказалось два ядра. Кроме того, удалось установить, что комета содержит огромное количество тяжелой воды — в три раза больше, чем земные океаны. Это дало понять, что океаны на нашей планете — не кометного происхождения.

Общая стоимость миссии "Розетты" оценивается в 1,3 миллиарда евро. Зонд был запущен в марте 2004 года и преодолел шесть миллиардов километров за 10 лет, по пути однажды сблизившись с Марсом и трижды — с Землей, а также пролетев мимо астероидов Штейнс и Лютеция. Более 30 месяцев аппарат провел в гибернации для экономии ресурсов, активизировавшись в январе 2014 года. Миссия завершилась в декабре 2015 года.

"Пушистый и воняет". Помог доказать, что воду занесли не кометы.

ЗАПУТАЛИ КВАНТЫ: привет, телепорт!

Это сложно, но круто. В конце октября журнал Nature сообщил, что физикам удалось доказать существование квантовой запутанности. Это означает, что измерение свойств одной квантовой частицы (к примеру — фотона) влияет на другую квантовую частицу, которую в момент измерения от первой могут отделять световые годы. Говоря проще, меряя частицы на Земле, можно повлиять на те, что кружатся в центре галактики.

За 11 дней физики провели более 250 экспериментов. Они использовали два кристалла алмаза, расположенные на расстоянии 1,3 км друг от друга. Кристаллы синхронно облучались лазерами и микроволновым излучением, которые заставляли находящиеся внутри алмазов электроны испускать кванты света — фотоны. Фотоны проходили через оптоволокно и попадали внутрь регистрирующего прибора. Когда они начинали взаимодействовать, волновая функция электронов оказалась абсолютно одинаковой, что и стало доказательством.

Это исследование дает толчок к квантовой телепортации — мгновенной передаче информации на невероятные расстояния. Кроме того, оно поможет в развитии квантового компьютеростроения.

ЭБОЛА ПОВЕРЖЕНА: вакцина работает

Да, она уже есть. Самый страшный вирус планеты — больше не самый страшный. И победили его канадцы. А ведь это была целая гонка, в которую включились практически все крупные страны мира: США, Китай, Россия. Было множество заявлений о том, что лекарства, созданные там, работают, но лишь канадским ученым удалось достичь реально хорошего результата. Во всяком случае, это показали проверки на обезьянах.

31 июля авторитетный журнал The Lancet опубликовал статью, в которой говорилось, что вакцина защищает от вируса в 75—100% случаев. Конечно, для официального одобрения требуются новые испытания и много времени, но она все равно может спасать людей, которым достаточно лишь согласиться на использование "экспериментальной методики".

HOMO NALEDI: наши новые древние предки

Мы раскопали новых древних людей! Если честно, то раскопали их еще в 2013 году. Но только в 2015-м удалось вытащить останки из пещеры (лаз был слишком узким) и более-менее разобраться с ними. Их назвали Homo naledi — в честь пещеры в ЮАР, в которой были найдены. В переводе с языка сесото naledi означает "звезда".

Возраст вида неизвестен, но анатомия позволяет отнести свеженайденных предков к первым представителям рода людей (Homo) возрастом около 3 миллионов лет.

По строению и телосложению они похожи на невысоких людей, но с небольшим объемом эндокраниума — базальной части черепа, что делает их смахивающими на австралопитеков. Морфология черепа достаточно уникальна, но весьма похожа на ранних представителей рода Homo — Homo erectus, Homo habilis или Homo rudolfensis.

РЕДАКТОР ПАМЯТИ: мыши забыли плохое

Ученые из США сумели заменить неприятное воспоминание приятным. Правда, пока только у мышей. Чтобы сделать это, они применили метод "оптогенетики" — путем генной инженерии клетки мозга стали светочувствительными. Затем в мозг мыши вводится микроскопическое оптоволокно, а лазерный луч возбуждает нейроны, вызывая определенные воспоминания.

Так, у самцов сформировали приятные и неприятные воспоминания — удар электрошоком вызывал страх, а встреча с самкой — удовольствие. Эти воспоминания вызывали с помощью света. Мышь приходила в определенный участок лаборатории и "вспоминала" что-то. Если удар электрошоком — она убегала. Встреча с самкой — оставалась на месте. В другой день напуганных мышей поместили в другой участок вместе с самками. Удовольствие от встречи оказалось сильнее страха. Таким образом, воспоминание и связанные с ним эмоции изменились. В конце эксперимента удовольствие полностью вытеснило страх, и мыши, боявшиеся электрошока и избегавшие определенного участка лаборатории, спокойно переживали позитивные эмоции в том же месте. В общем, все дело в самках.

СУПЕРКОМП: быстрее в 100 млн раз

Квантовый компьютер — это такой вселенский сверхмудрец, потенциально знающий ответы на все вопросы. Вопрос лишь в том, каким образом его разговорить, ведь из всего количества ответов он выбирает первый попавшийся. Впрочем, есть пара-тройка алгоритмов, заставляющих выбить нужную информацию из квантово запутанной машины.

А совсем недавно Квантовая лаборатория искусственного интеллекта Google и НАСА заявили, что квантовый компьютер D-Wave 2X действительно работает. По словам директора Google по инжинирингу Хартмута Невена, машина сумела решить поставленную задачу в 100 миллионов раз быстрее, чем обычный компьютер. Результаты исследования пока не прошли формальную проверку в научном сообществе, но в ближайшее время компания обещает опубликовать их в серьезных изданиях.

Вы можете поинтересоваться, зачем это все. Объясняю. Потому что в отличие от обычных компов, которые проводят операции последовательно, квантовые решают вычисления параллельно, что увеличивает их скорость до невероятных величин. Сейчас Google использует их для обучения нейросетей (привет, искусственный интеллект), а Lockheed Martin убедился, что машина способна находить ошибки в программном коде сверхсложных приложений, управляющих истребителями F-35. Кроме того, квантовые вычисления радикально ускорят оптимизацию транспортных маршрутов, помогут расшифровать ДНК, предскажут биржевые котировки. И самое главное, они способны смоделировать нашу реальность со всей ее квантовой при-родой (привет, Матрица) и сымитировать физические процессы Вселенной.

Та самая машина. Помогает Google учить роботов думать.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МАСТЕРСКАЯ

Редакция Science собиралась поставить это открытие на первое место в своем рейтинге самых крупных научных прорывов. В результате оно попало на второе место, но это не уменьшает его значимости. Итак, затаите дыхание, это… технология редактирования генов CRISPR/Cas9. Которая, впрочем, была лидером в 2012—2013 годах, что не мешает пускать слюни, глядя на то, что творят эти ученые.

Метод CRISPR/Cas9 появился в 2007 году, когда производитель молочных продуктов (!) выяснил, что у бактерий есть особый механизм защиты от вирусов. Его исследование привело к созданию методики, которую начали использовать в 2012—2013 годах, комбинируя с другими способами изменения генов.

Но именно в 2015-м он достиг высокой степени развития. Итак, только в этом году китайские ученые смогли с его помощью изменить геном человеческого эмбриона. Другая же команда исследователей вырезала из свиной почки следы вредных для человечества вирусов, сделав орган безопасным для человека (а это — полдела в вопросе пересадки внутренних органов от животных людям). В общем, близится тот день, когда генетические портные смогут кроить ваш генокод, как какое-то платье, убирая заболевания и добавляя бонусы.

РАК: в 90% — внешние факторы

До 2015-го года мы наивно считали, что можем употреблять алкоголь, курить, сжигать кожу на солнце и дышать вредными испарениями без вреда для организма. Потому что главная страшилка века, рак, — появляется сам собой. "Это генетика", — отмахивались люди. Но — нет.
Группа ученых из нью-йоркского Stony Brook Cancer Centre задались вопросом возникновения рака. Основной вопрос звучал так: какие причины служат катализатором хаотического деления вышедших из-под контроля стволовых клеток, внешние или внутренние? Они использовали разные подходы: компьютерное моделирование, данные о численности населения, исследования генетиков. И получили достаточно серьезный результат. Оказывается, от 70 до 90% случаев заболевания раком связаны с внешними факторами. Какими? Вопрос пока открыт. Пока называются стандартные: курение, употребление алкоголя, влияние ультрафиолета и агрессивной внешней среды. Фактор случайности же относится всего к 10—30% заболеваний. А руководитель центра Юсиф Ханнун в итоге сравнил курение с русской рулеткой, заявив, что курильщики сами вставляют дополнительные пули в барабан.

Независимые эксперты заявили, что исследование выглядит крайне убедительно. Конечно, неясно, чего нам бояться. Но ученые считают, что отказ от курения, здоро-вая диета и уменьшение количества алкоголя поможет снизить риск.