Десять главных достижений науки. Компьютер выиграл миллион долларов Научные достижения года
Уходящий год запомнится для российской науки новыми крупными достижениями в самых разных областях – термоядерной физике, археологии, биомедицине, квантовых технологиях. Помимо собственно получения уникальных научных результатов, в этом году произошли события, относящиеся к организации исследований. А в конце года была утверждена стратегия научно-технологического развития России.
Триумф российской ядерной науки
Самым значимым событием для отечественной науки в 2016 году следует по праву считать присвоение двум элементам таблицы Менделеева российских имен.
Московий и оганесон были синтезированы учеными из Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна), и в конце ноября Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) закрепил эти названия за 115-м и 118-м элементами таблицы Менделеева соответственно.
Решение IUPAC стало признанием выдающегося вклада ученых ОИЯИ в открытие «острова стабильности» сверхтяжелых элементов, что является одним из важнейших достижений современной ядерной физики. «Островом стабильности» называется ранее теоретически предсказанная область сверхтяжелых элементов, которые могут существовать уже не доли микросекунд, как их предшественники по таблице Менделеева, а на много порядков дольше.
115-й элемент назван московием в честь Московской области, где расположен ОИЯИ и где были впервые получены многие новые химические элементы.
118-й элемент назван оганесоном в честь выдающегося российского ученого-ядерщика, мирового лидера в области синтеза новых элементов академика РАН Юрия Оганесяна. Он является научным руководителем лаборатории ядерных реакций имени Флерова ОИЯИ, где велись эксперименты по синтезу новых элементов.
Таким образом, Оганесян стал первым российским ученым, имением которого при жизни назван элемент таблицы Менделеева. В научном мире считается, что присвоение химическому элементу имени того или иного ученого – знак признания гораздо более почетный, чем Нобелевская премия.
До этого только один ученый удостоился такого признания при жизни – в 1997 году 106-й элемент был назван сиборгием (Sg) в честь пионера работ по синтезу новых элементов американского ученого Глена Сиборга.
Ранее «российскими» элементами стали 44-й элемент рутений (Ru, от средневекового латинского названия России – Ruthenia), 101-й элемент менделевий (Md), названный в честь создателя периодической системы химических элементов Дмитрия Менделеева, 105-й элемент дубний (Db) – в честь Дубны, и 114-й элемент флеровий (Fl), в названии которого увековечена память о выдающемся физике-ядерщике, участнике советского атомного проекта академике Георгии Флерове, бывшем организатором и руководителем работ по синтезу новых химических элементов в СССР. Юрий Оганесян является ближайшим учеником Флерова.
Открытие века
Об этом открытии было объявлено 11 февраля. Волны пространства-времени были зафиксированы детекторами международной гравитационной обсерватории LIGO, расположенными в США.
Согласно общей теории относительности, две «черные дыры», вращаясь друг вокруг друга, теряют энергию из-за излучения гравитационных волн. Вследствие этого они постепенно, на протяжении миллиардов лет, сближаются. В результате происходит столкновение, образуется одна «черная звезда» и излучаются гравитационные волны.
Ученым удалось зафиксировать «рябь» пространства-времени от катастрофического столкновения двух черных дыр в дальнем космосе. Их масса в десятки раз превышала массы Солнца, а само слияние произошло 1,3 миллиарда лет назад, но двигающаяся со скоростью света гравитационная волна дошла до Земли лишь сейчас.
По мнению специалистов, определяющий вклад в открытие коллаборацией LIGO волн пространства-времени внес профессор МГУ, член корреспондент РАН Владимир Брагинский, ушедший из жизни в конце марта. Брагинский создал и до последнего времени возглавлял Московскую группу коллаборации LIGO.
Трехмерная модель Пальмиры
Отечественные археологи в нынешнем году создали 3D-модель Пальмиры после своей экспедиции в этот сирийский город, сильно пострадавший от войны. Модель вращается во всех плоскостях и имеет «сантиметровую точность», используя ее, можно выстраивать виртуальную модель восстановления Пальмиры.
Экспедиция, прошедшая в сентябре, помогла уточнить результаты предыдущих исследований ученых. С помощью 3D-модели, не выезжая на место, можно будет приступать к оценочным работам по воссозданию памятников Палльмиры, древние развалины которой – один из шести объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО в Сирии.
За время своего пребывания в Пальмире боевики взорвали знаменитую Триумфальную арку с колоннадой, храм Баалшамина II века и святилище верховному семитскому божеству Бэлу. Был разграблен национальный музей и пальмирский некрополь – знаменитые башенные гробницы патрициев.
Испытания пушки-рельсотрона
В Шатурском филиале Объединенного института высоких температур прошли испытания так называемого рельсотрона – электромагнитного ускорителя, способного разогнать материю до первой космической скорости и выводить полезные грузы на орбиту.
Подобные приборы считаются сегодня базой для создания новых систем вооружения и средств вывода грузов на орбиту.
По словам представителей РАН, российским ученым удалось достичь скорости в 11 километров в секунду при разгоне «пуль» внутри созданного ими рельсотрона. Этой скорости достаточно для того, чтобы преодолеть притяжение Земли и выйти на ее орбиту, и чуть-чуть не хватает для выхода в открытое космическое пространство.
Поскольку достижение подобных скоростей требует столь высоких токов и энергий, что все компоненты рельсотрона быстро изнашиваются и выходят из строя, то сейчас главная задача – найти материалы, которые могли бы выдержать такие нагрузки, и способы их защиты от износа.
По мнению ученых, разработка и дальнейшее изучение того, как работают подобные электромагнитные ускорители, поможет не только выводить грузы в космос и разрушать опасные объекты при их подлете к Земле, но и раскрыть более глубокие тайны Вселенной: как ведет себя плазма в космосе, как зарождаются и умирают звезды.
Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.
Сибирский термоядерный прорыв
Сотрудники новосибирского Института ядерной физики имени Будкера (ИЯФ) добились устойчивого нагрева плазмы до рекордной температуры в десять миллионов градусов по Цельсию – этот результат принципиально важен с точки зрения работ по термоядерному синтезу.
Специалисты института работают над проектом термоядерного реактора на основе так называемой открытой ловушки, который может быть создан в ближайшие 20 лет и должен стать альтернативой международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Ученые предполагают, что в последующих экспериментах температура плазмы существенно вырастет, при этом минимальный показатель, требуемый для создания термоядерного реактора, уже превышен.
В ИЯФ рассматриваются возможности для создания следующих поколения ловушек, параметры которых будут существенно увеличены.
Вакцина от рассеянного склероза
Команда биологов из московского Института биоорганической химии имени академиков Шемякина и Овчинникова (ИБХ) создала вакцину, которая в будущем позволит лечить рассеянный склероз, тяжелое нейродегенеративное заболевание.
При наступлении рассеянного склероза иммунная система начинает разрушать миелин, из которого состоит изолирующая оболочка нервных волокон. Существующие методы лечения рассеянного склероза подавляют иммунную систему пациента и делают его уязвимым для инфекций.
Сотрудники ИБХ создали новое лекарство от этого недуга, которое не обладает подобными побочными эффектами. Оно использует липосомы и уже прошло две фазы клинических испытаний. Липосомы представляют собой микроскопические шарики жидкости, окруженных «наноброней» из синтетических жировых молекул, которые постепенно распадаются при попадании в организм. Подобные «наногранаты» ученые сегодня используют в опытах по доставке антител и особо агрессивных лекарств к раковым клеткам.
В данном случае липосомы содержат в себе фрагменты миелина, один из которых обладает терапевтическим эффектом на начальных этапах развития болезни, а два других предотвращают развитие патологии на стадии ремиссии. Эксперименты, проведенные на крысах, показали, что подобные липосомы эффективно борются с последствиями развития рассеянного склероза и заставляют иммунную систему прекратить разрушение миелина.
Ученые провели испытания вакцины на здоровых добровольцах и пациентах с рассеянным склерозом в пяти крупных национальных центрах на территории России. Остается ждать результатов заключительной фазы клинических испытаний, которые допустят новый препарат до клинической практики для лечения рассеянного склероза.
Раз кубит, два кубит
Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ) впервые создали и проверили в деле логическую схему из двух кубитов, которая в будущем станет основой для разработки квантовых компьютеров и систем шифрования данных.
Кубиты представляют собой и ячейки памяти, и вычислительные модули квантового компьютера, которые могут одновременно хранить в себе и логический ноль, и единицу благодаря квантово-механическим эффектам и законам квантовой физики. Объединение нескольких кубитов в единую вычислительную систему позволяет очень быстро решать те математические или физические задачи, поиск ответа на которые при помощи методик перебора заняло бы время, сопоставимое с временем жизни Вселенной.
Как отмечают ученые, один кубит – это всего один элемент квантовой памяти, который может хранить информацию, но на нем нельзя выполнять квантовые вычисления, поскольку они опираются на запутанность, существующую между несколькими кубитами. Дальнейшая задача состояла в том, чтобы объединить набор кубитов вместе и научиться ими управлять.
Реализация этой задачи и создание двухкубитной системы, как отмечают физики, позволяет говорить о том, что Россия способна включиться в мировую гонку построения квантовых компьютеров и достичь заметных успехов в деле развития квантовых вычислений.
Ускорения сверхпроводящей памяти
Ученые из МФТИ совместно с коллегами из МГУ нашли способ создать новый тип сверхпроводящей памяти, которая работает в сотни раз быстрее, чем существующие сегодня типы запоминающих устройств.
Предложенная ими схема работы ячейки памяти не требует затрат времени на процессы намагничивания и размагничивания. Благодаря этому операции чтения и записи занимают лишь сотни пикосекунд, в зависимости от материалов и геометрии конкретной системы, в то время как традиционные схемы требуют в сотни и даже тысячи раз больше времени.
Традиционно для записи информации в ячейки памяти на базе переходов Джозефсона применяются магнитные поля. Но у таких схем есть два принципиальных недостатка: во-первых, невысокая плотность «упаковки» ячеек памяти – на плату нужно наносить дополнительные цепи для их подпитки при считывании или записи информации, а во-вторых, вектор намагниченности нельзя менять быстро, что ограничивает скорость записи.
Теперь российские ученые предлагают использовать инъекционные токи, протекающие через один из слоев сверхпроводника. Таким образом, считывать состояния логических ячеек можно будет с помощью тока, который проходит через всю их структуру. Подобные операции потребуют в сотни раз меньше времени, чем измерение намагниченности или перемагничивание ферромагнетика.
Стратегия развития науки
В конце года российская наука получила стратегию научно-технологического развития страны до 2035 года, которая была утверждена 1 декабря президентским указом.
Она станет основой для разработки отраслевых документов стратегического планирования в области научно-технологического развития страны, государственных программ РФ, государственных программ субъектов страны, а также плановых и программно-целевых документов государственных корпораций, государственных компаний и акционерных обществ с государственным участием.
Как отмечается в тексте стратегии, ее реализация обеспечит готовность страны к существующим и возникающим большим вызовам благодаря применению новых знаний и эффективному использованию человеческого потенциала.
Кроме того, речь идет о повышении качества жизни населения, обеспечению безопасности страны и укреплению позиций России в глобальном рейтинге уровня жизни за счет создания на основе передовых научных исследований востребованных продуктов, товаров и услуг.
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.
2016 год был богат на громкие научные открытия и зрелищные технические достижения. Открытия широко освещаются в СМИ, а наиболее интересные новинки гаджетов были продемонстрированы на выставке Consumer Electronics Show (CES). Вот уже 50 лет она является стартовой площадкой для инноваций и hi-end технологий.
Наступил декабрь и пришло время подвести самые интересные итоги 2016 года в науке и технике .
Топ-10 самых громких достижений науки 2016 года
10. Многоклеточная жизнь — результат генетической мутации
Молекула GK-PID позволяет клеткам делиться, избегая злокачественных образований. При этом древний ген, аналог GK-PID, являлся ферментом-строителем, необходимым для создания ДНК. Ученые предположили, что в каком-то из древних одноклеточных организмов 800 млн. лет назад был продублирован ген GK, одна из копий которого затем мутировала. Это и вызвало появление молекулы GK-PID, которая позволяла клеткам правильно делиться. Так появились многоклеточные организмы,
9. Новое простое число
Им стало 2^74,207,281 – 1. Открытие полезно для задач криптографии, где используются как очень сложные, так и простые числа Мерсенна (всего их обнаружено 49).
8. Девятая планета
Ученые из Калифорнийского технологического института предоставили доказательства того, что в Солнечной системе есть девятая планета. Ее орбитальный период составляет 15 000 лет. Однако из-за ее колоссальной орбиты увидеть эту планету не удалось ни одному астроному.
7. Вечное хранение данных
Это изобретение 2016 года стало возможным благодаря наноструктурному стеклу, на которое при помощи сверхскоростных коротких и лазерных импульсов записывается информация. Стеклянный диск вмещает до 360 ТБ данных и выдерживает нагрев до тысячи градусов.
6. Родство слепоглазки и четырехпалых позвоночных
У рыбы под названием тайваньская слепоглазка, которая способна ползать по стенам, обнаружены схожие с амфибиями или рептилиями анатомические способности. Это открытие позволит биологам лучше изучить, как проходил процесс превращения доисторических рыб в наземные четвероногие.
5. Вертикальная посадка космической ракеты
Обычно отработанные ступени ракеты либо падают в океан, либо сгорают в атмосфере. Теперь их можно будет использовать для последующих проектов. Процесс запуска существенно ускорится и удешевится, а время между запусками уменьшится.
4. Кибернетический имплантат
Специальный чип, вживленный в мозг полностью парализованного человека, вернул ему способность двигать пальцами. Он посылает сигналы на перчатку, надетую на руку подопытного, а в ней находятся электрические провода, стимулирующие определенные мышцы и заставляющие пальцы шевелиться.
3. Стволовые клетки помогут людям после инсульта
Ученые из Стэнфордской университетской школы медицины делали инъекции человеческих стволовых клеток в мозг 18 добровольцам, перенесшим инсульт. У всех испытуемых было отмечено улучшение мобильности и общего самочувствия.
2. Камни из углекислого газа
Исландские ученые закачали углекислый газ в в вулканическую породу. Благодаря этому процесс превращения базальта в карбонатные минералы (впоследствии становящиеся известняком) занял всего 2 года, вместо сотен и тысяч лет. Данное открытие позволит хранить углекислый газ под землей или использовать его для строительных нужд без высвобождения в атмосферу.
1. Еще одна Луна
Агентство NASA обнаружило астероид, который был захвачен гравитацией Земли. Теперь он находится на ее орбите, фактически являясь вторым естественным спутником планеты.
Список необычных новинок гаджетов 2016 года (CES)
10. Смарт-часы Casio WSD-F10
Этот влагозащищенный и очень прочный гаджет работает на глубине до 50 метров. «Мозгом» часов является ОС Android Wear. могут синхронизироваться с устройствами с ОС Android и iOS.
9. Сферический дрон
Лопасти дрона могут поранить владельца или посторонних людей. Чтобы разобраться с этой проблемой компания FLEYE создала дрон со сферическим дизайном. Его лопасти скрыты, а значит совершенно безопасны.
8. 3D-принтер Arke
Компания Mcor представила настольное устройство, позволяющее печатать цветные модели в формате 3D с использованием обычной офисной бумаги. Разрешение печати составляет 4800х2400DPI.
7. Устройство дополненной реальности от Garmin
Varia Vision — специальный дисплей для велосипедистов, размещаемый на солнцезащитных очках. Он не только информирует о частоте пульса и давлении, но и помогает составить оптимальный маршрут.
6. Дрон-«оригами»
Бумажная новинка от POWERUP управляется через Wi-Fi и может быть оснащена шлемом дополненной реальности.
5. Шлем виртуальной реальности от HTC
Шлем HTC Vive Pre позволяет физически перемещаться вокруг объектов в виртуальном пространстве. В устройстве заявлены: улучшенная яркость дисплея с большей детализацией и встроенная камера, позволяющая гаджету работать в режиме дополненной реальности.
4. Супертонкий OLED-телевизор LG SIGNATURE G6V
Инженеры компании LG интегрировали OLED-экран 65-дюймовой модели телевизора в стекло толщиной 2,57 мм. Благодаря заявленной глубине цвета в 10 бит телевизор может демонстрировать фантастически красочное изображение.
3. Гриль на солнечной энергии
У гриля GoSun уникальный дизайн, который направляет солнечный свет в сторону цилиндра, способного нагреваться до 290 градусов за 10 или 20 минут (зависит от модели).
2. Пассажирский дрон EHang 184
Стильная новинка техники 2016 года сможет нести один пассажира в течение 23 минут со скоростью 100 км/час. Место назначения указывается на планшете.
1. Гибкий экран для смартфона от LG Display
На первой позиции топ-10 находится прототип 18-дюймового экрана, способного сворачиваться подобно листу бумаги. Этот тип футуристического дисплея является перспективным для использования в смартфонах, телевизорах и планшетах.
Мода на рейтинги и хит-парады не обошла и науку. Самые авторитетные журналы Nature и Science назвали лучшие работы 2016 года. Самые громкие, конечно, совпали. Безусловный фаворит - это открытие гравитационных волн учеными из коллаборации LIGO. Несомненно, оно станет выдающимся событием в науке первой половины XXI века и удостоится "каскадом" Нобелевских премий. Кстати, сотрудники Nature оказались оракулами. Еще в начале года они предсказали, что ученым удастся поймать неуловимые гравитационные волны. И если бозон Хиггса физики называют частицей Бога, то гравитационные волны - Священным Граалем космологии.
Эти волны были предсказаны Общей теорией относительности Эйнштейна. С тех пор прошло 100 лет, но их так и не удавалось зарегистрировать. Они настолько слабы, что самые сложные, дорогие, изощренные приборы были бессильны. Порой закрадывалось сомнение, а не ошибся ли великий Эйнштейн? Может, их вообще не существует? Потребовались многие годы, чтобы создать приборы с фантастической чувствительностью. При длине плеча антенны в 4 километра они поймали отклонение в 10 минус 19-й степени метра. Это в 10 тысяч раз меньше атомного ядра. Сегодня это предельная точность измерения, которую до сих пор удавалось достичь на Земле.
Второе место в списках журналов отведено Демису Хассабису - разработчику компьютерной программы AlphaGo, выигравшей матч у корейца Ли Седоля, который почти десять лет является чемпионом мира по игре в го. Приз в миллион долларов получил не человек, а искусственный интеллект.
Эту победу компьютера можно назвать революцией в области искусственного интеллекта. Если в шахматах уже давно повержены лучшие гроссмейстеры, которые признали, что не могут тягаться с машиной, то игра в го оставалась последней крепостью человека, которую компьютер не мог взять. В отличие от шахмат, где все решает способность просчитывать на максимальное количество ходов вперед, в го в принципе невозможно перебрать все варианты. Каждый ход имеет 200 вариантов, а всего их больше, чем атомов во Вселенной.
Как же компьютеру удалось разгромить чемпиона, если его очевидное преимущество - способность считать со скоростью в миллиарды операций в секунду - в игре го мало помогает? Авторам искусственного интеллекта удалось, казалось бы, невозможное: у их детища появилась интуиция. Именно это особенно поражает и асов го, и специалистов программирования. Программа AlphaGo создана на основе нейронных сетей, которые имитируют структуру мозга человека. Сеть соединяет между собой сотни простых процессоров.
Бозон Хиггса ученые называют частицей Бога, а гравитационные волны - Священным Граалем космологии
Третьим призером оба журнала выбрали открытие самой ближайшей к Земле экзопланеты Проксима b. Она находится от нас на расстоянии всего в 4,3 светового года. Ее расположение относительно своей звезды идеально, чтобы иметь жидкую воду. А это уже дает надежду, что экзопланета обитаема. Прояснить ситуацию ученые попытаются в 2018 году, когда в космос будет запущен мощный космический телескоп имени Джеймса Уэбба.
А дальше каждый журнал пошел своим путем, выбрал своих "героев". Nature отметил работу врача Селины Турчи, которая занимается вирусом Зика. Доселе малоизвестный вирус в конце прошлого года произвел на Земле настоящий переполох, вызвав международную пандемию. Проблема состояла в специфике вируса. Он может распространяться, долгое время не выдавая явных симптомов. А потому сложен для выявления. Но Селина Турчи обратила внимание, что по какой-то причине у детей резко выросло число случаев редкого заболевания микроцефалии. У них значительно уменьшался череп и головной мозг. Это открытие стало наводкой для поиска связи между Зикой и анатомическими аномалиями. Оказалось, что вирус напрямую атакует клетки, принимающие участие в развитии мозга, существенно замедляя его рост. К настоящему моменту лекарства от вируса Зика не существует, ведутся клинические испытания вакцины на основе ДНК.
Конечно же, в список попала уже ставшая знаменитой технология CRISPR/Cas9 по редактированию геномов. Самым громким ее достижением, по мнению Nature, стала работа китайских ученых, которые впервые применили ее для лечения пациента с агрессивной формой рака легких. У него взяли клетки, выключили в них один из "плохих" генов, затем отредактированные гены ввели в организм пациента. Ученые считают, что такая операция поможет человеку побороть рак.
Science выделил метод расшифровки генома, который совсем скоро будет применяться повсеместно, благодаря созданному в этом году портативному устройству. Расшифровка генома на нем занимает всего несколько часов, что делает устройство незаменимым, например, для срочной постановки диагноза и вспышках заболеваний. Ученым удалось секвенировать геномы многих вирусов, микробов кишечника и даже человека. Методом воспользовались даже космонавты на МКС, секвенировав геномы почвенных бактерий.
Вообще в уходящем году наблюдался бум генетических исследований. Геномный анализ помог установить, что большинство людей, живущих за пределами Африки, произошло от гоминид, обосновавшихся здесь всего лишь одной из волн миграции - все данные более ранних миграций оказались "затерты" последней. Австралия, как выяснилось, заселялась всего один раз, причем генетические линии предков местных жителей, как и европейцев, отделились от африканцев около 70 тысяч лет назад. Еще одно исследование показало, что около 2 процентов генома жителей Папуа - Новой Гвинеи принадлежит ранее неизвестному виду гоминид.
Отметил Science и ученых, которые, экспериментируя со стволовыми клетками, создали в лаборатории мышиные яйцеклетки. Когда они созрели, ученые оплодотворили их и имплантировали самкам. И хотя только три процента эмбрионов выжили, но из них выросли полностью здоровые мыши. Развитие технологии позволит создать новые возможности для искусственного оплодотворения.
Москва, 15.12.2016
В мире регулярно делаются научные открытия, новые достижения и изобретения. В течение года публикуется множество отчётов и регистрируется множество патентов на самые различные изобретения, но иногда среди них встречаются воистину невероятные вещи. В этом списке собраны некоторые из наиболее знаковых открытий, сделанных в 2016 году
Небольшая мутация генов, которая произошла за 800 миллионов лет до наших дней, привела к появлению многоклеточных живых существ
Учёные выяснили, что одна из существовавших в древности молекул, GK-PID, может являться причиной эволюционного процесса, приведшего к преобразованию простых организмов в сложные многоклеточные системы, которое произошло приблизительно 800 млн лет назад. Оказалось, что молекула GK-PID была своего рода "молекулярным карабином", способным собирать хромосомы воедино, в процессе деления прикрепляя их к стенкам клеточных мембран. Это способствует правильному воспроизведению клеток и препятствует их преобразованию в злокачественные.
Обнаруженные данные говорят о том, что в прошлом поведение молекулы GK-PID отличалось от описанной модели. Единственной причиной, заставившей эту молекулу превратиться в подобие генетического карабина, стала небольшая мутация, которая начала самовоспроизводиться. Из этого следует, что появление многоклеточных живых существ является результатом одиночного мутационного процесса, который удалось идентифицировать.
Открыто новое неделимое число
В январе математикам, участвующим в проекте "Great Internet Mersenne Prime Search", целью которого является поиск неделимых чисел Мерсенна, удалось вычислить новое такое число. Новым неделимым числом стало 2^74,207,281 – 1.
Для многих людей может быть непонятно, зачем нужен проект по определению таких чисел. Числа Мерсенна (на сегодняшний день удалось открыть всего 49), а также ряд других комплексных чисел применяются в современной криптографии для расшифровки закодированных данных. Новое число на сегодня является рекордсменом по длине, оно на 5 млн знаков длиннее числа, ранее считавшегося самым длинным. Совокупное количество знаков, из которых составлено недавно открытое неделимое число, приближается к 24 млн, поэтому "2^74,207,281 – 1" – единственная форма записи, в которой его возможно представить на бумаге.
В солнечной системе нашли девятую планету
Ещё перед тем, как в XX веке открыли Плутон, существовала теория, что за орбитой Нептуна может находиться ещё одна планета, «Планета X». Эта теория возникла из-за обнаруженного эффекта гравитационной кластеризации, стать причиной которой мог только объект с огромной массой. Позднее было принято считать, что этой планетой является Плутон, однако данное утверждение не полностью оправдывало размеры гравитационных искажений. Такая ситуация существовала до того, как группа учёных, работающих в Калифорнийском технологическом институте, не предъявила свидетельства того, что планета номер девять существует на самом деле, а её орбитальный период составляет 15 000 лет.
Опубликовавшие это открытие астрономы подсчитали, что вероятность случайного возникновения кластеризации составляет всего 0,007% или примерно 1 из 15 000. В настоящее время существование девятой планеты всё ещё считается гипотезой, но астрономам удалось вычислить, что у неё довольно большой диаметр орбиты. Если эта планета существует, её масса, вероятно, будет в 2–15 раз больше массы Земли, а радиус орбиты составит от 200 до 1600 астрономических единиц (AU). Одна астрономическая единица соответствует 150 млн километров, то есть, новая планета может располагаться на расстоянии в 240 млрд километров от Солнца.
Обнаружен способ почти вечного хранения информации
Со временем всё разрушается, и нет способа сохранить информацию на каком-то одном устройстве в течение очень продолжительного периода времени. Однако благодаря сделанному в Университете Саутгемптона открытию, это утверждение может перестать быть истинным. Ученым удалось разработать процедуру записи и извлечения данных с использованием наноструктурированного стекла. Устройство хранения представляет собой миниатюрный (примерно с американскую монету в четверть доллара) стеклянный диск, способный вместить 360 ТБ данных и сохранить их неизменными при температурах до 1000 °C. Средний срок хранения информации при температуре в 20 °C составляет около 13,8 млрд лет, что примерно соответствует времени существования Вселенной.
Запись информации на диск осуществляется с помощью сверхбыстрого лазера, создающего короткие световые импульсы с высокой интенсивностью. Каждый из файлов записывается в три слоя наноструктурированных точек, удалённых одна от другой на расстояние в 5 микрометров. Чтение информации осуществляется в пяти измерениях: позиция наноструктурированных точек в трёх измерениях, а также их размер и ориентация.
У пещерных рыб, умеющих карабкаться по стенам, обнаружены общие черты с четвероногими позвоночными
Согласно теории, которой учёные придерживаются уже 170 лет, позвоночные формы жизни развились из рыб, которые плавали в доисторических земных океанах. Разумеется, так думали до тех пор, пока группа исследователей из Технологического института штата Нью-Джерси не обнаружила живущую на Тайване разновидность пещерной рыбы, умеющей ходить вверх по стенам и с анатомической точки зрения обладающей такими же способностями, как рептилии или земноводные.
Это открытие имеет огромную важность для эволюционной адаптации, так как оно поможет ученым понять, как населяющие Землю четвероногие животные эволюционировали из рыб, живущих в доисторических морях. Разница между пещерной рыбой и другими семействами рыб, имеющих способность передвигаться по земле, заключается в манере ходьбы, которая определяется крепким поясом задних конечностей.
Частная космическая компания SpaceX успешно произвела вертикальную посадку ракеты
В комиксах и мультфильмах часто можно увидеть, как космические аппараты плавно приземляются на разные планеты и их спутники, однако в действительности добиться этого невероятно трудно. Именно из-за этого такие организации, как НАСА и Европейское космическое агентство обычно строят ракеты, которые либо приземляются на поверхность океана и в дальнейшем восстанавливаются (что является очень дорогим мероприятием), либо сгорают в верхних слоях атмосферы. Возможность успешно осуществлять вертикальное приземление космических аппаратов значительно удешевит и облегчит их повторное использование, что позволит сэкономить огромные суммы денег.
8 апреля компания SpaceX совершила успешное вертикальное приземление космической ракеты, при этом ракета была посажена на палубу находящегося в море беспилотного корабля. Их успех приведёт к существенной экономии средств, а также времени между запусками.
Генеральный директор SpaceX Элон Маск сделал это достижение долговременной целью для своей компании, и, несмотря на то, что его предприятие является частным, технология в конечном итоге распространится на такие государственные организации, как НАСА, чтобы подтолкнуть вперёд дальнейшее исследование космоса.
Кибернетический имплант помог пошевелить пальцами человеку с тетраплегией
Человеку, в течение последних шести лет страдавшему от паралича всех четырёх конечностей, удалось пошевелить пальцами после имплантации в его мозг небольшого чипа.
Исследователи из университета штата Огайо смогли создать устройство, имплантирующееся в головной мозг и посылающее сигналы на расположенный поблизости терминал, который отправляет эту информацию на электронный рукав, надетый на руку. Через расположенные в рукаве провода эти сигналы стимулируют определённые мышцы, что позволяет человеку двигать пальцами в режиме реального времени. Пациент даже смог сыграть в Guitar Hero, чем сильно удивил врачей и учёных, ответственных за проект.
Стволовые клетки, введённые перенесшим инсульт пациентам, возвращают им способность ходить
В ходе клинических испытаний, которые прошли в Школе медицины Стэнфордского университета, модифицированные стволовые клетки вводились непосредственно в головной мозг нескольких хронических больных. Во всех случаях эксперимент прошёл успешно и без отрицательных эффектов, которые можно отнести к действию инъекций. Единственным побочным эффектом можно считать легкую головную боль, появлявшуюся в результате процедуры, которая проводилась под местной анестезией. У всех восемнадцати пациентов были зарегистрированы значительные улучшения, намного превышающие любые улучшения, которые можно ожидать после инсульта (в течение шести месяцев). В их число входит повышение подвижности и, фактически, восстановление способности свободно ходить у пациентов, ранее ограниченных инвалидной коляской.
Закачанный в горную породу углекислый газ может преобразовываться в камень
Улавливание углекислого газа является важной составной частью поддержания баланса выпуска CO2 в воздух. При сжигании топлива весь содержащийся в нём CO2 выбрасывается в земную атмосферу. Люди долгое время создавали себе эту проблему, и сегодня мы можем видеть последствия изменения мирового климата. Возможно, учёные из Исландии нашли способ навсегда улавливать углекислый газ так, что он не будет выбрасываться в атмосферу, ещё больше усиливая парниковый эффект.
Они закачивали CO2 в расположенную в Исландии скалу вулканического происхождения, тем самым значительно ускорив природный процесс, превращающий базальт в карбонатные минералы, которые со временем трансформируются в известняк. В природе на это уходят сотни тысяч лет, однако исландским учёным удалось добиться результата всего за два года. В результате углекислый газ удалось задержать в скальной породе, которую можно закопать в землю или даже применять для строительства домов, так что пойманный CO2 никогда не попадёт в атмосферу.
У Земли имеется ещё одна Луна
Учёные из агентства НАСА открыли астероид, который был пойман земным притяжением и находится на стабильной орбите вокруг нашей планеты, что, по сути, делает его второй луной. По околоземной орбите летает множество объектов, начиная от орбитальных станций и различных искусственных спутников и заканчивая огромным количеством космического мусора – но только одна луна, которую можно увидеть невооружённым глазом. Позже агентство НАСА подтвердило, что был открыт новый астероид 2016 HO3.
Это небесное тело вращается на очень большом расстоянии от Земли и больше подвержено гравитационному влиянию Солнца, чем нашей планеты, но оно движется по орбите вокруг Земли и сопровождает её вдоль орбитальной траектории вокруг Солнца. Однако не надейтесь в один прекрасный день прогуляться по этому спутнику, так как он гораздо меньше привычной нам луны – его размер в поперечнике варьируется от 40 до 100 метров (130-350 футов).
По словам Пола Ходаса, менеджера из центра, занимающегося изучением околоземных объектов при НАСА (NEO), астероид с названием 2016 HO3 в настоящее находится на довольно стабильной орбите вокруг Земли и Солнца, но сойдёт с неё в ближайшие несколько веков. Ходас также сообщил, что 2016 HO3 продолжал находиться в статусе стабильного квазиспутника Земли более ста лет.
