20 самых важных открытий XXI века
За последние 17 лет мы стали свидетелями огромного количества важнейших научных открытий, которые способны изменить будущее. Настоящие прорывы были сделаны в медицине, физике, биологии, генной инженерии, истории, математике, астрономии и других областях. Некоторые гипотезы и выводы ученых настолько уникальны, что ставят под сомнение основы многих фундаментальных наук. Другие стали подтверждением теорий, которые были выдвинуты многие годы тому назад. Для скептиков, которые к науке относятся пренебрежительно и заявляют, что ни на что ваши ученые не способны, даже рак лечить не научились, приведем простой пример. Каких-нибудь четыре поколения назад, в 1918 году, за несколько месяцев в Европе от эпидемии гриппа умерло по разным сведениям от 50 до 100 миллионов человек. Столько же, сколько сегодня проживает в Германии (83 миллиона). А это вторая по численности населения страна в Европе. Умирало по преимуществу молодое население: 20- 40 лет. Много сегодня вы знаете смертельных случаев от гриппа? Надо еще что-то доказывать? Итак, перечислим 20 наиболее значимых научных открытий 21-го века.
И все-такие они существуют. Ученые празднуют открытие гравитационных волнПочти сотню лет назад о них говорил Альберт Эйнштейн. Это открытие стало ярким подтверждением теории относительности. Любая материя, движущаяся с ускорением, испускает гравитационные волны. Этот исторический прорыв открывает перед человечеством грани Вселенной, неизвестные науке ранее.
Тайные комнаты в гробнице ТутанхамонаАрхеологи при помощи специальной радиолокационной установки обнаружили в гробнице две тайные комнаты. По мнению специалистов, гробница, в которой ранее покоился правитель древнего Египта, была приготовлена для Нефертити. Но из-за внезапной ранней смерти Тутанхамона его положили именно здесь.
Массовый биопротез запускают в производствоНе просто управление, а управление при помощи сигналов головного мозга. Раньше о таком можно было прочитать в научно-фантастических романах. Сегодня – стало реальностью.
Ученые нашли воду на МарсеСамо исследование Марса при помощи марсоходов, стало глобальным успехом науки. Длительное время многие учёные были убеждены, что четвертая планета от Солнца – безжизненная пустыня, непригодная для жизни. Но обнаружение на планете водяного льда говорит за то, что раньше на Марсе были моря и океаны, а, возможно, и жизнь, похожая на земную.
Переливание молодой кровиСредство Макропулоса оказалось точно таким, каким его представляли некоторые ученые-алхимики средневековья. Оказывается, переливание молодой крови в пожилой организм омолаживает последний. Ученые обнаружили в молодой крови фактор GDF11, который способен увеличивать мускульную силу, омолаживать сердце и вызывать в головном мозге рост нейронов.
Таяние ледниковОткрытие важное, но не очень-то обнадеживающее. Вопреки прогнозам ученых, скорость таяния крупнейших ледников мира растет. Мало того, она ускоряется с каждым годом. Если дело и дальше пойдет так же, то многие страны просто-напросто уйдут под воду, как легендарная Атлантида.
ЭкзопланетыЗа последние годы, благодаря сверхмощным телескопам, их отрыто несколько десятков. Экзопланеты – это такие, на которых, теоретически, могла бы процветать жизнь, как на Земле. Открытие говорит в пользу того, что мы все же не одиноки во Вселенной.
Стволовые клетки помогут омолодиться без неприятных последствийИсследователи сразу нескольких научных центров практически одновременно сумели получить из клеток кожи полноценные стволовые эмбриональные клетки. Открытие поистине эпохальное, которое поможет выращивать необходимые органы, которые не будут отторгаться после пересадки.
Полынь траваОгромный шаг вперед в деле борьбы с этой чумой современности сделали ученые Калифорнийского университета. Они обнаружили уникальные свойства полыни (артемизинина), которые можно использовать при борьбе с раком легких. Выяснилось, что это пахучее растение способно менее чем за сутки уничтожить почти все раковые клетки. Сейчас в лаборатории идет создание нового лекарства на основе артемизинина.
Исследование темной материи — актуальная задача астрофизикиВселенная состоит не из звезд и галактик, а из темной материи. Звезды и галактики — всего лишь пять процентов вещества Вселенной, остальное — темная материя. Раньше это была лишь догадка, теория, теперь — научный факт. Правда, что темная материя из себя представляет, пока непонятно. Обнаружение ее, утверждают ученые, перевернет наше представление о мире.
Григорий ПерельманКак известно, Нобелевскую премию по математике не присуждают. Существует версия, что математик Миттаг-Леффлер был любовником жены Нобеля, за что оскорбленный муж вычеркнул эту науку из завещания. Впрочем, это, скорее, исторический анекдот. Аналог Нобелевской премии в математике — «медаль Филдса», которую в 2002 году получил российский математик Григорий Перельман. Он доказал теорему Пуанкаре, одну из семи задач тысячелетия.
Осуществлена полная квантовая телепортацияЭто немножко не та телепортация, о которой говорят писатели-фантасты. Телепортируется не материя или энергия, а состояние. Кому интересно, более подробно о квантовой телепортации доступным языком, может прочитать здесь.
Питер ХиггсО существовании этой элементарной частицы, которая отвечает за массу всех прочих частиц, физик-теоретик Питер Хиггс говорил более полувека тому назад. Именно Хиггс предсказал её существование. В 2012 году, во время эксперимента на Большом адронном коллайдере, подтвердилось его пророчество. Награда (Нобелевская премия) нашла героя!
T. RexПрежде считалось, что любые белки разлагаются за несколько тысяч лет. Динозавры вымерли миллионы лет назад, поэтому никто мягкие ткани в их останках не искал. Оказалось, что ошибочка вышла. Молекулярный палеонтолог Мэри Швейцер (США) в окаменевшей конечности тираннозавра обнаружила мягкие ткани. Находке 65 миллионов лет. T. Rex – опять показал себя самым крутым.
Кварк-глюонная плазмаДля обывателя – полная абракадабра. Объясним проще: кварк-глюонная плазма — это плазма с температурой четыре триллиона градуса по Цельсию. Палец туда советь не следует. Температура в двести пятьдесят тысяч раз выше, чем в недрах Солнца. Её получили физики из США, сталкивая ионы золота на ускорителе. Тут же их имена были золотыми буквами записаны в книгу рекордов Гиннесса.
Синтетическая бактериальная клеткаПервая полностью синтетическая хромосома с геномом была создана в 2010 году. Затем её встроили в бактериальную клетку, которая была лишена генетического материала. После чего клетка стала делиться по законам нового генома. Открытие, которое способно перевернуть всю нашу жизнь, настолько оно перспективное.
Вспомнить всёПока только у мышей. Им в мозг были внедрены ложные воспоминания и стерты реальные. А неприятные воспоминания заменили приятными. Скоро эта технология доберется и до людей. Будет вам «Вспомнить всё» с Арнольдом Шварценеггером.
Неандертальцы наследили в Х-хромосоме жителей Европы и АзииУчёные доказали, что все мы – наследники неандертальцев. Их гены обнаружены у современного человека. Если вспомнить, как вели себя наши предки, то неудивительно поведение многих наших современников. В конце концов, культура лишь недавнее наслоение на нашей психике.
TERA-100 самый мощный суперкомпьютер в ЕвропеОжидается, что следующий эксафлопсный барьер будет перекрыт новым суперкомпьютером в Лос-Аламосе. Эксафлопсный барьер — квинтиллион операций в секунду. Я знаю только квадриллион (тысяча триллионов) операций в секунду. Но он уже, блин, считается медленным. Эх, где мой старый калькулятор?
Древние воины и охотникиДревний воин и охотник был гораздо сильнее и выносливее современного человека. Такой вывод сделали ученые, которые отсканировали лазерным методом скелеты наших древних предков.
Когда женщины сетуют на то, что настоящих мужиков не осталось, они в общем и целом правы. Тысячи лет тому назад в обществе произошла революция: от охоты человечество перешло к земледелию, и это сказалось на физическом состоянии сапиенсов. Если бы сегодня на Олимпийских играх одним из участников оказался древний охотник, он легко победил бы всех тренированных, домпингованых участников. Переход к малоподвижному образу жизни негативно сказался в основном на мужчинах. Они утратили силу, ловкость, реакцию, зато приобрели одышку, остеопороз, гипертонию и ожирение.
Древний человек-охотникАнализы на кальций в костях
Такой вывод сделали ученые, которые отсканировали лазерным методом скелеты наших древних предков.Сравнив данные с результатами анализа костей современных спортсменов, исследователи констатировали: двуногие млекопитающие утратили первоначальные физические навыки тогда, когда от собирательства и охоты перешли к выращиванию скота, возделыванию земли и культивации зерновых культур.
Охота на мамонтаВ результате оседлого образа жизни понизилась двигательная активность, упала физическая выносливость и продолжала падать с каждым новым поколением.Мужики перестали таскать тяжелую добычу на плечах, спуртовать и бегать на супердлинные расстояния.
Древний человек-охотник
Выслеживая добычуЯ представляю себе Олимпийские игры 2016 в Бразилии. На дистанции 100 метров чемпион мира Усэйт Болт и древний охотник, воин Нао, Сын леопарда из племени уламров. Побеждает Нао!Марафонская дистанция. На старте мировой рекордсмен Деннис Киметто и Сын леопарда. Первым к финишу с огромным отрывом приходит Сын леопарда.Штанга. На помосте звезда тяжелой атлетики Киануш Ростами. Тяжелоатлет в рывке фиксирует новый мировой рекорд. Лео не понимает, что марафонская дистанция уже завершена, подхватывает штангу и устремляется с ней по беговой дорожке.
Комментарий специалиста-эксперта
Мужики стали слабее? Я с учеными не согласен! Мой друг Вован выпил на дне рождения у Ники литр водки, запил двумя литрами пива. Вот это чел! Любой неандерталец от такой дозы впал бы в кому. Вован же только завелся. Мы пошли проветриться. Пока гуляли, он перевернул три легковых автомобиля. Вот где сила богатырская. А когда от буля убегали, точно все мировые рекорды побили! Никакой Сын леопарда не догнал бы.
al-shell.ru
Начало XXI века ознаменовано большим количеством научных открытий. Но за ними просто таки выстроилась вереница вопросов, которые заставляют учёный мир задуматься: а ведь на самом деле всё не так просто, как кажется даже светилам науки.
Поиски истины всё чаще и чаще направляют неугомонный человеческий разум в сторону познания многогранных проявлений неизведанного мироздания, начиная от строения атома и заканчивая космическим пространством.
За 15 лет с начала нового тысячелетия люди и не заметили, что попали в иной мир: мы живем в другой Солнечной системе, умеем ремонтировать гены и управлять протезами силой мысли. Ничего этого в XX столетии не было.
Геном человека полностью секвенирован
Робот сортирует ДНК человека в чашках Петри для проекта The Human Genome
Проект «Человеческий геном» (The Human Genome Project) начался в 1990 году, в 2000-м был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном — в 2003 году. Однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков еще не закончен. В основном он был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Секвенирование генома имеет решающее значение для разработки лекарств и понимания того, как устроено человеческое тело.
Генная инженерия вышла на новый уровень
В последние годы был разработан революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого CRISP-механизма. Эта методика позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.
Доказана теорема Пуанкаре
В 2002 году российский математик Григорий Перельман доказал теорему Пуанкаре, одну из семи задач тысячелетия (важные математические проблемы, решение которых не найдено в течение десятков лет). Перельман показал, что исходная трехмерная поверхность (если в ней нет разрывов) обязательно будет эволюционировать в трехмерную сферу. За эту работу он получил престижную «медаль Филдса», аналог Нобелевской премии в математике.
Открыта карликовая планета Эрида
Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го. Ее открытие стало последней каплей в спорах о судьбе Плутона (продолжать ли его считать планетой или нет), что изменило привычный образ Солнечной системы.
Обнаружена вода на Марсе
В 2005 году аппарат «Марс Экспресс» Европейского космического агентства обнаружил большие залежи водяного льда недалеко от поверхности — это очень важно для последующей колонизации Красной планеты.
Глобальное потепление — быстрее, чем ожидалось
В 2015 году ученые из Всемирного центра мониторинга ледников при Цюрихском университете (Швейцария) под руководством доктора Михаэля Цемпа, работая совместно с коллегами из 30 стран, установили, что темп таяния ледников на Земле к настоящему времени, по сравнению c усредненными показателями за XX век, вырос в два-три раза.
Обнаружена квантовая телепортация
Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, — при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров.
Экспериментально подтверждено существование графена
Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году (Нобелевская премия за 2010-й). Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах), композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен — второй по прочности материал на свете (на первом месте — карбин).
Доказано существование кварк-глюонной плазмы
В 2012 году эксперименты физиков, работающих с ускорителем RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), попали в Книгу рекордов Гиннесса с формулировкой «за самую высокую температуру, полученную в лабораторных условиях». Сталкивая ионы золота на ускорителе, ученые добились возникновения кварк-глюонной плазмы с температурой 4 триллиона °С (в 250 тысяч раз горячее, чем в центре Солнца). Спустя примерно микросекунду после Большого взрыва Вселенная была наполнена как раз такой плазмой.
Найден бозон Хиггса
Существование этой элементарной частицы, отвечающей за массу всех прочих частиц, теоретически было предсказано Питером Хиггсом еще в 1960-х годах. А найдена она была во время экспериментов на Большом адронном коллайдере в 2012-м (за что Хиггс, совместно с Франсуа Энглером, получил Нобелевскую премию 2013 года).
Людей поделили на три энтеротипа
В 2011 году ученые из Германии, Франции и нескольких других исследовательских центров доказали, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории, или энтеротипа. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты, и потому стало ясно, что никаких универсальных рецептов в этих областях существовать не может.
Создана первая синтетическая бактериальная клетка
В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера (был одним из лидеров гонки по расшифровке человеческого генома) создали первую полностью синтетическую хромосому с геномом. Когда ее встроили в бактериальную клетку, лишенную генетического материала, она начала функционировать и делиться по предписанным новым геномом законам. В перспективе синтетический геном позволит создавать вакцины против новых вирусных штаммов за часы, а не за недели, производить эффективное биотопливо, новые пищевые продукты и т. д.
Удачно записаны и перезаписаны воспоминания
Начиная с 2010 года несколько исследовательских групп (США, Франция, Германия) научились записывать в мозг мышей ложные воспоминания, стирать реальные, а также превращать приятные воспоминания в неприятные. До человеческого мозга дело пока не дошло, но осталось недолго.
Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки
В 2012 году Синъя Яманака совместно с Джоном Гёрдоном стали лауреатами Нобелевской премии за открытие 2006 года — получение плюрипотентных стволовых клеток мыши путем эпигенетического перепрограммирования. За последующее десятилетие не менее десятка научных групп добились впечатляющих успехов в данной области, в том числе с человеческими клетками. Это предвещает скорые прорывы в терапии рака, регенеративной медицине, а также в клонировании человека (или его органов).
Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра
Мэри Швейцер руководила научной группой, которая описала коллаген, выделенный из бедренной кости Tyrannosaurus reх
Молекулярный палеонтолог Университета Северной Каролины Мэри Швейцер в 2005 году в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны (возрастом 65 млн лет) обнаружила мягкие ткани. Ранее считалось, что любые белки разложатся максимум за несколько тысяч лет, поэтому никто их в окаменелостях и не искал. После этого мягкие ткани (коллаген) были обнаружены и в других древнейших образцах.
У людей обнаружены гены неандертальцев и «денисовского человека»
Участники международного симпозиума «Переход к верхнему палеолиту в Евразии: культурная динамика и развитие рода Homo» осматривают место раскопок в центральном зале Денисовой пещеры
Из работ двух научных групп стало ясно, что от 1 до 3% генома среднестатистического европейца или азиата восходит к неандертальцам. Но у каждого современного индивидуума присутствуют несхожие неандертальские аллели (различные формы одного и того же гена), поэтому общая сумма «неандертальских» генов куда выше, до 30%. «Наследники» неандертальцев (скрещивание происходило около 45 тысяч лет назад) — в основном европейцы; у азиатов в геноме присутствуют следы скрещивания с еще одним гоминидом — «денисовским человеком». Самые «чистые» Homo sapiens — уроженцы Африканского континента.
По дыханию распознана ранняя стадия рака легких
Год назад группа израильских, американских и британских ученых разработала устройство, которое способно точно идентифицировать рак легких и определить, в какой стадии он находится. Основой устройства стал анализатор дыхания со встроенным наночипом NaNose, способный «вынюхать» раковую опухоль с 90-процентной точностью, даже когда раковый узелок практически незаметен. В скором времени стоит ожидать анализаторов, которые смогут по «запаху» определять и другие виды рака.
Разработано первое полностью автономное искусственное сердце
Специалисты американской компании Abiomed разработали первое в мире полностью автономное постоянное искусственное сердце для имплантаций (AbioCor). Искусственное сердце предназначено для пациентов, у которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского, пишет Интересные факты.
Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли
Американец Зак Вотер испытал бионический ножной протез, поднявшись по лестнице на 103-й этаж небоскреба Уиллис-тауэр, расположенного в Чикаго
В 2013 году появились первые опытные образцы «умных» протезов с обратной связью (эмуляцией осязательных ощущений), которые позволяют человеку чувствовать то, что «ощущает» протез. В 2010-х годах созданы и отдельные от человека устройства, управляемые только через мысленный интерфейс (иногда с инвазивными контактами, но чаще это похоже на головной обруч с сухим электродом), — компьютерные игры и тренажеры, манипуляторы, транспорт и пр.
Перейден петафлопсный барьер
В 2008 году новый суперкомпьютер в Лос-Аламосе (США) заработал со скоростью более квадриллиона (тысяча триллионов) операций в секунду. Следующий барьер, эксафлопсный (квинтиллион операций в секунду) будет достигнут в ближайшие годы. Системы с такой невероятной скоростью необходимы в первую очередь для высокопроизводительных вычислений — обработки данных научных экспериментов, климатического моделирования, финансовых операций и т. д.
newrezume.org
2. "Черные дыры" кругомУченые также установили, что Вселенная почти на четверть состоит из темной материи, а на обычную материю приходится всего около 4%. Считается, что эта загадочная субстанция, участвующая в гравитационном, но не участвующая в электромагнитном взаимодействии, составляет до 20 процентов всей массы Вселенной. В 2006 году при изучении галактического скопления Пули были получены убедительные доказательства существования темной материи. Считать, что эти результаты, позже подтвержденные при наблюдении сверхскопления MACSJ0025, окончательно ставят точку в дискуссии о темной материи, пока рано. Однако, по мнению старшего научного сотрудника ГАИШ МГУ Сергея Попова, "это открытие дает серьезнейшие аргументы в пользу ее существования и ставит перед альтернативными моделями проблемы, которые им будет трудно решить".
3. Вода на Марсе и ЛунеДоказано, что на Марсе была вода в достаточном количестве для возникновения жизни. Третьего места в списке удостоилась марсианская вода. Подозрения, что когда-то на Марсе климат был намного более влажным, чем сейчас, у ученых появились давно. На фотографиях поверхности планеты было обнаружено множество структур, которые могли быть оставлены потоками воды. Первые по-настоящему серьезные свидетельства того, что вода на Марсе есть и сейчас, были получены в 2002 году. Орбитальный аппарат "Марс Одисси" (Mars Odyssey) нашел под поверхностью планеты залежи водяного льда. Через шесть лет зонд "Феникс", севший вблизи северного полюса Марса 26 мая 2008 года, смог получить воду из марсианского грунта, нагрев его в своей печи.Вода относится к числу так называемых биомаркеров - веществ, которые являются потенциальными указателями на обитаемость планеты. Еще три биомаркера - это кислород, углекислый газ и метан. Последний присутствует на Марсе в большом количестве, однако он одновременно увеличивает и уменьшает шансы Красной планеты на наличие жизни. Совсем недавно воду нашли еще на одном нашем соседе по Солнечной системе. Сразу несколько аппаратов подтвердили, что молекулы воды или их "остатки" - гидроксильные ионы - рассеяны по всей поверхности Луны. Постепенное исчезновение белой субстанции (льда) в вырытой "Фениксом" траншее было еще одним косвенным доказательством наличия на Марсе замерзшей воды. Фото NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University
4. Человек расшифрованПрочное место в списке главных научных достижений десятилетия занял и международный проект "Геном человека". Работа над ним началась еще в 1986 году. По тем временам поставленная учеными задача - получить полную последовательность ДНК Homo sapiens - казалась абсолютно фантастической. Официальной датой старта проекта считается 1990 год. Первые значимые результаты появились только в 1999 году - биологи из Великобритании и Японии расшифровали, или секвенировали, последовательность маленькой 22-й хромосомы. Приблизительно в это же время установкой последовательности человеческого генома занялась компания Celera Genomics, основателем которой был эксцентричный биолог Крейг Вентер. Совместными усилиями ученые из разных стран и специалисты Celera Genomics получили черновой вариант последовательности ДНК человека в 2000 году. К 2003 году исследователи "добили" самые трудные места генома. Кроме того, с 2004 года были получены последовательности индивидуальных геномов людей различных национальностей (самый первый геном был составлен из ДНК четырех человек). В 2009 году появилось сообщение, что российские специалисты расшифровали индивидуальный геном русского. А анализ ископаемой ДНК показал, что значительная часть генов современных людей - общая с неандертальцами, получен геном неандертальцев.
5. Эмбрионы спасают мирПраво занять пятое место в рейтинге было отдано новой методике получения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), которая не вызывает вопросов у многочисленных комитетов по этике (точнее будет сказать, вызывает меньше вопросов). ЭСК потенциально способны превращаться в любые клетки организма. Они обладают огромным потенциалом для лечения множества заболеваний, связанных с гибелью каких-либо клеток (например, болезнь Паркинсона). Кроме того, из ЭСК, теоретически, можно выращивать новые органы. Однако пока ученые не очень хорошо умеют "управлять" развитием ЭСК. Для того чтобы освоить эту практику, необходимы многочисленные исследования. Основным препятствием для их проведения до сих пор считалось отсутствие источника, способного давать необходимое количество ЭСК. Эмбриональные стволовые клетки присутствуют только у эмбрионов на ранних стадиях развития. Позже ЭСК теряют способность становиться всем чем угодно. Эксперименты с использованием эмбрионов запрещены в большинстве стран. В 2006 году японским ученым под руководством Синя Яманаки (Shinya Yamanaka) удалось превратить в ЭСК клетки соединительной ткани. В качестве волшебного эликсира исследователи использовали четыре гена, которые вводились в геном фибробластов. В 2009 году биологи провели эксперимент, доказывающий, что по своим свойствам такие "новообращенные" стволовые клетки аналогичны настоящим.
6. Биороботы уже реальностьНа шестом месте оказались новые технологии, позволяющие людям управлять протезами в буквальном смысле силой мысли. Работы над созданием таких методик ведутся давно, но значимые результаты стали появляться лишь в последние годы. Например, в 2008 году при помощи электродов, вживленных в мозг, обезьяна смогла управлять механической рукой-манипулятором. Четырьмя годами ранее американские специалисты научили добровольцев руководить действиями персонажей компьютерной игры без джойстиков и клавиатуры. В отличие от опытов с обезьянами, здесь ученые считывали сигналы мозга, не вскрывая черепную коробку. В 2009 году в СМИ появились сообщения о человеке, который освоил управление протезом, соединенным с нервами плеча (предплечье и кисть он потерял в автокатастрофе).
7. От Бога или от обезьяны?Седьмым по значимости научным событием десятилетия в рейтинге Discovery стало обнаружение нескольких останков вероятных предков человека. В 2001 году в пустыне Чад был найден череп существа, которое ученые отнесли к виду Sahelanthropus tchadensis. Многие специалисты согласились, что S. tchadensis, или, как его окрестили на местном наречии, Тумаи, принадлежит к той ветви эволюционного древа, которая ведет к человеку. Однако место Тумаи на этой ветви до сих пор не определено, так как ученые не могут сойтись в оценке возраста останков. Некоторые работы доказывают, что он составляет около 7 миллионов лет. То есть продвинутые Тумаи существовал на пару миллионов лет раньше, чем появился общий предок человека и шимпанзе. Подробнее суть противоречия изложена здесь. Относительно второго претендента, точнее претендентки, на звание родственника человека, обнаруженной в 1994 году и окончательно описанной в 2009 году, у ученых также есть разногласия. Обезьяна по кличке Арди бродила по Земле 4,4 миллиона лет назад. В скелете Арди намешано огромное количество как примитивных, так и продвинутых признаков, и она практически идеально вписывается в промежуток между общим предком человека и шимпанзе и австралопитеком. Однако существуют довольно серьезные доводы, мешающие окончательно принять эту гипотезу.Череп Тумаи (TM 266-01-60-1), найденный в пустыне Сахара в 2001 году. Фото (c)AFP
8. Создан робот с биологическим мозгомВ середине августа 2010 ученые из университета Ридинга сообщили о создании робота, управляемого биологическим мозгом. Его мозг сформирован из искусственно выращенных нейронов, которые размещаются на мультиэлектродном массиве. Этот массив представляет собой лабораторную кювету приблизительно с 60 электродами, которые получают электрические сигналы, генерируемые клетками. Затем они используются для инициации движения робота. Сеодня уже исследователи наблюдают за обучением мозга, хранением воспоминаний и доступом к ним, что позволит лучше понять механизмы болезней Альцгеймера, Паркинсона, а также состояний, возникающих при инсультах и травмах мозга. Этот проект дает поистине уникальную возможность пронаблюдать за объектом, который, возможно, способен проявлять сложное поведение и вместе с тем остается тесно связанным с деятельностью отдельных нейронов. Сейчас ученые работают над тем, чтобы заставить робота учиться, используя различные сигналы при движении к заранее определенным позициям. Предполагается, что по мере обучения можно будет показать, как воспоминания проявляются в мозге, когда робот передвигается по знакомой территории. Как подчеркивают исследователи, роботом управляют исключительно мозговые клетки. Никакого дополнительного управления ни человек, ни компьютер не осуществляет.Возможно, всего через несколько лет эту технологию уже можно будет применять для передвижения парализованных людей в экзоскелетах, прикрепленных к их телу, считает ведущий сотрудник проекта, профессор нейробиологии Университета им. Дюка Мигуэль Николелис.
Подобные опыты прошли и в Аризонском университете. Там Чарльз Хиггинс сообщил о создании робота, управляемого мозгом и глазами бабочки. Ему удалось подсоединить электроды к зрительным нейронам мозга бабочки-бражника, подключить их к роботу, и он реагировал на то, что видела бабочка. Когда к ней что-то приближалось, робот уходил в сторону. На основании достигнутых успехов Хиггинс предположил, что через 10-15 лет реальностью станут "гибридные" компьютеры, использующие сочетание технологии и живой органической материи. и конечно это один из возможных путей к интеллектуальному бессмертию.
9. НевидимостьЕще одним громким достижением является открытие материалов, которые делают предметы невидимыми, заставляя свет огибать материальные объекты. Оптические физики разработали концепцию плаща, настолько преломляющего световые лучи, что одетый в него человек становится практически невидимым . Уникальность данного проекта в том, что искривлением света в материале можно управлять при помощи дополнительного лазерного излучателя. Человек, одетый в такой плащ, не будет замечен стандартными камерами наблюдения, утверждают разработчики. При этом в самом уникальном устройстве фактически происходят процессы, которые должны быть характерны для машины времени - изменение соотношения пространства и времени за счет управляемой скорости света. В настоящее время специалистам уже удалось сделать опытный образец , длина фрагмента материала составляет около 30 сантиметров. И такой мини-плащ позволяет скрывать события, происходившие в течение 5 наносекунд.
10. Глобальное потепление. Точнее, доказательствам, подтверждающим реальность этого процесса. В последние годы тревожные новости приходили практически со всех концов света. Площадь арктических и антарктических ледников сокращается со скоростью, опережающей "мягкие" сценарии изменения климата. Пессимистично настроенные экологи предсказывают, что Северный полюс будет летом полностью очищаться от ледяного покрова уже к 2020 году. Особую тревогу у климатологов вызывает Гренландия. По некоторым данным, если она продолжит таять с той же скоростью, что и сейчас, то к концу века ее вклад в поднятие уровня мирового океана составит 40 сантиметров. Из-за сокращения площади ледников и изменения их конфигурации Италия и Швейцария уже были вынуждены перерисовать свою границу, проложенную в Альпах. Одной из итальянских жемчужин - прекрасной Венеции - предсказали затопление к концу нынешнего столетия. Одновременно с Венецией под воду может уйти Австралия.
Как и подобает всякому рейтингу, и этот весьма субъективен. Наверняка найдутся люди, которые сочтут, что в десятку "самых-самых" следовало включить совсем другие открытия. Но вряд ли кто-то будет спорить, что представленные события являются очень значимыми для человечества . Так как они были выбраны из различных областей, предложенный список так или иначе дает представлении о развитии науки за последние 10 лет. И это уже немало.
felbert.livejournal.com
Открытия XXI века
О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И, гений парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.
А.С. Пушкин
Тема будущего и его технологий всегда волновала человечество. В научно-фантастических книгах его представляли по-разному – от процветающей утопии до полного апокалипсиса и краха человечества… Однако, конечно, ждут изобретений не только от книг, но и от ученых, тем более сейчас прогресс ни на минуту не стоит на месте. Действительно, осталось совсем немного времени до завершения первого десятилетия XXI века. За это время в мире произошло множество разнообразных событий, перевернувших представление человечества о тех или иных вещах и явлениях.
Особое внимание я хочу уделить открытиям в области медицины. В настоящее время существует версия, что двадцать первый век - век биологии и медицины. Ведь любая отрасль науки в конечном счете призвана служить человеку, так что можно сказать, что все достижения являются как - бы инструментом, приложением к науке о человеке, о его здоровье.
Итак, найден способ лечения неизлечимых ранее недугов. Например, сахарный диабет. Бразильские и американские ученые открыли способ лечения диабета первого типа при помощи трансплантации пациентам их собственных стволовых клеток крови. Как сообщает BBC News, результаты исследования специалистов опубликованы в Journal of the American Medical Association. По словам ученых, инъекции стволовых клеток кроветворной системы помогают 14 из 15 пациентов обходиться без инсулина на протяжении многих месяцев и даже лет. По мнению возглавлявшего исследование доктора Ричарда Берта из Университета Северо - Запада в Чикаго, такое лечение менее интенсивное по сравнению с тем, что применяется при раковых заболеваниях, и, следовательно, более щадящее. Оно останавливают разрушение клеток поджелудочной железы, по крайней мере, временно, позволяя им частично регенерировать и возвращаться к выработке своего собственного инсулина. Это первый случай, когда лечение диабета стволовыми клетками имело успех.
Тем, кто не может прожить ни дня без компьютерных игр и общения с незнакомцами в чатах, могут помочь только опытные психиатры. Китайские ученые выяснили, что интернет - и компьютерная зависимость - это серьезная болезнь, но излечимая.
Современные методы диагностики в Китае позволили выделить несколько категорий интернет - зависимости: пристрастие к онлайновым играм, к просмотру порнографии, общению в социальных сетях, неумеренному поиску информации и совершению интернет - покупок. Из 40 млн постоянных пользователей Всемирной сети уже 10 млн человек стали зависимыми, информирует АМИ-ТАСС. Наиболее представлены среди них подростки в возрасте то 13 до 17 лет, а также студенты университетов.
По словам специалистов, компьютерная зависимость может приводить к возникновению конфликтов в семьях, непониманию и другим психологическим проблемам. Взрослые люди под воздействием стрессов, жизненных трудностей и одиночества также пытаются избежать действительности, все чаще проводя свободное время в интернете. Однако специалисты утешают - всего за три месяца зависимость XXI века можно полностью излечить.
Наиболее динамично развивающимся направлением в медицине является стоматология. С начала XXI века учёными было сделано ряд открытий, которые в корне могут изменить представление о процедуре лечения зубов. Одним из них является использование холодной плазмы в стоматологии, сообщает Здоровье Украины.
Наука говорит, что плазма известна как четвертое агрегатное состояние вещества, которая всё чаще и чаще применяется в современной медицине. Так, например, высокотемпературная (горячая плазма) успешно используется в процессе стерилизации медицинских инструментов.
Учёные и стоматологи Саарландского Университета (Гамбург, Германия) провели ряд исследований, которые подтверждают эффективность плазмы в удалении бактерий, вызывающих кариес. Обрабатывая плазменным наконечником поражённые кариесом участки зуба, они обнаружили, что содержание вредных бактерий в кариозной полости практически сводится к нулю. Таким образом, благодаря этому открытию, использование холодной (около 40 градусов по Цельсию) плазмы может успешно применяться для лечения кариеса зубов, что в свою очередь, может послужить началом заката эры обычных бормашин.
Теперь, о самом новом открытии, за которое была присуждена Нобелевская премия американским ученым. В 2009 году премия в области медицины и физиологии была присуждена за открытие фермента теломеразы, которая защищает молекулы ДНК от утраты своих фрагментов. С помощью этого открытия ученые пытаются понять, каким образом обеспечивается «не старение» клеток, а также ищут эффективное лекарство против «бича» XXI века – рака.
Это далеко не все медицинские открытия XXI века, но интересно узнать, а какие открытия ждут нас в ближайшем будущем? Вот составленная американскими футурологами хронология медицины будущего:
2007г. - победим СПИД;
2013г. - освободимся от раковых заболеваний;
2017г. - сможем излечивать психические заболевания;
2022г. - появится первый киборг - симбиоз машины и человека;
2024г. - будут изобретены лекарства, повышающие уровень интеллекта;
2025г. - с помощью химических препаратов средняя продолжительность жизни увеличится на 50 лет.
Но, каких бы высот не достигала медицина, какие бы методы она не применяла, каждый человек сам должен заботиться о своем здоровье. И я надеюсь, что люди начнут это понимать уже в ближайшем будущем.
ТОП-10 значимых открытий начала 21 века !
На первом месте - скорость таяния ледников, которая оказалась выше, чем предполагалось ранее. Ученые, изучающие климат Земли, заметили, что гигантские ледяные шапки Гренландии и Антарктиды тают быстрее, чем считалось - вопреки тому, о чем ученые говорили раньше, опираясь на ошибочные модели расчета.
На втором месте - картирование генома человека. Потребовалось более 10 лет и международное сотрудничество ученых, чтобы в 2000 году был сделан "черновик" всего человеческого генома, за которым в 2003 году последовала окончательная версия.
Свернувшись внутри каждой человеческой клетки находятся 23 молекулы, которые, если их раскрутить и положить концы к концам, улягутся в 91 см длины.
На третьем месте - обнаружение воды на Марсе. В 2008 году аппарат Феникс организации NASA приземлился на Красной планете, чтобы подтвердить наличие воды и найти признаки органических соединений. Восемь лет назад аппарат Mars Global Surveyor указал на ландшафтные вымоины, вернее овраги, созданные потоками вод. И все же доказательства наличия воды оставались неуловимыми.
поверхность Марса.
Пока, наконец, бортовые камеры аппарата Phoenix обнаружили белый порошок в одной из почвенных масс. После интенсивного анализа, исследователи пришли к выводу, что этот белый порошок - водяной лед.
На четвертом месте - получение стволовых клеток этическим путем. В 2007 году ученые из Киотского университета и университета Висконсин-Мэдисон независимо друг от друга позволили зрелым клеткам кожи взрослого человека, которые были запрограммированы стать кожей, вести себя как эмбриональные стволовые клетки. Взрослые клетки превратились в плюрипотентные клетки, или клетки, которые могут оказаться практически любым другим видом клеток.
На пятом месте - управление протезами с помощью сигналов мозга. Киборги постепенно становятся нашей реальностью. За уходящее десятилетие были сделаны большие успехи в области контролирования людьми автоматизированных частей тела и компьютеров при помощи интеллекта. В 2009 году Пьерпаоло Петрузиелло научился контролировать биомеханическую руку, соединенную с нервами его культи при помощи проволок и электродов. Петрузиелло оказался первым человеком в мире, который смог выполнить целый комплекс движений всего лишь при помощи силы мысли.
На шестом месте - обнаружение планет-"пришельцев".
12 июня 2009
Две новые экзопланеты у К-звезд
Группа польских ученых из университета им. Николая Коперника объявила об открытии двух новых экзопланет и двух коричневых карликов. Открытие было сделано методом измерения лучевых скоростей родительских звезд на телескопе им. Хобби-Эберли (Hobby-Eberly Telescope = HET).
Итак, звезда BD +14 4559 (она же HIP 104780) удалена от Солнца на 52 пк. Это звезда главной последовательности спектрального класса K2 V с массой 0.86 ± 0.15 масс Солнца, радиусом 0.95 ± 0.2 солнечных радиусов и светимостью 0.48 солнечной. На протяжении 1265 суток (почти 3.5 года) было сделано 43 замера лучевой скорости этой звезды с точностью около 8 м/сек. Минимальная масса планеты BD +14 4559 b (параметр m sin i) составляет 1.47 масс Юпитера. Она движется вокруг своей звезды по эллиптической орбите с большой полуосью 0.777 а.е. и эксцентриситетом 0.29 ± 0.03, и делает один оборот за 26 9 ± 1 земных суток. Расстояние между планетой и звездой меняется от 0.55 а.е. в перицентре до 1 а.е. в апоцентре, т.е. почти в 2 раза. Температурный режим планеты близок к температурному режиму Земли (a /Rэф меняется от 0.8 до 1.45). Если у планеты есть крупные спутники, они могут быть обитаемыми. Кроме этого, лучевая скорость звезды демонстрирует дополнительное смещение около 11 м/сек, что говорит о наличии в системе еще одной или нескольких планет на более широких орбитах. Звезда HD 240210 – красный гигант спектрального класса K3 III. Ее расстояние от Солнца определено с большой погрешностью: 143 ± 53 пк. Его масса оценивается в 1.25 ± 0.25 масс Солнца, радиус – в 13 ± 3 солнечных радиусов. Светимость звезды примерно в 56 раз превышает светимость Солнца. Планета HD 240210 b весьма массивна – ее минимальная масса оценивается в 6.9 масс Юпитера. Она вращается вокруг своей звезды по слабоэллиптичной орбите на среднем расстоянии 1.33 а.е. и делает один оборот за 502 ± 2 земных суток. Несмотря на достаточно широкую орбиту, из-за высокой светимости звезды температурный режим планеты соответствует очень теплым планетам (R/Rэф = 0.18). Если наклонение орбиты этого объекта окажется меньше 32 градусов, его истинная масса превысит 13 масс Юпитера, и он окажется не планетой, а коричневым карликом.
На седьмом месте - новые предки человека. В 2002 году в северной части Чада исследователи обнаружили череп возрастом 6-7 миллионов лет, принадлежащий Sahelanthropus tchadensis – известного как Toumai (Тоумай). Поскольку были найдены лишь кости черепа, ученым не удалось дать ответа на вопрос, ходил ли этот предок человека вертикально, опираясь на две ноги. Но затем появилась Арди. Арди возрастом 4,4 миллион лет могла ходить на двух ногах, но также отличалась умением лазать по деревьям. Ее зубы показывают, что она ела множество различных видов пищи.
На восьмом месте - подтверждение существования темной материи. Летом 2006 года астрономы объявили о том, что кое-что поможет людям понять космос немного лучше: они получили прямые доказательства, подтверждающие существование темной материи.
Кольцо из так называемой "темной материи" найдено в космосе коллективом американских, испанских и израильских исследователей при помощи вращающегося на околоземной орбите телескопа Hubble, сообщает NASA. Расстояние до объекта - 5 миллиардов световых лет, диаметр - 2,6 миллионов световых лет.
"Темная материя" (или "скрытая масса") - это вещество, не испускающее и не поглощающее электромагнитного излучаения, но участвующее в гравитационных взаимодействиях. Поэтому наблюдать "темную материю" непосредственно невозможно. О ее существовании свидетельствуют результаты наблюдений за искривлением проходящих мимо скоплений "темной материи" световых лучей под действием силы притяжения.
Само открытие было сделано в августе 2006 года во время нанесения на карты областей распределения "темной материи" в скоплении галактик Cl 0024+17 (ZwC10024+1652), отмечает газета The Telegraph. Сперва кольцо даже приняли за ошибку в методике обработки и представления данных.
Затем выяснилось, что образование появилось в результате столкновения двух звездных скоплений за 1-2 миллиарда лет до наблюдаемого ныне состояния. Согласно компьютерной симуляции, пишет The Times, темная материя после столкновения начала падать в центр скопления, а затем разошлась оттуда кругами, как расходится вода от брошенного в нее камешка.
Впервые о существовании "темной материи" астрономы заговорили в 1933 году. Согласно наблюдениям, на звезды приходится только один процент, а на всю обычную материю - не более 4 процентов массы вселенной. Остальное приходится на "темную материю" и "темную энергию", причем по существующим моделям на "темную энергию" приходится свыше 70 процентов массы вселенной.
На девятом месте - изучение мягких тканей динозавра. В 2005 году Мэри Хигбай Швеитзер и ее коллеги сообщили об открытии того, что, называется мягкими тканями - кровеносных сосудов, костного матрикса и других клеток – на фоссилизированной бедренной кости маленького Tyrannosaurus Rex. Полученные из тканей аминокислоты напоминают таковые у современных цыплят, что, по мнению ученых, укрепляет связь между динозаврами и птицами.
И, наконец, на последнем, десятом месте - открытие нового космического объекта в Солнечной системе. В январе 2005 года Майк Браун и его команда благодаря Паломарской обсерватории обнаружили 136199 Эрис - малое тело, которое на 27% больше Плутона. Он стал 9-м крупнейшим космическим телом из известных на солнечной орбите.
referat911.ru
Каждая эпоха приносит с собой массу новых открытий и изобретений. И XXI век не исключение.
В 2005 году французским хирургам удалось удачно завершить первую в мире трансплантацию лица. Операция потребовалась Изабель Динуар, пострадавшей от множественных укусов собаки. Ее рот, нос и подбородок были изувечены, пластическая операция не представлялась возможной. Медики, решившись на риск, пересадили ей лицо умершей женщины.
Изабель Динуар до и после операции по пересадке лицаОперация завершилась благополучно, и позже кожа даже обрела чувствительность.
В 2013 году нейрохирург Серджио Канавера сделал невероятное заявление: он решился провести пересадку головы. Операция должна состояться в 2017 году.
Таблетка-сканерМиниатюрное чудо-устройство, попадая в организм, позволяет оценить состояние некоторых внутренних органов, в том числе тонкого кишечника и пищевода.
Таблетка-сканерОно не заменяет полноценного обследования, но позволяет поставить первоначальный диагноз. Сканер способен делать высококачественные цветные снимки и даже фиксировать рак пищевода.
Обезболивание светомБольшинство обезболивающих препаратов содержат опий, вызывающий привыкание. Избежать проблемы злоупотребления данным средством поможет открытие неврологов из Вашингтона.
Обезболивание светомСоединив в пробирке свето-чувствительный белок и опиоидные рецепторы, они отметили активность последних. То есть боль можно блокировать при помощи света. По мнению ученых, в будущем свет поможет заменить болеутоляющие лекарства.
Глазописец (Eyewriter)Группа энтузиастов разработала устройство, представляющее собой очки со встроенным программным обеспечением. Отслеживая движения глаз, они преобразовывают их в линии и выводят изображение на экран.
Глазописец (Eyewriter)Глазописец поможет парализованным людям вернуться к полноценному общению. А пока ведется работа по усовершенствованию модели.
В 2007 году ученые Грюнберг и Фером открыли эффект феноменального магнетосопротивления.
Магнитная оперативная памятьИх открытие поможет создать память с громадной емкостью, высоким быстродействием и низким электропотреблением. Ей не страшны перебои с питанием и ионизирующее излучение.
ГрафенВ 2010 году ученые-физики Новоселов и Гейм получили Нобелевскую премию за изобретение полупрозрачного сверхпрочного и сверхтонкого двумерного материала.
ГрафенОн идеален для создания гибких сенсорных экранов и компьютеров, мягких часов-браслетов, световых панелей и других ноу-хау. Сейчас ученые работают над вопросами применения изобретения в электродах суперконденсаторов, солнечных батареях и «космических» материалах.
Адронный коллайдерВ 2008 году был запущен Большой адронный коллайдер. Этот мегамощный ускоритель электронных частиц позволит детально изучить устройство Вселенной и окружающей материи.
Адронный коллайдерПо мнению общественности, коллайдер способен спровоцировать появление новой черной дыры. Ученые же утверждают, что эти страхи необоснованны.
Биологический 3D-принтерВ 2000 году Томас Боланд попытался настроить обычные настольные принтеры на печать фрагментов ДНК. Использовав вместо чернил человеческие клетки, он выявил, что 90% из них сохраняют жизнеспособность.
Биологический 3D-принтерС помощью принтера можно печатать органы с индивидуальными параметрами: клапана сердца, ушные раковины, кожу и другие, способные без проблем приживаться в организме.
Мэри Швайцер удалось обнаружить в окаменелостях тирранозавра мягкие ткани. Это удивительно, ведь возраст находки – 68 млн. лет. Мэри разглядела гибкие нити, похожие на кровеносные сосуды и другие клетки.
Мягкие ткани динозавровУченые полагают, что это новый вид окаменелости – молекулярной. Теперь они пытаются частично восстановить генетический код и сравнить доисторическое животное с современными особями.
Нефть и газ не кончатсяУченые опровергли массовые страхи по поводу истощения горючих ресурсов. Они обнаружили, что нефть и газ по мере расходования возобновляются. Соответственно, месторождения газа и нефти никогда не иссякнут.
Посредством экспериментов было установлено, что верхняя мантия планеты обладает условиями, необходимыми для синтеза углеводородных систем. На их производство требуются минуты.
Секрет бессмертияВеликобританские и американские ученые, расшифровав геном гренландского кита, выявили гены, отвечающие за продолжительность жизни. А живет кит до 200 лет.
Гренландский китЭто открытие позволит идентифицировать гены, ответственные за устойчивость к ряду заболеваний, репарацию ДНК и продолжительность жизни и «скорректировать» их работу.
Подопытные мышцыАмериканским исследователям удалось взрастить человеческие скелетные мышцы, способные сокращаться. Как и природные, они реагируют на лекарства, биохимические сигналы и электроимпульсы.
Материалом для выращивания послужили стволовые клетки. Некоторые из них умирали, а другие формировали пучки мышечных волокон.
Ученые надеются, что это открытие поможет изучать заболевания и влияние лекарств на организм человека вне тела. Кроме того, «мышечный конструктор» поможет больным с мышечной дистрофией.
Зонд New Horizons, в результате 9-летнего полета достигший Плутона, принес много новой информации. Плутон оказался больше предполагаемых размеров.
Зонд New Horizons возле ПлутонаТысячи лет назад он имел более плотную атмосферу и более сильные ветра. Он имеет разнообразную рельефную поверхность и синее небо, подобно Земле.
Галактические «гейзеры»Ученые зафиксировали мощные электромагнитные потоки вкупе с заряженными частицами, исходящие из нашей Галактики.
Галактические «гейзеры»Длина «гейзеров» достигает 50 000 световых лет (а это половина диаметра Галактики), а скорость движущихся в них частиц – 1000 км/с. Открытие поможет в изучении вопроса образования и сохранения магнитного поля Галактики.
«Звезды смерти»Ученые NASA уверены, что в массовых вымираниях всего живого на планетах (в том числе и на Земле) виновны «звезды смерти».
Коричневый карлик, или Звезда смертиОдна из них является спутником Солнца и появляется рядом с Землей каждый 26 млн. лет. Далекий коричневый карлик создает колебание облака Оорта на своей орбите, что пагубно сказывается на жизни живых организмов на «соседних» планетах.
Возраст ВселеннойЕвропейское космическое агентство установило, что Вселенная старше, чем предполагалось. Ее возраст – 13,8 млрд. лет.
Также оказалось, что расширяется она чуть медленнее, зато содержит больше темной и обычной материи, чем ожидалось.
Новые факты о МарсеБиохимик Стивен Беннер утверждает, что первая жизнь зародилась на Марсе и только потом, благодаря метеориту, попала на Землю. По его мнению, 3,5 млрд. лет назад (в момент зарождения жизни) Земля была покрыта кипятком, формирование жизни в котором было невозможно. Зато Марс в то время был идеален. Он был суше и имел молибден и бор, необходимые для развития.
Марсоход CuriosityВ 2005 году информация о Марсе пополнилась новыми сведениями. Марсоход Curiosity, пробурив грунт планеты, взял глубинную пробу каменной породы. Обнаруженные на глубине полуметра следы грунтовых вод показали, что около 3 млрд. лет назад на Марсе имелась вода.
Удивительные открытия всегда идут в ногу со временем. Что принесет нам следующий, XXII век?
24smi.org
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вопреки упадническим настроениям, наука в XXI веке не только не снизила темпов, но и заметно продвинулась в фундаментальных дисциплинах. Наиболее динамично развиваются физика и биотехнологии, где учеными были достигнуты успехи, которые могут претендовать на звание революционных.
В первые два десятилетия 21-го века наука обогатилась целым рядом открытий, которые в перспективе могут значительно повлиять на качество жизни каждого человека. Чего стоит только получение стволовых клеток из кожи взрослого человека, дающее возможность выращивать нужные органы без использования эмбриональных клеток! Фундаментальное открытие гравитационных волн дает человечеству надежду на путешествия между звездами, а из нового материала графен совсем скоро будут производить сверхъемкие аккумуляторы. Впрочем, обо всем по порядку: в нижеприведенном рейтинге мы постарались систематизировать важнейшие научные открытия 21 века по степени их значимости для человечества.
Наряду с фундаментальными открытиями, 21-й век ознаменовался интереснейшими находками археологов. Например, в 2016-м г. в гробнице Тутанхамона были обнаружены сразу две тайные комнаты. Найденные там органические останки, возможно, принадлежат знаменитой царице Нефертити
Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два десятилетия наука сделала огромный шаг в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 г. английская фирма «RSLSteeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать двери ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стаканчик.
Одноразовый стакан легко раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать. Управляющие сигналы для этого снимаются с грудных мышц тела.
Другая компания «Bebionic» в 2016 г. изготовила для инвалида Найджела Экленда бионический протез руки, которым не только можно управлять силой мысли. Вдобавок к этому изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончания культи. Таким образом, достигается обратная связь, чтобы пациент мог чувствовать прикосновения и тепло. Пока биопротезы являются достаточно дорогими, однако благодаря развитию 3D-печати уже в ближайшее время прогнозируется их более широкая доступность.
Разработка биопротезов ведется и в России – в рамках проекта «Моторика» недавно была создана бионическая рука «Страдивари», которая силой мысли может производить 6 видов хватов. В запястье разработчики встроили электронные часы
В 2010 г. группа ученых под руководством Крейга Вентера добилась прорыва в амбициозном проекте по созданию ни много, ни мало – новой жизни. Биологи взяли геном бактерии Mycoplasma genitalium и систематически, один за другим, удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор, необходимый для жизни. Оказалось, что он должен включать 382 гена, составляющих, как бы основу жизни. После этого ученые уже «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно были удалены собственные комплексы ДНК.
Искусственная клетка, которая даже получила собственное имя – Синтия, оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.
Данный успех открывает перед биотехнологами широчайшие возможности по созданию гораздо более сложных организмов с заданными параметрами. Уже сейчас конструируются искусственные клетки, которые смогут производить вакцины и даже топливо для автомобилей, а в перспективе биологи надеются создать бактерию, которая бы поглощала углекислый газ. Такой микроорганизм мог бы помочь в ликвидации парникового эффекта на Земле, а также в терраформировании Марса и Венеры.
Так выглядит первая в мире размножившаяся искусственная клетка Синтия под электронным микроскопом
К крупнейшим открытиям 21 века можно отнести сразу две «космические» находки. В 2005 г. группа американских астрономов из обсерватории «Джемини», Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что малая планета, получившая название Эрида, по размерам лишь немного уступает Плутону. В 2006 г. это небесное тело сфотографировал орбитальный телескоп «Хаббл», обнаружив вращающийся вокруг него довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Предполагается, что по физическим характеристикам Эрида похожа на Плутон, а ее поверхность, скорее всего, покрыта ярко-белым льдом, поскольку альбедо (отражающая способность) планетоида уступает только спутнику Сатурна Энцеладу.
Эрида является второй по величине из известных на сегодня транснептуновых планет, лишь немного уступая Плутону
Вторым крупнейшим открытием 21 века в исследовании Солнечной системы является обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 г. орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия под поверхностью планеты водяного льда. В 2005 г. европейский аппарат «Марс-Экспресс» заснял кратеры с явственными следами водяных потоков, а окончательно развеял сомнения американский зонд «Феникс». В 2008 г. он сел в окрестностях Северного полюса и в одном из экспериментов – успешно выделил воду из марсианского грунта. Гарантированное наличие влаги на Красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030-х годах, идет разработка ядерного двигателя для этой цели и в России.
По одной из гипотез, некогда Марс был планетой, на которой кипела жизнь, и было много жидкой воды. Если это правда, то миллиард лет назад Марс мог выглядеть примерно так
В 2014 г. исследователям из Массачусетского университета удалось внедрить в память подопытных мышей ложные воспоминания. Им в голову были вживлены оптоволоконные провода, присоединенные к участкам мозга, ответственным за формирование памяти. По ним ученые подавали лазерные сигналы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных. Например, грызуны забывали, что в определенном участке клетки у них когда-то были приятные встречи с самками и больше не стремились туда. В то же время, ученым удалось создать новые воспоминания о том, что «опасный» отсек клетки, на самом деле привлекателен и мыши старались оказаться именно там.
Первым существом, которому удалось перезаписать память, стала лабораторная мышь, в мозг которой был вживлен оптоволоконный пачкорд
На первый взгляд, эти результаты выглядят детской игрой, да еще и с сомнительным этическим подтекстом. Между тем, нейрофизиологам удалось главное – найти участки мозга, отвечающие за память (гиппокамп и префронтальная кора) и создать, пусть пока примитивные, методы воздействия на них. Это дает широкие перспективы для совершенствования путей воздействия на мозг, а в будущем позволит лечить фобии и душевные расстройства. Не исключено, что уже в обозримом будущем удастся создать приборы для пакетной закачки данных в человеческий мозг для быстрого обучения наукам, требующим запоминания большого количества данных, например, можно будет в кратчайшие сроки овладеть иностранным языком.
Возможно, создатели фильма «Вспомнить все» были не так уж далеки от истины, изобразив будущее, где человеку можно запросто записывать новые воспоминания и стирать старые
В июле 2012 г. произошло открытие, ради которого были потрачены 6 млрд. долларов, вложенные в постройку Большого адронного коллайдера (CERN) близ Женевы. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом. В честь него она и была названа. Благодаря экспериментальному доказательству существования бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля. Данная теория является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.
Практическое значение открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым не требуется энергия для работы.
Для этого нужно «всего ничего» - научиться убирать т.н. хиггсовское поле, которое связывает элементарные частицы, не давая им разлетаться. В этом случае масса объекта с нейтрализованным полем будет равна нулю, а значит - он перестанет принимать участие в гравитационном взаимодействии. Разумеется, такие открытия – вопрос весьма отдаленного будущего.
На возведение Большого адронного коллайдера ушло 25 лет и многие миллиарды долларов, однако он выполнил свою главную миссию по обнаружению «частицы Бога» - бозона Хиггса
Графен – это уникальный по прочности и многим другим свойствам материал, который был впервые получен русскими физиками (работающими в Британии) Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 г. Через 6 лет ученых наградили за это Нобелевской премией, а в наши дни графен активно исследуется и уже применяется в некоторых изделиях. Необычность материала заключается сразу в нескольких его особенностях. Во-первых – это второй по прочности (после карбина) из известных ныне материалов. Во-вторых, графен – великолепный проводник, с помощью которого можно достигать уникальные электронные эффекты. В-третьих, материал обладает высочайшими показателями теплопроводности, что опять же – позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева.
Особые надежды на графен возлагаются в плане его применения в сверхъемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.
В 2017 г. компания «Samsung» представила один из первых АКБ на основе графена с емкостью на 45% выше, чем у его литий-ионного аналога сопоставимой величины. Но самое главное – новый аккумулятор заряжается и отдает заряд в 5 раз быстрее обычного. Примечательно, что речь идет не о полностью графеновом, а о гибридном АКБ, где инновационный материал используется как вспомогательный. Если же, точнее – когда разработчики создадут полностью графеновую батарею, это станет настоящей революцией в энергетике. Главной проблемой в широком использовании графена является дороговизна его получения и недостатки в технологиях, которые пока не позволяют получить абсолютно однородный материал. Однако уже сейчас число заявок на патенты с использованием графена зашкалило за 50 тыс., поэтому нет сомнения, что уже в обозримом будущем необычный материал заметно повлияет на качество жизни людей.
Первые графеновые аккумуляторы уже выпускаются серийно. Например, эта небольшая батарея от компании «Samsung» способна полностью зарядить достаточно емкую АКБ «Айфона» всего за 5-10 минут
В 2012 г. нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гердону и его японскому коллеге Сине Яманаке. Они произвели настоящий фурор в среде биотехнологов, создав из обычных клеток – стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани мыши всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие всеми свойствами эмбриональных. Из подобного материала можно вырастить любой орган – от печени до сердца.
Таким образом, исследователи не только теоретически, но и практически доказали обратимость специализации клеток, что невозможно переоценить.
До недавних пор считалось, что стволовые клетки можно получить только из эмбрионов или пуповинной крови. Первое – сомнительно с этической точки зрения, а второе – вынуждало людей (в основном богатых) делать банк стволовых клеток сразу после рождения ребенка, чтобы в будущем он мог использовать его для лечения. Открытие физиологов сняло данные ограничения и теперь каждому человеку (как минимум, теоретически) доступно лечение стволовыми клетками и клонирование органов, содержащих «родную» ДНК организма.
Уже сейчас вырастить внутренний орган из стволовых клеток не является сложной задачей, а через 20-30 лет создание печени и почек из своих же клеток, скорее всего, станет тривиальным делом
Открытие гравитационных волн считается величайшим научным достижением 2016 года, а возможно и всего второго десятилетия XXI века. В 2017 году их первооткрывателям - Райнеру Вайссу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну была присуждена нобелевская премия по физике. С помощью двух интероферометрических обсерваторий LIGO и VIRGO, расположенных в США и Италии, ученым удалось зафиксировать гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр на расстоянии в 1,3 млрд. световых лет от Солнца.
Тем самым исследователи экспериментально подтвердили достоверность Общей теории относительности Эйнштейна, предсказавшей наличие гравитационных волн еще в начале ХХ века (на уровне теории).
Впоследствии LIGO и VIRGO зафиксировали еще два гравитационных всплеска от столкновения нейтронных звезд. Выдающаяся ценность открытия заключается в подтверждении искривления пространства-времени под воздействием массивных объектов. Это означает, что тысячи раз описанные фантастами путешествия звездолетов сквозь «нуль-пространство» и «гиперпереходы» вполне возможны, хоть и являются перспективой далекого будущего. Вероятно, неслучайно, один из первооткрывателей гравитационных волн – Кип Торн, по итогам своих исследований выпустил книгу, «Интерстеллар. Наука за кадром», название которой перекликается со знаменитым фильмом.
Примерно так по Эйнштейну выглядит пространство-время в окрестностях Солнца, искривляющееся под воздействием массивной звезды. Теперь данная картина доказана экспериментально
Под квантовой телепортацией понимается не перемещение физических объектов, а передача информации о состоянии элементарной частицы или атома. Важнейшим моментом здесь является расстояние – вплоть до начала XXI века подобную связь удавалось обеспечить только на уровне микромира. Прорывным стал 2009 г., когда ученым из Мерилендского университета удалось передать квантовое состояние иона иттербия на 1 метр. Затем инициативу в данном направлении исследований прочно перехватили китайские ученые.
Сначала им удалось обеспечить квантовую связь на дистанции 120 км, а в 2017 г. – осуществить первую космическую квантовую телепортацию со спутника «Мо-Цзы» на три наземных лаборатории до которых было 1203 км.
Такой научно-технологический скачок позволит уже в ближайшем будущем создавать абсолютно защищенные линии связи, которые даже теоретически не смогут взломать хакеры. В условиях, когда финансовая, деловая и частная жизнь все больше перемещается в Интернет, линии на основе квантовой телепортации обещают стать настоящей панацеей в сфере информационной безопасности. Кроме того, на основе данного способа связи разрабатываются сверхбыстрые компьютеры, которые в перспективе заменят существующие.
Первым аппаратом, осуществившим квантовую телепортацию на большое расстояние стал китайский спутник «Мо-Цзы», названный в честь древнего философа империи Хань
В 2008 г. ученые из Англии создали, пожалуй, первого в мире киборга – полуживого робота с мозгом на основе 300 тыс. крысиных нейронов. Их выделили из эмбриона грызуна, разделили с помощью специального фермента и разместили в питательном растворе на пластине размером 8 см. К полученному квазимозгу ученые присоединили 60 электродов, которые считывают сигналы с нейронов и передают их к электронной схеме. Они же служат для доставки в мозг сигналов. Первый робот с биологическим мозгом получил собственное имя – Гордон, был оснащен платформой для передвижения и ультразвуковым сенсором, сканирующим местность при езде. Сигналы от него идут в мозг, а возникающие там импульсы и обратная связь управляют движением.
Робот Гордон и его крысиный мозг, вынесенный на специальную пластину с отходящими от него электродами
Исследователям удалось добиться обучаемости Гордона, поскольку нейроны обладают памятью. Упершись в препятствие всего один раз, робот в 80% случаев уже не ездит по неудачному маршруту. При этом, как заявляют ученые, Гордон не управляется извне, а контролируется исключительно серым веществом, доставшимся от крысы. Таким образом, британцы сделали первый шаг по созданию полноценных киборгов на основе уже не десятков тысяч, а миллиардов нейронов, что, скорее всего, произойдет еще до конца текущего столетия.
Читайте еще по теме научных открытий: Десять величайших изобретений, которые изменили мир
glavmedia.net
