Końcowy rok 2016 zostanie zapamiętany ze względu na historyczne wydarzenia naukowe. Kulą rządzą fizycy i astronomowie: dokonali najbardziej dyskutowanych i ekscytujących odkryć związanych z czarnymi dziurami, teorią względności i innymi światami. Biolodzy, modyfikując genomy i eksperymentując na ludziach, również wiele osiągnęli. Lenta.ru przypomina o najważniejszych wynikach naukowych roku.

Złapałem falę

11 lutego 2016 cały świat dowiedział się o istnieniu fal grawitacyjnych - ogłoszono ich eksperymentalne odkrycie. Przewidywane przez ogólną teorię względności Alberta Einsteina, przez dziesięciolecia wymykały się naukowcom. A 14 września 2015 r. o 05:51 czasu wschodnioletniego (13:51 czasu moskiewskiego) po raz pierwszy zarejestrowano fale grawitacyjne w obserwatorium LIGO (laserowo-interferometryczne obserwatorium fal grawitacyjnych). Narodziły się z połączenia dwóch czarnych dziur w jedną masywną czarną dziurę. Stało się to 1,3 miliarda lat temu, ale perturbacja grawitacyjna czasoprzestrzeni dopiero dotarła do Ziemi.

LIGO to system dwóch identycznych detektorów starannie dostrojonych do wykrywania niewiarygodnie małych przemieszczeń spowodowanych przejściem fal grawitacyjnych. Detektory znajdują się w odległości trzech tysięcy kilometrów w Livingston w stanie Luizjana i Hanford w stanie Waszyngton. Projekt został zaproponowany w 1992 roku przez grupę amerykańskich naukowców, w skład której wchodził Kip Thorne, znany z udziału w tworzeniu filmu Interstellar. LIGO, które kosztowało 370 mln USD, rozpoczęło prace w 2002 roku, ale falę grawitacyjną udało się złapać dopiero po modernizacji przeprowadzonej w latach 2010-2015.

Druga Ziemia

W sierpniu czasopismo Nature opublikowało artykuł astronomów z Europejskiego Obserwatorium Południowego o odkryciu egzoplanety podobnej do Ziemi w pobliżu najbliższej gwiazdy Układu Słonecznego, Proxima Centauri. Ciało niebieskie, zwane Proxima b, jest 1,3 razy cięższe od Ziemi, okrąża Proxima Centauri po niemal kołowej orbicie z okresem 11,2 dnia i znajduje się w odległości 0,05 jednostki astronomicznej (7,5 miliona kilometrów). To, co czyni tę planetę podobną do Ziemi, to fakt, że znajduje się ona w nadającej się do zamieszkania strefie swojego słońca. Oznacza to, że warunki na Proximie b mogą przypominać te na Ziemi. Jeśli okaże się, że planeta ma pole magnetyczne, gęstą atmosferę i oceany płynnej wody, to prawdopodobieństwo istnienia tam życia jest bardzo wysokie.

Zdjęcie: ESO / M. Kornmesser

idź, zagraj idź

Gra planszowa Go jest uważana za jedną z najtrudniejszych do opanowania przez sztuczną inteligencję. Jednak AlphaGo, opracowane przez DeepMind, zdołało pokonać koreańskiego mistrza świata w go Lee Sedola w czterech na pięć meczów.

AlphaGo wykorzystuje tzw. sieci wartości do oceny pozycji pionków na planszy oraz sieci reguł do wyboru ruchów. Te sieci neuronowe uczą się grać, analizując znane gry, a także metodą prób i błędów podczas gry w pojedynkę. Przed zmierzeniem się z Lee Sedolem sztuczna inteligencja pokonała inne programy w 99,8 procentach czasu, a następnie przewyższyła mistrza Europy.

Trzeci nie jest zbyteczny

W kwietniu 2016 roku w Meksyku urodziło się dziecko, poczęte z mitochondrialnego DNA osoby trzeciej. Metoda „trzech rodziców” polega na przeszczepieniu mitochondrialnego DNA od kobiety dawcy do komórki jajowej matki. Naukowcy uważają, że pozwala to uniknąć wpływu mutacji ze strony matki, które mogą powodować takie choroby jak cukrzyca czy głuchota.

Operację wykonał amerykański chirurg John Zhang. Wybrał Meksyk, ponieważ w Stanach Zjednoczonych stosowanie tej techniki jest zabronione. Dziecko urodziło się zdrowe, do tej pory nie odnotowano żadnych negatywnych konsekwencji.

Dziewiąta planeta

20 stycznia astronomowie Michael Brown i Konstantin Batygin z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego w Pasadenie poinformowali o odkryciu obiektu wielkości Neptuna, który jest 10 razy cięższy od Ziemi, poza orbitą Plutona. Minimalna odległość między Słońcem a tym ciałem niebieskim to 200 jednostek astronomicznych (siedem razy większa niż między Neptunem a Słońcem). Maksymalne usunięcie Planety X szacuje się na 600-1200 jednostek astronomicznych.

Naukowcy odkryli planetę, analizując dane dotyczące jej grawitacyjnego wpływu na inne ciała niebieskie. Brown i Batygin szacują prawdopodobieństwo błędu na 0,007 procent, ale oficjalnie Układ Słoneczny zdobędzie dziewiątą planetę tylko wtedy, gdy będzie widoczna przez teleskop. Aby to zrobić, astronomowie zarezerwowali czas w japońskim obserwatorium Subaru na Hawajach. Potwierdzenie istnienia ciała niebieskiego zajmie około pięciu lat.

Gwiazdy z niespodzianką

Obraz: capnhack.com

W ubiegłym roku astronomowie odkryli kolejną gwiazdę o nieregularnej jasności - EPIC 204278916. W 2015 roku zidentyfikowano pojedynczą gwiazdę w konstelacji Łabędzia KIC 8462852 o bardzo nietypowym zachowaniu. Jego jasność spadła o 20 procent i utrzymywała się na tym niskim poziomie przez różne okresy czasu (od 5 do 80 dni). Wskazuje to, że wokół gwiazdy znajduje się rój gęsto upakowanych dużych obiektów, a niektórzy badacze sugerują, że KIC 8462852 jest otoczony strukturami astroinżynieryjnymi, takimi jak sfera Dysona.

EPIC 204278916 również zaskoczył naukowców. Jasność gwiazdy, według teleskopu kosmicznego Keplera, spadła do 65 procent maksimum w ciągu 25 dni obserwacji. Silne spadki krzywej blasku oznaczają, że gwiazdę przesłonił obiekt o porównywalnej wielkości. Podobnie jak w przypadku KIC 8462852, jest mało prawdopodobne, aby było to spowodowane gęstym obłokiem komet: zajęłoby to kilkaset tysięcy komet z gigantycznymi jądrami.

W 2017 roku naukowcy spróbują znaleźć prawidłowość w zmianach jasności gwiazd i ustalić ich prawdziwą naturę. Jeśli tak się nie stanie, będziemy musieli przyznać, że astronomowie mają do czynienia z czymś zupełnie niesamowitym.

Rewolucja genowa

16 listopada czasopismo Nature poinformowało, że chińscy naukowcy po raz pierwszy zmodyfikowali genom żywej osoby. Oczywiście nie wszystkie, ale niewielką część. Pacjenta z przerzutowym rakiem płuca zmodyfikowano limfocytami T przy użyciu technologii CRISPR, wyłączając gen kodujący białko PD-1, które zmniejsza aktywność komórek odpornościowych i sprzyja rozwojowi raka.

Zdaniem naukowców wszystko poszło dobrze, a pacjent wkrótce otrzyma drugi zastrzyk. Ponadto w próbach weźmie udział jeszcze 10 osób, z których każda otrzyma od dwóch do czterech zastrzyków. Wszyscy ochotnicy będą obserwowani przez sześć miesięcy, aby sprawdzić, czy leczenie może powodować poważne skutki uboczne.

Minimum

W marcu w czasopiśmie Science naukowcy poinformowali, że udało im się stworzyć bakterię z syntetycznym genomem, usuwając z niej wszystkie geny, bez których organizm może się obejść. W tym celu wykorzystano mykoplazmę M. mycoides, której oryginalny genom składał się z około 900 genów sklasyfikowanych jako niezbędne lub nieistotne. W oparciu o wszystkie dostępne informacje i za pomocą ciągłych testów eksperymentalnych naukowcy byli w stanie określić minimalny genom - niezbędny zestaw genów, które są niezbędne do istnienia bakterii.

W efekcie uzyskano nowy szczep bakterii – JCVI-syn3.0 z genomem skróconym o połowę w porównaniu z poprzednią wersją – 531 kbp. Koduje 438 białek i 35 typów regulatorowego RNA – łącznie 437 genów.

Zamień się w jajko

Kolejne osiągnięcie biotechnologii związane jest z komórkami macierzystymi uzyskanymi z myszy. Japońscy naukowcy z Uniwersytetu Kyushu w Fukuoce po raz pierwszy osiągnęli swoją transformację w jaja (oocyty). W rzeczywistości otrzymali wielokomórkowy żywy organizm z komórek macierzystych.

Oocyt odnosi się do komórek o totipotencji - zdolności do dzielenia się i przekształcania w komórki wszystkich innych gatunków. Naukowcy poddali powstałe oocyty zapłodnieniu in vitro. Komórki zostały następnie przeniesione do ciał zastępczych samic, gdzie rozwinęły się w zdrowe dzieci.

Myszy stworzone w laboratorium były płodne i mogły rodzić zdrowe gryzonie. Ponadto embrionalne komórki macierzyste można było reprodukować z jaj uzyskanych w hodowli i zapłodnionych in vitro.

trudne wiadro

Inżynierowie NASA rewelacyjnie potwierdzili sprawność silnika EmDrive, który „narusza” prawa fizyki. Artykuł został zrecenzowany i opublikowany w czasopiśmie Journal of Propulsion and Power.

Artykuł informuje, że EmDrive w próżni jest w stanie rozwinąć 1,2 miliniutonów na kilowat ciągu. Recenzenci nie mogli znaleźć błędu w konstrukcji stanowiska badawczego i jednostki, a autorzy pracy nie mogli znaleźć siły odwrotnej, która reaguje na ciąg odrzutowy opracowany przez EmDrive. Oznacza to, że silnik się porusza, ale nic nie emituje. Siła wsteczna jest wymagana przez prawo zachowania pędu.

Oliwa do ognia dolewa fakt, że chińscy naukowcy ogłosili pomyślne testy EmDrive na pokładzie kosmicznego laboratorium Tiangong-2 i zamierzają teraz używać go na orbitujących satelitach. Niemniej jednak wielu ekspertów nadal jest sceptycznych i uważa, że ​​autorzy artykułu mogli przeoczyć wpływ niektórych dodatkowych czynników na obliczenia.

Najbardziej niesamowite odkrycia, które zdumiewały naukowców

Najbardziej niesamowite odkrycia, które zdumiały naukowców - starożytne chińskie trąbki Pretty Women Life

Jednym z najbardziej niesamowitych odkryć były starożytne fajki w Chinach. W odległym regionie Chin znajduje się góra z trzema dziwnymi trójkątnymi dziurami, wewnątrz których znaleziono dużą liczbę starożytnych zardzewiałych rur. Jak się okazało, część z nich prowadzi w góry, a część do położonego nieopodal słonego jeziora. Najciekawsze jest to, że w rurach nie znaleziono śmieci, to znaczy, że były używane do jakiegoś celu, ale kto?, bo po prostu nie można tam mieszkać!

Innym interesującym odkryciem był mechanizm z Antikythera, odkryty w 1902 roku na starym statku, który zatonął w pobliżu greckiej wyspy Antikythera. Przeznaczenie tego urządzenia wciąż pozostaje tajemnicą, gdyż mechanizm sprzed 2000 lat składa się z 82 fragmentów, w tym kół zębatych z brązu i części, które nie były używane w żadnym ówczesnym urządzeniu. Naukowcy sugerują, że może to być skrzyżowanie starożytnego kalkulatora i astrolabium (najstarszego instrumentu astronomicznego).

Bardzo ciekawym odkryciem był również tajemniczy dźwięk w oceanie, zarejestrowany przez amerykańską Narodową Agencję Badań Oceanicznych. Ten dźwięk został odebrany przez dwa mikrofony oddalone od siebie o 3000 mil. Po ustaleniu charakterystyki falowej takiego dźwięku naukowcy doszli do wniosku, że był on emitowany przez jakąś żywą istotę, chociaż do tej pory nauka nie znała ani jednego zwierzęcia, które byłoby w stanie odtworzyć tak głośny dźwięk.

Kolejnym niesamowitym odkryciem są baterie bagdadzkie znalezione na terenie starożytnej Mezopotamii. Szacowany wiek znaleziska to ponad 2000 lat. Początkowo zostały zidentyfikowane przez archeologów jako stare naczynia gliniane do przechowywania żywności. Jednak podczas badań znaleziono w środku miedziany pręt. Naukowcy zasugerowali, że naczynia mogą zawierać jakiś rodzaj cieczy, która w interakcji z miedzią może dawać ładunek elektryczny. Jeśli ich teoria jest słuszna, to znalezione urządzenie jest pierwszą na świecie baterią.

Podwodne piramidy na dnie Trójkąta Bermudzkiego To niesamowite odkrycie dokonał w XX wieku Charles Berlitz. Jego ekspedycja odkryła piramidę na głębokości 400 metrów pod wodą, niedaleko Bermudów. Piramida noszenia była 3 razy wyższa od największej znanej wówczas egipskiej piramidy Cheopsa i miała gładkie szklane krawędzie. Bardzo interesujące jest to, że piramida nie składa się z bloków, ponieważ nie widać na niej szwów i pęknięć, ale wydaje się, że jest wyrzeźbiona z monolitu. Pomimo tego, że władze USA utajniły te informacje, ostatnio pojawiła się nowa wiadomość, która mówi, że na obszarach Trójkąta Bermudzkiego znaleziono jeszcze 2 piramidy o podobnym pochodzeniu i kształcie. Według wstępnych danych wiek nieznanych struktur nie przekracza 500 lat.

Przez 15 lat od początku nowego tysiąclecia ludzie nawet nie zauważyli, że są w innym świecie: żyjemy w innym układzie słonecznym, umiemy naprawiać geny i siłą myśli sterować protezami. Nic z tego nie wydarzyło się w XX wieku.

Genetyka

Genom ludzki został całkowicie zsekwencjonowany

Robot sortuje ludzkie DNA na szalkach Petriego na potrzeby projektu Ludzki genom

Projekt ludzkiego genomu ( Projekt ludzkiego genomu) rozpoczął się w 1990 roku, roboczy projekt struktury genomu został wydany w 2000 roku, a kompletny genom w 2003 roku. Jednak nawet dzisiaj nie została jeszcze zakończona dodatkowa analiza niektórych obszarów. Był wykonywany głównie na uniwersytetach i ośrodkach badawczych w USA, Kanadzie i Wielkiej Brytanii. Sekwencjonowanie genomu ma kluczowe znaczenie dla opracowywania leków i zrozumienia działania ludzkiego ciała.

Inżynieria genetyczna osiągnęła nowy poziom

W ostatnich latach opracowano rewolucyjną metodę manipulacji DNA za pomocą tzw CHRUPIĄCY-mechanizm. Technika ta pozwala na selektywną edycję pewnych genów, co wcześniej nie było możliwe.

Matematyka

Twierdzenie Poincarégo zostało udowodnione

W 2002 roku rosyjski matematyk Grigory Perelman udowodnił twierdzenie Poincarégo, jeden z siedmiu problemów milenijnych (ważne problemy matematyczne, które nie zostały rozwiązane od dziesięcioleci). Perelman wykazał, że oryginalna trójwymiarowa powierzchnia (jeśli nie ma na niej nieciągłości) z konieczności przekształci się w trójwymiarową sferę. Za tę pracę otrzymał prestiżowy Medal Fieldsa, równoznaczny z Nagrodą Nobla w dziedzinie matematyki.

Astronomia

Odkryto planetę karłowatą Eris

Eridu został po raz pierwszy sfotografowany 21 października 2003 roku, ale został zauważony na zdjęciach dopiero na początku 2005 roku. Jego odkrycie było ostatnią kroplą w debacie o losie Plutona (czy nadal uważać go za planetę, czy nie), która zmieniła zwykły obraz Układu Słonecznego (zob. s. 142–143).

Woda znaleziona na Marsie

W 2005 roku Mars Express Europejskiej Agencji Kosmicznej odkrył duże złoża lodu wodnego blisko powierzchni - jest to bardzo ważne dla późniejszej kolonizacji Czerwonej Planety.

Fizyka

Globalne ocieplenie - szybsze niż oczekiwano

W 2015 r. naukowcy ze Światowego Centrum Monitorowania Lodowców na Uniwersytecie w Zurychu (Szwajcaria), kierowanego przez dr. Michaela Zempa, we współpracy z kolegami z 30 krajów, odkryli, że dotychczasowe tempo topnienia lodowców na Ziemi w porównaniu z średnie stawki w XX wieku wzrosły dwa lub trzy razy.

Odkryto teleportację kwantową

Taka teleportacja różni się od teleportacji, o której lubią mówić pisarze science fiction - za jej pomocą materia czy energia nie są przesyłane na odległość. Eksperymenty z przenoszeniem stanów kwantowych na duże odległości zostały z powodzeniem przeprowadzone w ciągu ostatnich 15 lat przez co najmniej kilkanaście grup naukowych. Teleportacja kwantowa jest bardzo ważna przy tworzeniu ultra-bezpiecznych szyfrów i komputerów kwantowych.

Istnienie grafenu potwierdzone eksperymentalnie

Jej dwuwymiarowa (grubość jednego atomu) sieć krystaliczna wykazuje niezwykłe właściwości elektrofizyczne. Grafen po raz pierwszy uzyskali Andrey Geim i Konstantin Novoselov w 2004 roku (Nagroda Nobla za 2010 rok). Ma być stosowany w elektronice (w ultracienkich i ultraszybkich tranzystorach), kompozytach, elektrodach itp. Ponadto grafen jest drugim najtrwalszym materiałem na świecie (karabinek jest na pierwszym miejscu).

Udowodniono istnienie plazmy kwarkowo-gluonowej

W 2012 roku eksperymenty fizyków pracujących z akceleratorem RHIC w Brookhaven National Laboratory (USA) zostały wpisane do Księgi Rekordów Guinnessa z dopiskiem „za najwyższą uzyskaną w laboratorium temperaturę”. Zderzając jony złota w akceleratorze, naukowcy osiągnęli pojawienie się plazmy kwarkowo-gluonowej o temperaturze 4 bilionów ° C (250 tysięcy razy wyższej niż w centrum Słońca). Około mikrosekundy po Wielkim Wybuchu wszechświat wypełnił się właśnie taką plazmą.

Znaleziono bozon Higgsa

Istnienie tej cząstki elementarnej, która odpowiada za masę wszystkich innych cząstek, teoretycznie przewidział w latach sześćdziesiątych Peter Higgs. I został znaleziony podczas eksperymentów w Wielkim Zderzaczu Hadronów w 2012 roku (za który Higgs wraz z Francois Englerem otrzymał Nagrodę Nobla 2013).

Biologia

Ludzi podzielono na trzy enterotypy

W 2011 roku naukowcy z Niemiec, Francji i kilku innych ośrodków badawczych udowodnili, że zgodnie z genetyką zamieszkujących nas bakterii, ludzie dzielą się na trzy kategorie, czyli enterotypy. Enterotyp człowieka objawia się odmienną reakcją na żywność, leki i diety, dlatego stało się jasne, że w tych dziedzinach nie mogą istnieć uniwersalne przepisy.

Stworzył pierwszą syntetyczną komórkę bakteryjną

W 2010 roku naukowcy z Craig Venter Institute (który był jednym z liderów wyścigu o rozszyfrowanie ludzkiego genomu) stworzyli pierwszy w pełni syntetyczny chromosom z genomem. Kiedy został wbudowany w komórkę bakteryjną pozbawioną materiału genetycznego, zaczął funkcjonować i dzielić się zgodnie z prawami wyznaczonymi przez nowy genom. W przyszłości genom syntetyczny umożliwi tworzenie szczepionek przeciwko nowym szczepom wirusów w ciągu godzin, a nie tygodni, w celu wyprodukowania wydajnych biopaliw, nowych produktów spożywczych itp.

Pomyślnie nagrane i ponownie nagrane wspomnienia

Od 2010 roku kilka grup badawczych (USA, Francja, Niemcy) nauczyło się zapisywać fałszywe wspomnienia w mózgach myszy, wymazywać te prawdziwe, a także zamieniać wspomnienia przyjemne w nieprzyjemne. Sprawa jeszcze nie dotarła do ludzkiego mózgu, ale nie potrwa to długo.

Uzyskane „etyczne” (nie z zarodków) pluripotencjalne komórki macierzyste

W 2012 roku Shinya Yamanaka wraz z Johnem Gurdonem zdobyli Nagrodę Nobla za odkrycie w 2006 roku pozyskiwania pluripotencjalnych komórek macierzystych myszy poprzez przeprogramowanie epigenetyczne. W ciągu następnej dekady co najmniej kilkanaście grup naukowych poczyniło imponujące postępy w tej dziedzinie, w tym w zakresie komórek ludzkich. To dobrze wróży przełomom w terapii raka, medycynie regeneracyjnej i klonowaniu ludzi (lub narządów).

Paleontologia

Tkanka miękka dinozaura odkryta po raz pierwszy

Mary Schweitzer kierowała zespołem naukowym, który opisał kolagen wyizolowany z kości udowej Tyrannosaurus rex.

W 2005 roku paleontolog molekularny Mary Schweitzer z University of North Carolina odkrył tkankę miękką w skamieniałej gałęzi 65-milionowego tyranozaura z Montany. Wcześniej sądzono, że jakiekolwiek białka ulegną rozkładowi w ciągu maksymalnie kilku tysięcy lat, więc nikt ich nie szukał w skamielinach. Następnie w innych starożytnych próbkach znaleziono tkanki miękkie (kolagen).

Geny neandertalczyków i denisowian znalezione u ludzi

Uczestnicy międzynarodowego sympozjum „Przejście do górnego paleolitu w Eurazji: dynamika kulturowa i rozwój rodzaju Homo» zwiedzanie wykopalisk w centralnej sali Jaskini Denisowej

Z prac dwóch grup naukowych stało się jasne, że od 1 do 3% genomu przeciętnego Europejczyka lub Azjaty pochodzi od neandertalczyków. Ale każdy współczesny osobnik ma odmienne allele neandertalskie (różne formy tego samego genu), więc całkowita ilość genów „neandertalskich” jest znacznie wyższa, nawet do 30%. „Spadkobiercy” neandertalczyków (przejście miało miejsce około 45 tysięcy lat temu) to w większości Europejczycy; Azjaci w genomie zawierają ślady krzyżowania się z innym hominidem - „człowiekiem Denisowskim”. Najbardziej „czysty” Homo sapiens- Tubylcy kontynentu afrykańskiego.

Medycyna

Oddychanie we wczesnym stadium raka płuc

Rok temu zespół izraelskich, amerykańskich i brytyjskich naukowców opracował urządzenie, które może dokładnie zidentyfikować raka płuc i określić, w jakim jest stadium. Podstawą urządzenia był analizator oddechu z wbudowanym nanoczipem NaNos, zdolny do „wywęszenia” guza nowotworowego z 90-procentową dokładnością, nawet gdy guzek rakowy jest prawie niewidoczny. W niedalekiej przyszłości powinniśmy spodziewać się analizatorów, które będą w stanie określić inne nowotwory na podstawie „zapachu”.

Opracowano pierwsze w pełni autonomiczne sztuczne serce

Specjaliści z amerykańskiej firmy Abiomed opracował pierwsze na świecie w pełni autonomiczne, stałe sztuczne serce do implantacji ( AbioCor). Sztuczne serce przeznaczone jest dla pacjentów, którzy nie mogą wyleczyć własnego serca lub wszczepić dawcy.

Bionika

Stworzył urządzenia biomechaniczne i protezy sterowane myślą

Amerykański Zack Water przetestował bioniczną protezę nogi, wspinając się po schodach na 103 piętro wieżowca Willis Tower w Chicago.

W 2013 roku pojawiły się pierwsze prototypy „inteligentnych” protez z informacją zwrotną (emulacją wrażeń dotykowych), które pozwalają człowiekowi poczuć to, co proteza „czuje”. W latach 2010-tych powstały również urządzenia odrębne od człowieka, sterowane jedynie przez interfejs mentalny (czasem z kontaktami inwazyjnymi, ale częściej wygląda jak obręcz na głowę z suchą elektrodą) - gry komputerowe i symulatory, manipulatory, pojazdy itp.

Elektronika

Przekroczyłem barierę petaflop

W 2008 roku nowy superkomputer w Los Alamos (USA) wykonywał ponad biliard (tysiąc bilionów) operacji na sekundę. Kolejna bariera, eksaskala (kwintylion operacji na sekundę), zostanie osiągnięta w nadchodzących latach. Systemy o tak niesamowitej szybkości są potrzebne przede wszystkim do obliczeń o wysokiej wydajności - przetwarzania danych z eksperymentów naukowych, modelowania klimatu, transakcji finansowych itp.

Zdjęcie: Alamy, SPL, Newscom / Legion Media, SPL / Legion Media (X2), Zdjęcie dzięki uprzejmości North Carolina State University, Reuters / Pix-Stream, Alexander Kryazhev / RIA Novosti, Reuters / Pix-Stream, Michael Hoch, Maximilien Brice / © 2008 CERN, na rzecz CMS Collaboration, AP / East News

Zazwyczaj w święta sylwestrowe wszystkie media naukowe i popularnonaukowe, w tym Natura i Nauka, tworzą przeboje najbardziej naukowych wydarzeń, odkryć czy publikacji roku. Ale nauka jest atrakcyjna nie tylko dla wydarzeń na dużą skalę, ale także ze względu na swoje dziwactwa. strona postanowiła sporządzić własną listę odkryć, które być może nie mają globalnego znaczenia, ale są urocze dla tych, którzy o nich piszą ze względu na ich niezwykłość.

„Duch” na głębokości pięciu kilometrów

Naukowcy dokonali jednocześnie kilku interesujących odkryć w dziedzinie żywej i dawno martwej przyrody. Tak więc w lutym amerykańscy naukowcy odkryli całkowicie uroczą białą, przezroczystą ośmiornicę głębinową, która nie ma płetw płaszczowych, a przyssawki na mackach są ułożone w jednym rzędzie. To zwierzę żyje na głębokości prawie pięciu kilometrów - właśnie tam zabrała go kamera aparatu badawczego Okeanos Explorer. Bez słowa wszyscy zaczęli nazywać to zwierzę Kacperem: ośmiornica okazała się bardzo podobna do postaci z kreskówek. Niestety, w grudniu naukowcy już ogłosili, że dziecko wyginie.

„Biały i puszysty”

Niesamowite odkrycia można dokonać nie tylko w laboratorium. Jedno z najważniejszych odkryć dla dziennikarzy naukowych, nie tylko roku, ale być może dekady, zostało dokonane… w sklepie jubilerskim. W Myanmarze (Birma) kupili kawałek bursztynu, w którym 99 milionów lat temu znajdował się ogon małego dinozaura. Puszysty ogon. Micro-CT już pokazało zaskakująco delikatną strukturę piór. Cóż, wyobraź sobie białego i puszystego tyranozaura! Wybitne odkrycie zostało opublikowane w czasopiśmie Current Biology.

Królewskie Muzeum Saskatchewan (RSM/RC McKellar)

Końcówka ocalałego fragmentu ogona dinozaura w bursztynie

Nasi przodkowie o ostrych zębach

A w dążeniu do odkrycia, „zmiękczania” wyglądu „strasznych jaszczurek”, trzeba oczywiście dodać odkrycie przeciwne. Paleontolodzy z kilku amerykańskich uniwersytetów torbacz, Didelphodon vorax, który żył jednocześnie z dinozaurami i miał najsilniejsze szczęki wśród ssaków. Nawiasem mówiąc, te zwierzęta, które żyły około 70 milionów lat temu, z przyjemnością zjadały małe dinozaury.

Najbardziej ekstrawagancka śmierć

Samo wydarzenie, które będzie omawiane, widzieliśmy na Ziemi już przed rokiem. Automatyczny przegląd nieba zarejestrował bardzo jasny błysk ASASSN-15lh, który, jak się okazało, szedł w naszym kierunku przez cztery miliony lat. I dobrze, że wydarzyło się to do tej pory: w momencie największej jasności ASASSN-15lh świeciło 20 razy jaśniej niż cała nasza galaktyka! W 2015 roku naukowcy uznali, że ten wybuch był mniej więcej zwykłą supernową, śmiercią gwiazdy z utworzeniem czarnej dziury, po prostu gwiazda była bardzo masywna. Jednak po nowych obserwacjach w 2016 roku sytuacja była bardziej niezwykła.

Rzeczywiście, nie obejdzie się bez czarnej dziury, ale mała gwiazda może nadal żyć i żyć, po prostu przeleciała zbyt blisko supermasywnej czarnej dziury w centrum swojej galaktyki. Upadek gwiazdy do czarnej dziury i wyrzucenie nadmiaru materii dały początek temu niezwykle jasnemu błyskowi.

Między neuronem a gwiazdą neutronową

Jeśli mówimy o cząstkach złożonych wyłącznie z obojętnych barionów – neutronów, to do tej pory znamy tylko sam neutron, który żyje w formie swobodnej tylko 15 minut, a gwiazdy neutronowe żyją znacznie dłużej. Ostatnie eksperymenty w japońskim Instytucie RIKEN oraz prace międzynarodowej grupy naukowców z udziałem Rosji pokazują, że tetraneutron może istnieć przez bardzo krótki czas (około 10-22 sekund) – cztery neutrony połączone w jeden „atom” neutronów.

Antymateria staje się czystsza

I jeszcze piękniejsze wieści ze świata egzotycznej materii. Antycząstki - pozyton, antyproton i inne - znane są od lat 30. XX wieku. Nauczyli się nie tylko pozyskiwać, ale i wykorzystywać w praktyce: powstawanie pozytonów i ich anihilacja leżą u podstaw tak potężnej metody diagnostycznej, jaką jest pozytonowa tomografia emisyjna. W 1995 roku CERN zdołał „złożyć” atom antywodoru z antyprotonu i pozytonu. A teraz, ponad dwie dekady później, naukowcy mierzą widmo antywodoru i porównują je z widmem zwykłego wodoru.

Znalezienie „Terroru”

Wszystko w tej wiadomości archeologicznej jest niezwykłe. Po pierwsze, kolejnego ważnego odkrycia dokonali archeolodzy podwodni, po drugie niezwykła nazwa znalezionego obiektu, a po trzecie, znane nazwisko osoby związanej ze znaleziskiem.

Mowa o odkryciu drugiego statku ekspedycji słynnego brytyjskiego podróżnika i polarnika Johna Franklina, który zniknął 168 lat temu (z jakiegoś powodu w naszym kraju wciąż bywa mylony z innym Franklinem z banknotu studolarowego ). W 2014 roku archeolodzy podwodni odkryli już statek Erebus z zaginionej ekspedycji. Teraz znaleziono „Terror”. Najbardziej zdumiewające jest to, że statek zachował się na tyle dobrze, że zdaniem badaczy warto go podnieść z głębokości 24 metrów, wypompować wodę i znów będzie mógł pływać.

Odkrycia naukowe dokonywane są cały czas. Przez cały rok publikowana jest ogromna liczba raportów i artykułów na różne tematy, a na nowe wynalazki wydawane są tysiące patentów. Wśród tego wszystkiego można znaleźć naprawdę niesamowite osiągnięcia. Niniejszy artykuł przedstawia dziesięć najciekawszych odkryć naukowych, jakich dokonano w pierwszej połowie 2016 roku.

1. Mała mutacja genetyczna, która wystąpiła 800 milionów lat temu, doprowadziła do pojawienia się wielokomórkowych form życia

Według badań starożytna cząsteczka GK-PID spowodowała, że ​​organizmy jednokomórkowe przekształciły się w organizmy wielokomórkowe około 800 milionów lat temu. Stwierdzono, że cząsteczka GK-PID działa jak „karabinek molekularny”: zbiera chromosomy razem i mocuje je na wewnętrznej ścianie błony komórkowej, gdy następuje podział. Pozwoliło to komórkom na prawidłowe rozmnażanie się i nie stawanie się rakowymi.

Fascynujące odkrycie wskazuje, że starożytna wersja GK-PID nie zachowywała się tak, jak teraz. Powodem, dla którego zmieniła się w „genetycznego karabinka”, jest mała mutacja genetyczna, która się rozmnażała. Okazuje się, że pojawienie się wielokomórkowych form życia jest wynikiem jednej możliwej do zidentyfikowania mutacji.

2. Odkrycie nowej liczby pierwszej

W styczniu 2016 r. matematycy odkryli nową liczbę pierwszą w ramach „Great Internet Mersenne Prime Search”, wielkoskalowego dobrowolnego projektu obliczeniowego mającego na celu wyszukiwanie liczb pierwszych Mersenne'a. To jest 2^74,207,281 - 1.

Możesz chcieć wyjaśnić, do czego został stworzony projekt „Great Internet Mersenne Prime Search”. Współczesna kryptografia wykorzystuje liczby pierwsze Mersenne'a (w sumie 49 takich liczb jest znanych) oraz liczby zespolone do odszyfrowania zaszyfrowanych informacji. "2^74,207,281 - 1" jest obecnie najdłuższą istniejącą liczbą pierwszą (jest prawie o 5 milionów cyfr dłuższa niż jej poprzedniczka). Całkowita liczba cyfr, które składają się na nową liczbę pierwszą, wynosi około 24 000 000, więc „2^74,207,281 - 1” jest jedynym praktycznym sposobem zapisania jej na papierze.

3. W Układzie Słonecznym odkryto dziewiątą planetę.

Jeszcze przed odkryciem Plutona w XX wieku naukowcy sugerowali, że poza orbitą Neptuna znajduje się dziewiąta planeta, Planeta X. Założenie to wynikało z grawitacyjnych skupisk, które mogły być spowodowane tylko przez masywny obiekt. W 2016 roku naukowcy z Caltech przedstawili dowody na to, że dziewiąta planeta - z okresem orbitalnym 15 000 lat - istnieje.

Według astronomów, którzy dokonali odkrycia, „jest tylko 0,007% szansa (1:15 000), że tworzenie się skupień jest zbiegiem okoliczności”. W tej chwili istnienie dziewiątej planety pozostaje hipotetyczne, ale astronomowie obliczyli, że jej orbita jest ogromna. Jeśli Planeta X naprawdę istnieje, to waży około 2-15 razy więcej niż Ziemia i znajduje się w odległości 600-1200 jednostek astronomicznych od Słońca. Jednostka astronomiczna to 150 000 000 kilometrów; oznacza to, że dziewiąta planeta znajduje się 240 000 000 000 kilometrów od Słońca.

4. Odkryto prawie wieczny sposób przechowywania danych

Prędzej czy później wszystko staje się przestarzałe, a w tej chwili nie ma sposobu, który pozwoliłby na przechowywanie danych na jednym urządzeniu przez naprawdę długi czas. Czy istnieje? Niedawno naukowcy z University of Southampton dokonali niesamowitego odkrycia. Wykorzystali szkło nanostrukturalne, aby z powodzeniem stworzyć proces rejestracji i wyszukiwania danych. Urządzenie pamięci masowej to mały szklany dysk wielkości 25-centowej monety, który może przechowywać 360 terabajtów danych i nie jest narażony na działanie wysokich temperatur (do 1000 stopni Celsjusza). Jego średni okres przechowywania w temperaturze pokojowej wynosi około 13,8 miliarda lat (mniej więcej w tym samym czasie, w którym istniał nasz wszechświat).

Dane są zapisywane do urządzenia za pomocą ultraszybkiego lasera przy użyciu krótkich, intensywnych impulsów świetlnych. Każdy plik składa się z trzech warstw nanostrukturalnych kropek, które są oddalone od siebie tylko o 5 mikrometrów. Odczyt danych odbywa się w pięciu wymiarach ze względu na trójwymiarowe rozmieszczenie nanostrukturalnych kropek, a także ich wielkość i kierunek.

5. Ryby niewidome, które potrafią „chodzić po ścianach”, wykazują podobieństwo do czworonożnych kręgowców.

W ciągu ostatnich 170 lat nauka odkryła, że ​​kręgowce zamieszkujące ląd wyewoluowały z ryb, które pływały w morzach starożytnej Ziemi. Jednak naukowcy z New Jersey Institute of Technology odkryli, że tajwańskie ślepookie ryby chodzące po ścianach mają takie same cechy anatomiczne jak płazy czy gady.

Jest to bardzo ważne odkrycie pod względem adaptacji ewolucyjnej, ponieważ może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób prehistoryczne ryby ewoluowały w lądowe czworonogi. Różnica między rybami niewidomymi a innymi rodzajami ryb, które są w stanie poruszać się po lądzie, polega na ich chodzie, który zapewnia „podparcie dla obręczy miednicy”, gdy się podnoszą.

6. Prywatna firma „SpaceX” przeprowadziła udane pionowe lądowanie rakiety

W komiksach i kreskówkach zwykle widzisz rakiety lądujące na planetach i księżycu pionowo, ale w rzeczywistości jest to niezwykle trudne do zrobienia. Agencje rządowe, takie jak NASA i Europejska Agencja Kosmiczna, opracowują rakiety, które albo wpadają do oceanu w celu odzyskania (drogie), albo celowo spalają się w atmosferze. Możliwość pionowego wylądowania rakiety pozwoliłaby zaoszczędzić niesamowitą ilość pieniędzy.

8 kwietnia 2016 roku prywatna firma „SpaceX” przeprowadziła udane pionowe lądowanie rakiety; udało jej się to zrobić na autonomicznym statku dronów w porcie kosmicznym. To niesamowite osiągnięcie pozwoli zaoszczędzić pieniądze i czas między premierami.

Dla CEO SpaceX Elona Muska ten cel od lat jest najwyższym priorytetem. Chociaż osiągnięcie należy do prywatnego przedsiębiorstwa, technologia pionowego lądowania będzie również dostępna dla agencji rządowych, takich jak NASA, aby mogły dalej rozwijać się w eksploracji kosmosu.

ŹródłoZdjęcie 7Cybernetyczny implant pomógł sparaliżowanemu mężczyźnie poruszyć palcami

Mężczyzna, który był sparaliżowany od sześciu lat, mógł poruszać palcami dzięki małemu chipowi wszczepionemu w jego mózg.

To zasługa naukowców z Ohio State University. Udało im się stworzyć urządzenie, które jest małym implantem połączonym z elektronicznym rękawem noszonym na ramieniu pacjenta. Ten rękaw wykorzystuje przewody do stymulacji określonych mięśni, aby wywołać ruch palca w czasie rzeczywistym. Dzięki chipowi sparaliżowany mężczyzna mógł nawet zagrać w grę muzyczną „Guitar Hero”, ku zaskoczeniu lekarzy i naukowców biorących udział w projekcie.

8. Komórki macierzyste wszczepione do mózgów pacjentów po udarze pozwalają im ponownie chodzić

W badaniu klinicznym naukowcy ze Stanford University School of Medicine wszczepili zmodyfikowane ludzkie komórki macierzyste bezpośrednio do mózgów osiemnastu pacjentów po udarze. Zabiegi zakończyły się sukcesem, bez żadnych negatywnych konsekwencji, z wyjątkiem niewielkiego bólu głowy obserwowanego u części pacjentów po znieczuleniu. U wszystkich pacjentów okres rekonwalescencji po udarze był dość szybki i udany. Co więcej, pacjenci, którzy wcześniej byli przykuci do wózka inwalidzkiego, mogli ponownie swobodnie chodzić.

9. Dwutlenek węgla wpompowany do gruntu może zamienić się w twardy kamień.

Wychwytywanie dwutlenku węgla jest ważnym elementem utrzymania równowagi emisji CO2 na planecie. Podczas spalania paliwa do atmosfery uwalniany jest dwutlenek węgla. To jedna z przyczyn globalnych zmian klimatycznych. Być może islandzcy naukowcy znaleźli sposób na zatrzymanie dwutlenku węgla z atmosfery i zaostrzenie problemu efektu cieplarnianego.

Wpompowali CO2 do skał wulkanicznych, przyspieszając naturalny proces przekształcania bazaltu w węglany, które następnie stają się wapieniem. Proces ten trwa zwykle setki tysięcy lat, ale islandzkim naukowcom udało się go skrócić do dwóch lat. Węgiel wtłaczany do gruntu może być składowany pod ziemią lub wykorzystywany jako materiał budowlany.

10 Ziemia ma drugi księżyc

Naukowcy NASA odkryli asteroidę, która krąży wokół Ziemi i dlatego jest drugim stałym satelitą w pobliżu Ziemi. Na orbicie naszej planety znajduje się wiele obiektów (stacje kosmiczne, sztuczne satelity itp.), ale możemy zobaczyć tylko jeden Księżyc. Jednak w 2016 roku NASA potwierdziła istnienie 2016 HO3.

Asteroida znajduje się daleko od Ziemi i jest bardziej pod wpływem grawitacji Słońca niż nasza planeta, ale obraca się wokół swojej orbity. 2016 HO3 jest znacznie mniejszy od Księżyca: jego średnica wynosi zaledwie 40-100 metrów.

Według Paula Chodasa, kierownika NASA Center for the Study of Near-Earth Objects, 2016 HO3, który od ponad stu lat jest quasi-satelitą Ziemi, opuści orbitę naszej planety za kilka stuleci .