10 главных научных достижений 2016 года


2498 0 0
Подходит к концу сумбурный 2016 год и самое время подводить итоги.

Редакция bit.ua решила собрать наиболее интересные научные открытия и достижения уходящего года, а заодно и объяснить, чем же они так круты.

Гравитационные волны и 100 лет доказательств

ns_gw_art

О гравитационных волнах говорили еще Лоренц и Пуанкаре в начале XX века, но в общую картину их вписал Эйнштейн в 1916 году, работая над своей общей теорией относительности (ОТО). Потом сама концепция была немного доработана, а гравитационные волны то сначала отвергали, то принимали, затем проводили множество теоретических исследований, мысленных экспериментов, но реальных подтверждающих данных все не было.

В рамках ОТО гравитационные волны оставались единственной концепцией, которую не удавалось доказать экспериментально, пока в 2015 году ребята из научной коллаборации LIGO не засекли гравитационные волны при помощи детектора. Но рассказали они об этом только 11 февраля 2016 года, а через несколько месяцев, в июне, удалось снова зафиксировать волны, так что все вопросы отпали сами собой.

Что же такое эти гравитационные волны? Если максимально упрощать, то это колебания геометрической структуры Вселенной, которые распространяются в пространстве-времени со скоростью света. Они появляются, когда два массивных объекта (вроде черных дыр или нейтронных звезд), вращавшихся вокруг общего центра масс, начинают сливаться в один и от них расходится такая себе «рябь» пространства.

Это чем-то похоже на кольца, которые идут по воде, но только в случае с гравитационными волнами рябь появляется от взаимодействия двух больших тел. Для примера, те гравитационные волны, которые были «пойманы» в 2015 году, исходили от двух черных дыр, масса которых составляла 36 и 29 масс Солнца, а находились они на расстоянии 1,3 млрд световых лет. Благодаря этому открытию ученым открывается совершенно новое поле для исследования процессов, происходящих во Вселенной, — процессов, связанных со свойствами пространства-времени, с изучением черных дыр и эволюции звезд.

Илон Маск и колонизация космоса

mars-musk

В 2016 году Илон Маск и его частная космическая компания SpaceX дважды показали, who is who. Первый раз — когда ступень ракеты-носителя Falcon 9 удалось посадить на плавучую платформу, пусть и с некоторыми повреждениями. Второй раз — когда во время пресс-конференции на 67-м конгрессе Международной федерации астронавтики Маск представил проект межпланетной транспортной системы и сообщил о намерении построить на Марсе большую колонию.

Посадка и повторное использование первой ступени хороши тем, что уменьшают затраты на запуск до 30 %. К тому же, как удалось доказать на практике, ступень может садиться не только на стационарные площадки, но и на платформы.

С колонизацией Марса дела обстоят сложнее, но довольно реалистично: у компании Маска есть адекватная концепция, прототип двигателя для старта и полетов, программа пусков и очень амбициозная цель — отправить первых людей на Марс уже в 2025 году, а это, на минуточку, меньше чем через десять лет. В отличие от провалившегося проекта MarsOne, целью которого тоже являлась колонизация Марса, у Маска есть шансы добиться своего. Так что пока остается ждать. Ну а энтузиастам и первооткрывателям самое время озаботиться гражданством США, так как первыми колонистами, по словам самого Маска, станут только граждане Штатов.

Бактерии, перерабатывающие пластик

3057700-poster-p-1-plastic-eating-bacteria

В марте этого года группа ученых, работающих в Университете Киото, опубликовала в журнале Science материал об открытии нового штамма бактерий, способного перерабатывать полиэтилентерефталат (ПЭТ) — едва ли не самый распространенный вид пластика. Более того, бактерии Ideonella sakaiensis 201-F6 не просто разрушают его, но еще и способны получать из этого процесса энергию.

Самое интересное, что фермент, позволяющий этим бактериям «перерабатывать» пластик, практически отсутствует у родственных видов бактерий, а близость к заводу по переработке ПЭТ-материалов (именно там нашли Ideonella sakaiensis 201-F6) намекает на возможность быстрой приспособляемости бактерий к экологическим изменениям.

К сожалению, пока не удастся применить этот тип бактерий для коммерческого использования из-за их низкой эффективности: при температуре в 30 градусов бактерии способны переработать не более 0.2 миллиметров ПЭТ-пленки за шесть недель. Но ученые активно ищут способ ускорить процесс.

Антитело, нейтрализующее 98% штаммов ВИЧ

alteraciones-microbioma-expuestos-vih-infectados_939217225_110378059_1024x768

Группа американских ученых опубликовала доклад об обнаружении антитела N6, способного нейтрализовать до 98 % всех известных видов вируса. Проводя анализ сывороток пациентов, больных ВИЧ, ученым удалось обнаружить почти «универсальное» антитело, результаты работы которого во много раз эффективнее, чем у наиболее известных аналогов. Сейчас проходят лабораторные исследования, и, хотя о клинических испытаниях даже на животных пока говорить рано, открытие выглядит как хорошая новость.

На данный момент ВИЧ-терапия направлена только на сдерживание инфекции посредством приема противовирусных препаратов, но полностью уничтожить вирус в организме не представляется возможным. В случае удачных испытаний у человечества наконец-то появится шанс разобраться с проблемой искоренения ВИЧ-инфекции из организма.

Самая близкая к Земле экзопланета

artist-s_impression_of_proxima_centauri_b_shown_hypothetically_as_an_arid_rocky_super-earth

Еще в школе всем говорили, что ближайшая к нам звезда — это Проксима Центавра, красный карлик, который находится на расстоянии всего 4,2 светового года. В размерах Вселенной это ничтожно мало. Для сравнения: до ближайшей галактики лететь 2,52 миллиона световых лет, так что Проксима Центавра — это как съездить на Троещину.

Но дело, конечно, не в самой звезде, а в планете, которую обнаружили возле нее в этом году. Проксима b (так назвали планету) — небольшая планета земного типа, которая вращается вокруг своего солнца — Проксимы Центавры. Она интересна в первую очередь тем, что находится в зоне обитаемости, где, по расчетам астрономов, возможно наличие воды в жидком виде. По остальным показателям Проксима b в 1,27 раза более массивна, чем Земля, оборачивается вокруг своей звезды всего за одиннадцать дней и находится в двадцать раз ближе к ней, чем Земля к Солнцу.

Правда, это не смертельно: звезда Проксима Центавра гораздо меньше нашего Солнца и холоднее. Расчеты показывают, что при таком соотношении размеров и расстояния Проксима b может быть неплохим местом для новогодних каникул лет через сто. Предположительно, у планеты также есть атмосфера, но из-за приливных сил Проксима b всегда повернута к своей звезде одной стороной.

Первый хвост динозавра с перьями

01_dinosaur_tail-ngsversion-1481218216093-adapt-1900-1

В первой части фильма «Парк Юрского периода» над главным героем насмехаются из-за его идеи о происхождении птиц от динозавров. Этот вопрос до сих пор остается дискуссионным, но факт, который мы знаем наверняка, — это то, что у некоторых видов динозавров были перья. К сожалению, получить полноценные останки до недавнего времени не получалось: ученым попадались только следы в окаменелостях или какие-то кусочки.

История, которая случилась с китайским палеонтологом Син Лидой, почти похожа на приключенческий фильм. На рынке в Мьянме, недалеко от китайской границы, он увидел кусок янтаря, который продавался местным торговцем в качестве сырья для украшений. В этом куске он заметил кое-что интересное, что на поверку оказалось кусочком хвоста динозавра. После детального исследования и анализа оказалось, что хвосту 99 миллионов лет, а сама находка — первый в мире полноценный кусок перьевого хвоста.

Прочесть само исследование, кстати, можно по ссылке совершенно бесплатно. Подобные янтарные находки — одни из наиболее полезных в палеонтологии, потому как позволяют узнать об эволюционных процессах в тканях, которые в обычных условиях разрушаются за очень короткое время.

Паралич больше не приговор

ian-burkhart-paralysed-moves-wrist-hand

Разработки систем и решений, позволяющих парализованным людям частично возобновлять функции конечностей, идут полным ходом уже много лет. В этом году был взят новый рубеж: ученые из Университета Огайо имплантировали парализованному человеку чип, благодаря которому он смог восстановить функциональность руки.

Яну Бакхарту сейчас двадцать четыре. Пять лет назад он неудачно прыгнул в воду, сломал шею и остался практически полностью парализованным. Используя чип, имплантированный в головной мозг, и рукав, снабженный электродами для стимуляции мышечных сокращений, ученым удалось добиться удивительных результатов. После долгих тренировок мужчина научился самостоятельно держать и класть предметы, переливать жидкость, расплачиваться кредитной карточкой и даже играть на игрушечной гитаре.

Конечно, остается проблема хирургического вмешательства: для установки чипа в головной мозг необходимо проводить операцию, а сама система проводов очень громоздкая, но для людей, лишенных возможности управлять своим телом, это уже огромный прорыв.

акула, которая живет 300 лет

bg17d1z

В этом году удалось обнаружить и самое долгоживущее позвоночное. Для тех, кто прогуливал в школе биологию: в этот подтип животных входят земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, костные рыбы и еще несколько классов, которых объединяет, как нетрудно догадаться, наличие внутреннего скелета.

Команда исследователей из разных стран использовала радиоуглеродный анализ хрусталика некоторых полярных акул, живущих на севере Атлантического океана, и пришла к выводу, что средняя продолжительность жизни этих животных составляет триста лет. Соответствующее исследование было опубликовано в журнале Science.

Гренландские акулы интересны тем, что почти не изучены: они обитают на глубине до 2000 метров и живут только в северных водах, при этом обладая внушительными характеристиками. Например, одна такая акула может достигать 4-5 метров в длину и жить не менее трехсот лет, а то и больше. При этом половая зрелость у них наступает не раньше, чем после первой сотни лет, а возраст самой старой из исследованных особей может быть и все пятьсот с небольшим лет.

Вероятнее всего, такая долгая жизнь связана с обитанием в условиях низких температур и медленным метаболизмом, но ученым еще предстоит узнать секреты долголетия морских обитателей.

Самолет на солнечных батареях облетел весь мир

gettyimages-523707324

Впервые в истории самолет, не использующий ископаемого топлива и работающий только на солнечной энергии, совершил кругосветное путешествие. На это у SolarImpulse-2 ушло 17 перелетов, 40 тысяч километров и больше года. Но все-таки, несмотря на поломки, плохую погоду и череду препятствий, проект доказал, что самолеты на солнечных батареях имеют право на жизнь.

У такого типа летательных аппаратов (а пока их всего два) есть ряд плюсов и минусов. Хорошая новость состоит в том, что лететь такой аппарат может столько, сколько хватит сил у пилота: солнечная энергия запасается в аккумуляторах в светлое время суток и ее хватает как раз для ночного перелета. Например, самый долгий беспосадочный перелет SolarImpulse-2 длился 117 часов 52 минуты. К тому же такой тип транспорта совершенно экологичен. А плохая новость такова: самолет может лететь со скоростью всего 70 км/час, вмещает только одного пилота и очень «нежный» в эксплуатации.

Возможно, в будущем, когда удастся создать новый тип солнечных батарей (сейчас питание самолета обеспечивают 200 квадратных метров батарей, которые находятся на крыльях и хвосте), получится спроектировать экологичные самолеты хотя бы для личного использования и немного справиться с проблемой загрязнения атмосферы.

ген, отвечающий за любовь к алкоголю и сладкому

drinks-1283608_960_720

Теперь можно с чистой совестью оправдывать свою привычку пить все, что крепче кефира, неудачей в генетической лотерее. Считается, что за потребление и любовь (или нелюбовь) к алкоголю отвечают социальная составляющая и индивидуальные предрасположенности. Если с социальной составляющей понятно (соседка баба Маша уже тысячу раз говорила, что все соседи — те еще алкаши), то с индивидуальными особенностями много путаницы. Во-первых, они наследуются генетически, а во-вторых, характеристики частоты, метаболизма, общего количества потребляемого алкоголя и другие параметры передаются в наследство не комплексно, а как повезет.

Если верить исследованию, то с потреблением алкоголя ассоциируется ген β-Klotho. Существует печеночный гормон FGF21, и ген β-Klotho как раз кодирует белок, который входит в состав рецептора к тому самому FGF21. Такой ген снижает тягу к алкоголю и присутствует примерно у 40 % европейской популяции. Ученые также провели эксперимент на мышах, у которых β-Klotho был специально неактивен: при выборе между едой и алкоголем мыши выбирали «прибухнуть».

Исследование гена, отвечающего за потребление алкоголя и сладкого, открывает удивительные возможности в лечении не только алкоголизма, но и разных пищевых расстройств.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.
Последние новости
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: