БАК, пересадка головы и путешествия в открытом космосе: как прошло десятилетие для науки

18 декабря 2019

Чем запомнились эти 10 лет в жизни научного сообщества.

Временные отрезки между новыми научными открытиями становятся все меньше и меньше, поэтому мы постарались как можно скорее зафиксировать самое заметное, что происходило в научном сообществе за последние 10 лет. Возможно, пока ты будешь читать эту статью, произойдет еще одна серия не менее громких открытий или роботы захватят человечество, помножив тем самым все наши достижения на ноль.

Красивый вход в десятые

Сам 2010 год ознаменовался сразу несколькими важнейшими событиями в научном мире, которые будто бы отчеркнули прошлую эпоху и дали толчок для бодрого начала 10-х. В 2010 году была опубликована научная статья об открытом годом ранее в российском Объединенном институте ядерных исследований новом химическом элементе, который получил название «теннессин». А в 2016 году он и еще три новых химических элемента (нихоний, московий и оганессон) были добавлены в таблицу Менделеева. Эти элементы получены искусственным путем и в натуральном виде в природе не встречаются.

В 2010 году российский математик Григорий Перельман отказался от Премии тысячелетия — миллион долларов, присуждаемый институтом Клэя за ответ на одну из Задач тысячелетия (главные математические проблемы). В случае с Перельманом — за гипотезу Пуанкаре. Отказался он, потому что считал, что американский ученый Ричард Гамильтон сделал для этого решения больше. А вот Константин Новоселов и Андрей Гейм свою награду получили — Нобелевскую премию по физике в 2010 году за опыты с двумерным графеном — перспективнейшим современным материалом, который является одним из самых прочных среди существующих.

События космического масштаба

Одним из самых эксплуатируемых вопросов последних 100 лет, связанных с изучением космического пространства, был и остается этот: есть ли жизнь на Марсе? Последние 10 лет мы все больше приближаемся к хотя бы крошечному и неуверенному «да». В 2018 году радар MARSIS на марсианском орбитальном зонде обнаружил подо льдом на этой планете (лед до этого нашли в различных местах на Марсе) на глубине 1,5 км огромное озеро с жидкой водой диаметром около 20 км. Это озеро, пожалуй, можно назвать теоретическим, но с Марсом всегда все неоднозначно.

Десятилетие ознаменовалось не такой громкой, но и все-таки другой важной историей, связанной с обнаружением жизни во Вселенной, а именно поисками и исследованиями экзопланет — объектов, находящихся за пределами нашей Солнечной системы. Что здесь особенного? Их очень трудно обнаружить, потому что они далеко расположены и очень тусклы по сравнению со звездами, рядом с которыми следует их искать. В 2019 году за исследования теоретической космологии и открытие экзопланеты на орбите солнцеподобной звезды Нобелевскую премию по физике получили Джеймс Пиблс, Мишель Майору и Дидье Кело.

Кто бы мог подумать, что одним из самых заметных научных достижений человечества станет фотография (если это только не знаменитое фото Эйнштейна с высунутым языком). Но так и случилось. Важной фотографией стало первое изображение черной дыры, а точнее, ее видимой части — горизонта событий. 10 апреля 2019 было показано фото такого объекта, находящегося на расстоянии около 50 миллионов световых лет от нас. Это не просто одна фотография в стиле «скажите чиз», а совместная работа нескольких мощнейших телескопов на земле, «снимавших» черную дыру со всех ракурсов и передававших данные, которые для получения этой картиночки пришлось обрабатывать два года.

В 2012 году произошло еще одно важное событие: космический аппарат «Вояджер-1», запущенный в далеком 1977 году для исследования Юпитера и Сатурна, перевыполнил свою миссию, пролетев еще дальше, и покинул пределы Солнечной системы. Он находится от тебя на расстоянии 20 миллиардов километров! При этом он в состоянии выходить на связь и, что самое главное, содержит послание для инопланетян, которые, возможно, захотят прибрать его к рукам.

Открытия, улетевшие в трубу

…или пролетевшие по трубе, что будет точнее. Речь, конечно же, о Большом адронном коллайдере, который начал работать еще в нулевых (2008 год), но главные ощутимые результаты его деятельности были получены именно в десятых годах 21 века.

Естественно, это открытие бозона Хиггса или «частицы бога» (более подробно мы писали об этом в материале, посвященном деятельности БАК и его особенностям). Если вкратце, то это мельчайшая и до недавнего времени существовавшая лишь в теории частица, дарующая определенную массу остальным частицам. Не старайся осознать это все без прочтения сложной литературы, но, возможно, наши потомки будут завидовать нам, потому что мы пережили чудесное время — открытие этого бозона. Или они станут мысленно плеваться в нас, когда будут вынуждены что-то делать с внезапно образовавшейся от этого черной дырой. Так всегда: кому-то — только фотографии, а кому-то достается весь остальной «секс».

Есть и другие достижения теоретической физики, связанные с работой Большого адронного коллайдера за прошедшее десятилетие. Отмечу я лишь одно: эксперименты по получению кварк-глюонной плазмы. Это агрегатное состояние вещества, в котором находилось все в первые мгновения после Большого взрыва. Можно сказать, что это то, что получится, если нагреть Вселенную так, чтобы плавились даже сами ядра вещества, образуя «суп» из кварков и глюонов. При этом температура этого бульона составила 10 триллионов градусов! Получить и изучить это вещество — интересная задача. Теперь мы знаем, что все вокруг — это части огромного жидкого терминатора, которого зачем-то называют Вселенной.

Пугающие достижения медицины

Болезни постепенно становятся все совершеннее — во многом благодаря действиям ученых: со временем страшные вирусы учатся преодолевать искусственные барьеры от защитных препаратов, становясь сильнее. Но от этого пока уйти невозможно. В 2016 году появилась вакцина от Эболы — болезни, бушевавшей на территории Африки, причем вакцина работала со стопроцентной эффективностью. Уже позднее, в 2019 году, ее одобрили, а это значит, что на данный момент Эбола временно побеждена.

Другие значимые события в медицине за прошедшее десятилетие выглядят более необычно. Так, в 2013 году пациенту пересадили первое полностью автономное искусственное сердце. Дальше — больше: пересадка головы. Какой-то фантастический сюжет воплотил в жизнь итальянский хирург Серджо Канаверо. Он в 2016 году провел первую успешную операцию подобного рода на мышах и собаках (нет, он не менял их головы местами, это была пересадка внутри одного вида, конечно же). А в 2017 году в Китае он же провел еще одну успешную операцию, но уже на человеке (хоть и мертвом). Планируются подобные операции и на первом живом человеке, которым может стать россиянин Валерий Спиридонов, страдающий от спинальной мышечной атрофии.

На этом фоне практически нормально звучит новость об успешном эксперименте по замене памяти в 2015 году. Нейрофизиологи «пересадили» мышам новые воспоминания. Они с помощью компьютерного алгоритма внесли в мозг грызунов воспоминания о местах, которые они посещали до этого, связанные с различными эмоциями. В итоге в определенных участках клетки они чувствовали себя лучше, а другие вызывали у них страх. Ученые говорят, что применение такого алгоритма на человеке позволит лечить многие заболевания, связанные с психикой и наркоманией. Ну или можно заняться стиранием любовных неудач, как это было в фильме «Вечное сияние чистого разума».

В десятых мы кроме замены воспоминаний научились менять детали в ДНК различных организмов благодаря технологии CRISPR (об этом мы писали в материале о ДНК и мутациях). А разработка компьютерного чипа SyNAPSE позволяет наблюдать первые компьютеры, имитирующие работу мозга. Технологии deepfake развивают нейросети с пугающей скоростью. Тут даже нельзя выделить какие-то конкретные достижения — просто все это есть, и оно пугает и завораживает одновременно.

Но зачем все эти микроскопические исследования и разработки, когда можно сделать что-то масштабное? Заканчиваем мы материал совершенно не главным и не особо научным, но чрезвычайно зрелищным достижением. Посмотри на прекрасный электромобиль Tesla Roadster от Илона Маска, запущенный в открытый космос в 2018 году: