Крупнейшие научные открытия 2014-го года
В этом году человечество приземлилось на свою первую комету, у женщины с пересаженной маткой родился ребёнок, а окаменевшие морские ракушки заставили нас полностью пересмотреть наши представления о человеческой культуре. И это — лишь некоторые из важнейших научных достижений, перечисленных ниже.
1. Старейший рисунок, сделанный до эпохи современного человека
В 2007-м году археологи изучали окаменелые ракушки в музейной коллекции, и наткнулись на одну деталь, которую предыдущие исследователи почему-то пропустили: гравюры на ракушках в виде абстрактных узоров. Возраст ракушек превышает 500000 лет, и этот факт свидетельствует о том, что «человек прямоходящий» был куда более сложным существом, чем предполагалось ранее, и был способен к абстрактному мышлению. В этом году исследователи опубликовали отчёт, который подтверждает, что эти ракушки — действительно самые ранние произведения искусства в мире.
2. Доказательства теории Большого Взрыва опровергаются межзвёздной пылью
В марте этого года серверы Гарварда буквально начали падать, не выдержав наплыва всех желающих посмотреть пресс-конференцию о… гравитационных волнах.
Удивляться этому не стоит. Как сказал физик Марк Камионковски:
«Далеко не каждый день вы просыпаетесь, и узнаёте нечто совершенно новое о Вселенной».
Учёные наконец-то смогли воочию увидеть особый паттерн в космическом микроволновом излучении, известный как «Б-режим» гравитационных волн. Космологи-теоретики предсказывали, что этот режим достигал своего пика в первые 10–30 секунд после того, как наша Вселенная возникла в результате Большого Взрыва. Точнее, они так думали.
Впоследствии выяснилось, что результаты исследований в этой области были «экспериментальным артефактом». Учёные смогли подтвердить, что источником гравитационных волн, находящихся в «Б-режиме», могла быть обычная межзвёздная пыль. Теперь исследователи надеются использовать мощный антарктический телескоп BICEP2 для того, чтобы в реальном времени понаблюдать за гравитационными волнами в «Б-режиме».
3. Первое в мире рождение ребёнка в донорской утробе
В конце сентября женщина впервые в истории родила ребёнка после того, как перенесла трансплантацию матки. Мать и ребёнок дали надежду женщинам всего мира с нарушениями функций матки, желающим выносить и родить собственное дитя.
Женщина, чьё имя не раскрывается, родилась без матки (врождённый порок, известный как синдром Майера-Рокитанского-Кюстера-Хаузера). Она — одна из девяти шведских женщин, перенесших пересадку матки от живого донора в период между 2012 и 2013 годом. Некоторые из этих женщин получили матки от членов своих семей (в том числе и от собственных матерей), но конкретно эта матка, как сообщается, была пожертвована женщине 61-летним «другом семьи».
4. Кровь, омолаживающая старые мозги
Несколько лет назад учёные из Стэнфордсого университета обнаружили, что с помощью инъекций молодой крови возможно обратить вспять когнитивное старение у мышей. В то же время, исследователь Саул Вилледа не смог разобраться в том, как именно молодая кровь помогает обратить вспять все эффекты когнитивных нарушений. В этом году новые исследования помогли установить механизм, ответственный за это необычное омоложение.
5. Космический корабль «Орион» доказывает скептикам их неправоту
Когда в НАСА объявили о планах отправки людей в глубокий космос, то эти мечты были встречены со смесью грусти и презрения. Потому что мало кто верил, что это когда-нибудь станет реальностью. Когда корабль «Орион» проходил первую проверку всех систем, эти сомнения продолжали его преследовать.
В декабре этого года в НАСА доказали, что все сомневающиеся ошибались. Первый испытательный полёт «Ориона» прошёл успешно. С одной стороны, это был просто испытательный полёт, и на борту никого не было. С другой стороны, это был реальный, несомненный прогресс в переходе от сна к реальности. В следующий раз «Орион» направится в космос уже с астронавтами на борту, и должен будет доставить людей на один из астероидов. НАСА пытаются сделать нечто возмутительно амбициозное при минимальном бюджете, и всё это может в любой момент развалиться. Но если они всё-таки продолжат работать, то испытательный полёт «Ориона» станет первым шагом в невероятном путешествии.
6. Крупнейший в истории рой роботов обрёл форму
В августе этого года исследователь Марк Рубинштейн и его коллеги сообщили, что могут продемонстрировать самый впечатляющий на сегодняшний день рой роботов. Группа, состоящая из 1024 роботов шириной в 2 см под названием «килоботы», может самостоятельно собираться в самые разные двумерные формы (двумерные в том смысле, что высота всех этих форм не превышает высоту одного «килобота»).
Роботы могут дёргаться, толкать друг друга для достижения сложного глобального поведения. И они делают это самостоятельно. А все вместе они составляют самый большой рой роботов из когда-либо созданных.
Разумеется, орда из 1024 машин на несколько порядков меньше сообществ реальных насекомых (количество муравьёв в суперколонии, например, может превышать 100 млн особей), но в любом случае это очень важный шаг в области робототехники.
7. Потенциально обитаемая планета размером с Землю
В апреле учёные объявили об открытии планеты Kepler-186f, которая, пожалуй, похожа на Землю больше всех ранее обнаруженных планет. Она такого же размера, что и наш родной мир, и находится она на нужном расстоянии от своей звезды, что вполне позволяет ей иметь на своей поверхности воду.
«Конечная цель всех этих поисков экзопланет — реальная причина, по которой мы всё это делаем — это ответ на вопрос: одиноки ли мы?», — говорит Том Барклай, научный сотрудник НАСА.
Барклай утверждает, что ответить на этот большой вопрос можно, предварительно ответив на множество вопросов мелких, таких, как «Существуют ли другие планеты, похожие на Землю»?
С открытием Kepler-186f ответ на этот вопрос стал яснее, чем когда-либо. И этот ответ — да.
8. Океаны под земной поверхностью
После серии экспериментов геологи пришли к очень неожиданному выводу. Глубоко под Землёй может существовать огромное количество воды, размером с океан. Эта вода может находиться в ловушке внутри мантии, под высоким давлением, между жидким ядром нашей планеты и её внешней корой.
На протяжении десятилетий геологи строили различные гипотезы о том, что же могло создать океаны Земли. Одна из самых популярных гипотез гласит, что ледяные кометы врезались в планету, и постепенно таяли, образуя океаны. Но другая теория, которая кажется более правдоподобной, гласит, что вода шла «в комплекте» с планетой, уже на ранних этапах её формирования. Планета сформировалась из пыли и обломков, так что вода вполне могла оказаться в ловушке под земной корой.
9. Скопление галактик Laniakea
Наш галактический кластер по массе и по объёму в 100 раз больше, чем считалось ранее. Используя инновационный метод отображения, астрономы смогли разметить огромную область, которую они теперь называют «Laniakea». Новое исследование намного лучше определяет границы этого сверхскопления, и заставляет совершенно по-новому взглянуть на окрестности нашей Галактики.
10. Опознание останков Ричарда III
В этом году было закрыто дело, которое считалось старейшей судебно-медицинской экспертизой в истории. Новый генетический анализ представил неопровержимые доказательства того, что скелет, обнаруженный под стоянкой в Лестере, принадлежит королю Ричарду III. Это позволит узнать новые подробности о его внешности и происхождении.
11. Скрытый океан на Энцеладе
В 2005-м году космический аппарат НАСА «Кассини» прислал изображения того, что казалось было облаками водяного пара, идущего из «тигровых полос» — разломов поверхности, расположенных возле южного полюса Энцелада, ледяного спутника Сатурна. Однако этих изображений было мало для того, чтобы доказать, что под поверхностью спутника есть вода.
Но в апреле этого года анализ дополнительных данных, присланных «Кассини», подтвердил, что под ледяной поверхностью Энцелада действительно существуют огромные запасы жидкости.
Анализ подтвердил и ещё кое-что: эта крошечная луна Сатурна на самом деле является дифференцированным небесным телом, то есть состоит из двух слоёв — внешнего, ледяного слоя, и внутреннего каменного ядра из силикатов. Интересно то, что этот слой из силикатов в сочетании с водой может означать, что Энцелад имеет потенциально обитаемую среду, такую, которая может быть куда восприимчивее к возникновению жизни, чем среда на Европе, спутнике Юпитера.
Ещё четыре месяца спустя команда «Кассини» представила наблюдения, на которых видны гейзеры на поверхности Энцелада, что может быть непосредственно связано с океаном под его поверхностью. Это монументальное открытие.
Каролин Порко, лидер группы обработки фотографий «Кассини», сказала:
«То, что на Энцеладе была обнаружена потенциально обитаемая среда, для меня стало невероятным открытием. Многие из нас теперь задаются вопросом, не является ли эта крошечная луна вторым источником жизни в нашей Солнечной Системе».
12. Череп из подводной пещеры, содержащий разгадку истории первых американских поселенцев
Учёные давно исследуют побережья Северной и Южной Америки, но им так и не удалось найти цивилизации более ранние, чем инки или майя, что стало бы ответом на вопрос о возникновении коренных американцев.
А различия в чертах лица у «коренных американцев» и так называемых «палеоамериканцев» убеждали специалистов в том, что происхождение двух этих групп — различное.
Однако череп, найденный в этом году в подводной пещере у берегов Мексики, помог доказать, что коренные американцы и палеоамериканцы имеют одного общего предка: человека из Берингии (это огромная область, соединявшая Евразию и Америку во время последнего ледникового периода), и что различия в структуре их лиц могут быть обусловлены не их происхождением, а различиями в образе жизни.
13. Dreadnoughtus — «поразительно огромный» динозавр
Dreadnoughtus, описанный в сентябре этого года палеонтологом Кеннетом Лаковарой и его командой, был ростом в 6 м. Его шея была длиной 11 м, хвост был длиной почти 9 м, а общая длина составляла 26 м.
Измерения одной из бедренных костей этого динозавра привели Лаковару и его команду к выводу, что этот динозавр, живший приблизительно 77 млн лет назад, весил около 65 тонн, что несомненно делает его крупнейшим сухопутным животным из когда-либо существовавших.
14. Свидетельство тектонической активности на Европе, спутнике Юпитера
Недавнее геологическое исследование Европы показало, что один массивный фрагмент её поверхности площадью в 20000 квадратных километров, просто пропал без вести. В сентябре этого года исследователи опубликовали свидетельство того, что тектонические плиты на спутнике могут двигаться, и одни фрагменты поверхности могут исчезнуть под соседними тектоническими плитами. Если эти данные будут подтверждены, то эта находка сделает Европу единственным местом в Солнечной Системе (кроме Земли, разумеется), где поверхность продолжает формироваться в результате активной тектоники плит.
15. Стволовые клетки могут содержать лекарство от диабета 1 типа
Инсулин-продуцирующие клетки, также известные как «β-клетки», находятся в поджелудочной железе и помогают поддерживать необходимый уровень глюкозы в крови. У пациентов с сахарным диабетом 1 типа эти клетки уничтожаются иммунной системой.
Можно ли вылечить такое?
Да, если заменить разрушенные клетки клетками, выращенными в лаборатории. В октябре исследователи из Гарвардского университета опубликовали метод, позволяющий преобразовать человеческие эмбриональные стволовые клетки в инсулин-продуцирующие клетки, причём количество полученных клеток будет достаточным для трансплантации их пациенту. Однако исследователям всё ещё предстоит выяснить, как защитить синтезированные клетки от атак иммунитета. К настоящему моменту β-клетки испытываются на животных, в том числе и на приматах.
16. Живой организм с расширенным генетическим алфавитом
Генетические коды всех живых существ состоят из четырёх компонентов: аденина, тимина, гуанина и цитозина. Эти «строительные блоки», которые сокращённо обозначаются буквами A, T, G и C встречаются в самых разных сочетаниях, число которых огромно. Однако в мае этого года исследователи объявили, что смогли создать в лаборатории бактерию кишечной палочки, геном которой включает в себя совершенно новые буквы «генетического алфавита». Это достижение потребовало почти 15 лет работы.
17. Искусственная хромосома дрожжей, построенная с нуля
Двенадцать лет назад учёные создали первый искусственный вирус. Восемь лет спустя миру были представлены первые бактерии с синтетическим геномом. К 2012-му году исследователи создали первую в мире полную компьютерную модель живого организма. А в марте этого года международная команда исследователей смогла создать с нуля синтетический и полностью функциональный геном хромосомы дрожжей.
18. Учёные открыли гиносому, новую разновидность полового органа
Когда бразильский исследователь Родриго Феррейра отправил несколько образцов насекомых швейцарскому энтомологу Чарльзу Линхарду, тот определил, что насекомые принадлежат к совершенно новому виду, ныне известному как «Neotrogla».
Ещё Линхард заметил, что у самок были эректильные, «похожие на пенис образования», которые он назвал «гиносомы». В этой группе пещерных бразильских насекомых самки используют свои гиносомы, чтобы проникнуть в самцов. Такое наблюдается впервые в животном мире, и специалисты говорят, что жизнь этих насекомых — вызов всему, что мы ранее знали о половом отборе.
19. Пара грандиозных открытий в Стоунхендже
Хотя археологи уже давно подозревали, что огромные неолитические камни Стоунхенджа когда-то образовывали замкнутую окружность, доказательств в поддержку этой теории не было. В сентябре, после засушливого летнего сезона, археологи смогли наблюдать пятна сухой травы, появление которых наглядно подтверждает изначально круглую форму доисторического памятника.
А ещё через две недели археологи с помощью мощного, проникающего под землю радара, обнаружили несколько доселе неизвестных курганов, часовен, алтарей, могил и — что самое замечательное — крупный памятник, относящийся к эпохе мегалита и состоящий из 50 гигантских камней. Эти результаты ставят с ног на голову всю концепцию Стоунхенджа, который до этого открытия считался очень пустынным местом.
20. Модуль «Филы» успешно сел на комету
Более 10 лет назад учёные из Европейского космического агентства попрощались с роботизированным модулем «Филы», отправив его вместе с космическим зондом «Розетта» к комете Чюрюмова-Герасименко для сбора данных. В ноябре этого года, после того, как зонд «Розетта» вышел на орбиту вокруг кометы, модуль отделился от «Розетты» и приземлился на комету.
После пары неудачных попыток закрепиться на поверхности, модуль всё-таки смог обосноваться в тени скалы. Таким образом, впервые в космической истории человечества роботизированный исследовательский модуль был доставлен на поверхность кометы — и одного этого уже достаточно, чтобы изменить наш взгляд на Вселенную.
