10 грандиозных научных открытий последнего десятилетия!

10 грандиозных научных открытий последнего десятилетия!

Наука не стоит на месте. Последние 10 лет подарили миру немало великих открытий и достижений. Рассмотрим кратко самые крупные из них.

Компьютерный чип, имитирующий работу человеческого мозга

То, что еще несколько лет назад считалось фантастикой, сегодня является реальностью. Компания IBM в 2014 году представила компьютерный чип, работающий по принципу человеческого мозга. Обладая 5,4 миллиарда транзисторов и потребляя в 10 000 раз меньше электроэнергии, по сравнению с обычными компьютерными чипами, чип SyNAPSE способен симулировать работу 256 синапсов человеческого мозга. Их можно запрограммировать на выполнение любых вычислительных задач, что может сделать их крайне полезными при использовании в суперкомпьютерах и различных видах распределенных датчиков.

Благодаря уникальной структуре эффективность чипа SyNAPSE не ограничивается той производительностью, какую мы привыкли оценивать в обычных компьютерах. Он включается для работы только при необходимости, что позволяет в разы экономить энергию и удерживать рабочие температуры. Эта революционная технология со временем может по-настоящему изменить всю компьютерную индустрию.

Подтверждение темной материи

Ученые считают, что таинственная материя может содержать в себе ответы, объясняющие множество пока еще необъяснимых астрономических явлений. Например, если взять галактику с массой тысячи планет. Сравнивая фактическую массу этих планет и массу всей галактики, мы обнаружим, что цифры будут различаться. Дело в том, что ответ кроется глубже простого вычисления массы материи, которую мы видим. Есть еще материя, которую мы видеть не можем. Она-то как раз и называется «темной материей».

В 2009 году несколько американских лабораторий объявили об обнаружении темной материи с помощью датчиков, погруженных в железную шахту на глубину около 1 километра. Ученые смогли определить наличие двух частиц, чьи характеристики соответствуют предложенному ранее описанию темной материи. До сих пор проводятся множество перепроверок, но все указывает на то, что эти частицы на самом деле являются частицами темной материи. Это может быть одно из самых удивительных и значимых открытий в физике за последнее столетие.

Перепрограммирование стволовых клеток

Стволовые клетки обладают своей уникальностью. Они выполняют те же клеточные функции, что и остальные клетки нашего организма, но, в отличие от последних, обладают одним удивительным свойством – при необходимости они способны изменяться и приобретать функцию абсолютно любых клеток. Следовательно стволовые клетки можно превратить, например, в эритроциты (красные кровяные тельца), если наш организм испытывает их нехватку. Либо в белые кровяные тельца (лейкоциты). Или мышечные клетки. Или нейроциты. То есть практически во все виды клеток.

Несмотря на то, что стволовые клетки были открыты еще в начале 20-го века, а широкой общественности стало о них известно с 1981 года, до 2006 ученые и не догадывались об их свойствах. Кроме того, метод трансформации клеток оказался относительно прост. Первым человеком, выяснившим эту возможность, был японский ученый Синъя Яманака, который превратил клетки кожи в стволовые клетки путем добавления в них четырех определенных генов. В течение двух-трех недель с момента, когда клетки кожи превратились в стволовые клетки, их можно было далее трансформировать в любой другой вид клеток нашего организма. Для регенеративной медицины, это открытие является одним из важнейших в новейшей истории, так как теперь у этой сферы есть практически безграничный источник клеток, необходимых для лечения полученных нашим организмом повреждений.

Манипуляция памятью

В 2014 году ученые Стив Рамирез и Ксу Лиу провели эксперимент по манипуляции с памятью лабораторной мыши. Целью было заменить негативные воспоминания на позитивные и обратно. Исследователи имплантировали в мозг мыши особые светочувствительные белки и просто посветили ей в глаза.

В результате эксперимента позитивные воспоминания были полностью заменены на негативные, которые прочно укрепились в ее мозге. Это открытие открывает двери к новым видам лечения для тех, кто страдает посттравматическим синдромом или не может справиться с эмоциями от утраты близких людей. В ближайшем будущем это открытие обещает привести к еще более удивительным результатам.

Крупнейшая из обнаруженных черная дыра

В 2009 году группа ученых решила высчитать массу черной дыры S5 0014+81, которая на тот момент была только открыта. Результат оказался поразительным, ее масса в 10 000 раз превосходила массу сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре нашего Млечного Пути, что фактически сделало ее самой большой из известных на данный момент черной дырой в известной нам Вселенной. Для более наглядного сравнения, белая точка в центре на рисунке выше – наша солнечная система.

Эта ультрамассивная черная дыра обладает массой 40 миллиардов солнц. Не менее интересным является тот факт, что данная черная дыра, как считают ученые, образовалась во времена самого раннего периода истории Вселенной – спустя всего 1,6 миллиарда лет после Большого взрыва. Открытие этой черной дыры поспособствовало пониманию того, что дыры такого размера и массы способны увеличивать эти показатели невероятно быстро.

Многоразовые ракеты

Частная аэрокосмическая компания SpaceX, владельцем которой является миллиардер Илон Маск, смогла после нескольких попыток осуществить мягкую посадку отработанной ракеты на удаленно управляемую плавучую баржу, находящуюся в океане.

Система настолько слажена, что теперь посадка отработанных ракет для SpaceX рассматривается рутинной задачей. Кроме того, это позволяет компании экономить миллиарды долларов на производстве ракет, так как теперь их можно просто перебрать, заново заправить и повторно использовать (и не один раз, в теории), вместо того чтобы просто топить где-то в Тихом океане. Благодаря этим ракетам человечество стало сразу на несколько шагов ближе к пилотируемым полетам на Марс.

Система TRAPPIST

TRAPPIST-1 – это звездная система, расположенная приблизительно в 39 световых годах от нашей Солнечной системы. Она привлекает к себе особое внимание благодаря одной звезде, обладающей в 12 раз меньшей массой по сравнению с нашим Солнцем, а также как минимум 7-ю планетами, оборачивающимися вокруг нее и располагающихся в так называемой зоне Златовласки, где потенциально может существовать жизнь.

Вокруг этого открытия идут жаркие споры. Есть, конечно, заявления, что система и ее планеты могут быть совсем не пригодными для жизни. Тем не менее TRAPPIST заслуживает того внимания, которое сейчас к ней приковано. Во-первых, в космических масштабах она находится не так – всего в 39 световых годах от Солнечной системы. Во-вторых, в ней есть три землеподобные планеты, находящиеся в обитаемой зоне и являющиеся на сегодняшний день лучшими целями для поиска внеземной жизни. В-третьих, на всех семи планетах может быть жидкая вода. Но вероятность этого выше всего именно на трех планетах, которые находятся ближе к звезде. В-четвертых, если жизнь там на самом деле есть, то подтвердить это мы сможем, даже не отправляя туда космическую экспедицию. Телескопы вроде JWST, который собираются запустить в следующем году, помогут решить этот вопрос.

Гравитационные волны

Гравитационные волны – это рябь пространства и времени, двигающаяся со скоростью света. Они были предсказаны еще Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности, согласно которой масса способна искривлять пространство и время. Гравитационные волны могут создаваться черными дырами, и их в 2016 году смогли обнаружить с помощью высокотехнологичного оборудования лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории, или просто LIGO, подтвердив тем самым столетнюю теорию Эйнштейна.

Это действительно очень важное открытие для астрономии, так как оно доказывает большую часть общей теории относительности Эйнштейна и позволяет с помощью таких приборов, как LIGO, в перспективе определять и следить за событиями огромных космических масштабов.

Развитие робототехники

В 2014 году перед 1024 крошечными роботами «килоботами» была поставлена задача объединиться в форму звезды. Без каких-либо дополнительных инструкций, роботы самостоятельно и сообща приступили к выполнению задания. Медленно, неуверенно, сталкиваясь между собой несколько раз, но они все же выполнили поставленную перед ними задачу. Если кто-то из роботов застревал или «терялся», не зная, какую позицию ему занять, на помощь приходили соседние роботы, которые помогали сориентироваться.

Важность достижения становится понятной, если представить, что такие же роботы, только в тысячи раз меньшего размера, будут вводится в кровеносную систему человека и объединяясь направляться на борьбу засевшего в организме какого-нибудь серьезного заболевания. Более же крупные роботы, также объединяясь, отправятся на поисково-спасательную операцию, а еще более крупные будут использоваться для фантастически быстрого строительства новых зданий.

Жизнь на Марсе

В 2015 году аэрокосмическое агентство NASA опубликовало фотографии марсианских гор с темными полосами у их подножия (фото выше). Они появляются и пропадают в зависимости от сезона. Дело в том, что эти полосы являются неопровержимым доказательством наличия на Марсе воды в жидкой форме. Ученые не могут со стопроцентной уверенностью сказать, имелись ли такие особенности у планеты в прошлом, но наличие воды на планете сейчас открывает множество перспектив.

Например, наличие воды на планете способно оказать большую помощь, когда человечество наконец-то соберет пилотируемую миссию на Марс (где-то после 2024 года, по самым оптимистичным прогнозам). Астронавтам в этом случае придется везти с собой гораздо меньше ресурсов, так как все необходимое уже имеется на марсианской поверхности.