Что нового в фундаментальной науке?
Глубокий эконом
Грандмастер
4/22/2017, 11:19:08 PM
Ученые узнали из древних рисунков об изменившей ход истории комете https://ria.ru/science/20170422/1492876945.html
скрытый текст
МОСКВА, 22 апр – РИА Новости. Ученые из Эдинбургского университета нашли среди древних каменных рельефов подтверждение теории о падении кометы на Землю около 13 тысяч лет назад, сообщает The Telegraph.
Исследователи проанализировали символы на колоннах древнейшего храмового комплекса Гёбекли-Тепе на юге Турции, возраст которого датируется по меньшей мере IX тысячелетием до нашей эры.
Предположив, что рисунки означают положение небесных тел, ученые сопоставили их с картой созвездий того времени и пришли к выводу, что около 10950 года до нашей эры на Землю могла упасть комета. На многочисленные жертвы этой катастрофы, по их мнению, указывает изображение человека без головы.
"Гёбекли Тепе, как представляется, был среди прочего обсерваторией для наблюдения за ночным небом. Одна из колонн, видимо, служила памятником этому разрушительному событию", — прокомментировал руководитель исследования Мартин Свитман.
Последовавший за этим период с конца XI до конца X тысячелетия до нашей эры, так называемый Поздний дриас, был отмечен резким похолоданием. Считается, что эта эпоха сыграла ключевую роль в развитии человечества, приведя к появлению земледелия и становлению первых цивилизаций.
Исследователи проанализировали символы на колоннах древнейшего храмового комплекса Гёбекли-Тепе на юге Турции, возраст которого датируется по меньшей мере IX тысячелетием до нашей эры.
Предположив, что рисунки означают положение небесных тел, ученые сопоставили их с картой созвездий того времени и пришли к выводу, что около 10950 года до нашей эры на Землю могла упасть комета. На многочисленные жертвы этой катастрофы, по их мнению, указывает изображение человека без головы.
"Гёбекли Тепе, как представляется, был среди прочего обсерваторией для наблюдения за ночным небом. Одна из колонн, видимо, служила памятником этому разрушительному событию", — прокомментировал руководитель исследования Мартин Свитман.
Последовавший за этим период с конца XI до конца X тысячелетия до нашей эры, так называемый Поздний дриас, был отмечен резким похолоданием. Считается, что эта эпоха сыграла ключевую роль в развитии человечества, приведя к появлению земледелия и становлению первых цивилизаций.
Мария Монрова
Мастер
5/20/2017, 1:51:15 PM
Ученые сделали важный шаг на пути к пониманию того, как зародилась жизнь
МОСКВА, 20 мая — РИА Новости. Группа исследователей из Университетского колледжа Лондона раскрыла механизм, с помощью которого возникли отдельные элементы РНК – рибонуклеотиды. Этот процесс был необходим для возникновения РНК – предшественницей жизни на Земле. Пресс-релиз исследования доступен на сайте Phys.org. https://ria.ru/science/20170520/1494705780.html
МОСКВА, 20 мая — РИА Новости. Группа исследователей из Университетского колледжа Лондона раскрыла механизм, с помощью которого возникли отдельные элементы РНК – рибонуклеотиды. Этот процесс был необходим для возникновения РНК – предшественницей жизни на Земле. Пресс-релиз исследования доступен на сайте Phys.org.
скрытый текст
Нуклеотиды – это молекулы, делящиеся на два класса: пурины и пиримидины. Считалось, что они не могли образоваться вместе из-за того, что условия их синтеза несовместимы. Однако результаты нового исследования показали, что они могут формироваться вместе. Речь идет о являющихся пуринами молекулах 8-оксо-аденозин и 8-оксо-инозин. Ученые установили возможность их образования в той же среде, что и пиримидины.
Теперь исследователи намерены выяснить, могут ли цепочки из 8-оксо-пуринов кодировать последовательность белка, что подтвердит их возможное участие в формировании РНК-мира.
РНК-мир – гипотетический этап возникновения жизни, в ходе которого хранение генетической информации реализовывали ансамбли рибонуклеиновых кислот. В дальнейшем на основе РНК-мира появились ДНК и белки, а РНК стала нести посредническую функцию.
Теперь исследователи намерены выяснить, могут ли цепочки из 8-оксо-пуринов кодировать последовательность белка, что подтвердит их возможное участие в формировании РНК-мира.
РНК-мир – гипотетический этап возникновения жизни, в ходе которого хранение генетической информации реализовывали ансамбли рибонуклеиновых кислот. В дальнейшем на основе РНК-мира появились ДНК и белки, а РНК стала нести посредническую функцию.
Снова_Я
Акула пера
5/23/2017, 10:59:15 PM
Физики из МФТИ создают квантовый вечный двигатель второго рода
МОСКВА, 23 мая — РИА Новости. Российские ученые нашли способ создать квантовое устройство, нарушающее второе начало термодинамики и обладающее КПД, фактически равным 100%, говорится в статье, опубликованной в журнале Physics Review A. https://ria.ru/science/20170523/1494883794.html
МОСКВА, 23 мая — РИА Новости. Российские ученые нашли способ создать квантовое устройство, нарушающее второе начало термодинамики и обладающее КПД, фактически равным 100%, говорится в статье, опубликованной в журнале Physics Review A.
скрытый текст
"Любой тепловой двигатель состоит из нагревателя, который, собственно, и является источником энергии, и холодильника, задача которого состоит в охлаждении рабочего тела двигателя. Холодильник понижает энтропию двигателя и при этом неизбежно тратит впустую часть тепловой энергии, полученной от нагревателя. Именно поэтому КПД теплового двигателя никогда не достигает 100%", — поясняет сотрудник Технического университета Цюриха и МФТИ в Долгопрудном Андрей Лебедев.
Одной из основ современной физики и космологии является концепция так называемой стрелы времени — постулат о том, что время в нашей Вселенной движется исключительно в одном направлении, из прошлого в будущее. Иными словами, мы перемещаемся сквозь четырехмерное пространство только в одном направлении по оси времени, и "перемотать" время назад невозможно.
С точки зрения физики это проявляется в том, что со временем неупорядоченность, хаотичность Вселенной, состояние, которое ученые называют энтропией, неуклонно растет. К примеру, этот процесс проявляется в том, как меняется состояние энергии Вселенной. Принцип, который ученые часто называют "вторым законом термодинамики", считается нерушимым правилом, управляющим жизнью всей Вселенной на всех уровнях.
Год назад ученые из МФТИ под руководством Гордея Лесовика из Института теоретической физики РАН обнаружили, что второе начало термодинамики может нарушаться на квантовом уровне. Это открыло дорогу для создания квантового аналога знаменитого демона Максвелла — гипотетического существа, сортирующего быстрые и медленные молекулы.
Художественное отображение магнитного момента ядра атома фосфора, квантово-запутанного с магнитным моментом электрона. Запутанные состояния называются неразделимыми, поскольку невозможно описать состояние одного магнитного момента без описания другого.
Эта идея натолкнула ученых на мысль, что подобных квантовых "демонов" можно использовать для создания машины, чей коэффициент полезного действия будет равен 100%. Для ее разработки ученые предлагают использовать две пары кубитов — элементарных вычислительных модулей и ячеек памяти квантовых компьютеров, связанных между собой на квантовом уровне.
Кубиты в двигателе Лесовика и его коллег выполняют две функции — поглощают тепло и позволяют "телепортировать" лишнюю энтропию за пределы системы, играя роль демона Максвелла. Это позволяет устройству фактически достичь состояния, эквивалентного вечному двигателю второго рода.
На самом деле, конечно, этот прибор не является вечным двигателем — как объясняет Лесовик, для его работы необходимо постоянно обновлять "демонские" кубиты, очищающие систему от энтропии, охлаждая их особым образом. С другой стороны, это делается за пределами самого устройства, что позволяет говорить о том, что формально второй закон термодинамики все же нарушается внутри него.
Сейчас Лесовик и его коллеги занимаются воплощением этой идеи на практике, создавая подобный вечный двигатель на базе сверхпроводящих кубитов — трансмонов.
Одной из основ современной физики и космологии является концепция так называемой стрелы времени — постулат о том, что время в нашей Вселенной движется исключительно в одном направлении, из прошлого в будущее. Иными словами, мы перемещаемся сквозь четырехмерное пространство только в одном направлении по оси времени, и "перемотать" время назад невозможно.
С точки зрения физики это проявляется в том, что со временем неупорядоченность, хаотичность Вселенной, состояние, которое ученые называют энтропией, неуклонно растет. К примеру, этот процесс проявляется в том, как меняется состояние энергии Вселенной. Принцип, который ученые часто называют "вторым законом термодинамики", считается нерушимым правилом, управляющим жизнью всей Вселенной на всех уровнях.
Год назад ученые из МФТИ под руководством Гордея Лесовика из Института теоретической физики РАН обнаружили, что второе начало термодинамики может нарушаться на квантовом уровне. Это открыло дорогу для создания квантового аналога знаменитого демона Максвелла — гипотетического существа, сортирующего быстрые и медленные молекулы.
Художественное отображение магнитного момента ядра атома фосфора, квантово-запутанного с магнитным моментом электрона. Запутанные состояния называются неразделимыми, поскольку невозможно описать состояние одного магнитного момента без описания другого.
Эта идея натолкнула ученых на мысль, что подобных квантовых "демонов" можно использовать для создания машины, чей коэффициент полезного действия будет равен 100%. Для ее разработки ученые предлагают использовать две пары кубитов — элементарных вычислительных модулей и ячеек памяти квантовых компьютеров, связанных между собой на квантовом уровне.
Кубиты в двигателе Лесовика и его коллег выполняют две функции — поглощают тепло и позволяют "телепортировать" лишнюю энтропию за пределы системы, играя роль демона Максвелла. Это позволяет устройству фактически достичь состояния, эквивалентного вечному двигателю второго рода.
На самом деле, конечно, этот прибор не является вечным двигателем — как объясняет Лесовик, для его работы необходимо постоянно обновлять "демонские" кубиты, очищающие систему от энтропии, охлаждая их особым образом. С другой стороны, это делается за пределами самого устройства, что позволяет говорить о том, что формально второй закон термодинамики все же нарушается внутри него.
Сейчас Лесовик и его коллеги занимаются воплощением этой идеи на практике, создавая подобный вечный двигатель на базе сверхпроводящих кубитов — трансмонов.
Мария Монрова
Мастер
10/4/2017, 11:54:17 AM
Геологи подтвердили "дарвиновскую" теорию о зарождении жизни
МОСКВА, 3 окт – РИА Новости. Жизнь на Земле могла зародиться в дарвиновских "теплых прудах" практически сразу после формирования планеты в результате падения астероидов, доставивших в эти водоемы "кирпичики жизни", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале PNAS.
"Для того, чтобы понять, как возникла жизнь, нам сначала нужно было понять, как Земля выглядела миллиарды лет назад. Наше исследование очень четко демонстрирует это и показывает, что процесс формирования Солнечной системы напрямую влиял на рождение жизни на Земле", — заявил Томас Хеннинг (Thomas Henning) из Института изучения Солнечной системы в Геттингене (Германия).
Первые живые организмы появились на Земле во время архейской эры, и пока не существует общепринятой точки зрения насчет того, как и когда зародилась жизнь. На сегодняшний день есть несколько ископаемых свидетельств того, что микробы уже существовали в первичном океане Земли примерно 3,4 миллиарда лет назад, однако многие ученые считают, что жизнь могла зародиться гораздо раньше этой отметки.
В последние годы все большее количество эволюционистов-биологов приходит к мысли о том, что жизнь могла зародиться не в океанах Земли, а на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов. В пользу этого говорит то, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в "супе" первичного океана. О том же говорят генетики, недавно восстановившие геном "Луки", микроба-предка всей жизни на Земле.
Хеннинг и его коллеги нашли очередные подтверждения в пользу этой теории, о которой впервые писал еще Чарльз Дарвин, анализируя различные варианты химического состава юной Земли и то, что могло происходить на ее поверхности в первые мгновения жизни Солнечной системы.
Как показали эти расчеты, простейшие "кирпичики жизни" и молекулы РНК, способные к самокопированию, должны были появиться на Земле неожиданно рано, буквально за несколько сотен тысяч или миллионов лет, еще до того, как ее поверхность успела остыть, и на ней возник первичный океан.
По словам ученых, первые подобные молекулы и примитивные представители жизни должны были возникнуть внутри небольших горячих озер, возникавших на поверхности Земли при падениях комет и метеоритов, состоящих из воды и различных летучих веществ. Эти озера периодически пересыхали, однако это, как подчеркивают химики, было не минусом, а плюсом для зарождения жизни – молекулы РНК могут объединяться в более сложные цепочки только в том случае, если концентрация воды в "первичном супе" резко падала и росла.
Данная проблема, как объясняют ученые, является неразрешимой для теорий, которые постулируют, что жизнь родилась или в океане, или у геотермальных источников на суше, концентрация воды в извержениях которых всегда остается очень высокой. Поэтому теория Дарвина о "теплом, мелком пруде" как о колыбели жизни, по мнению Хеннинга и его коллег, гораздо ближе к действительности, чем другие современные идеи о "сухопутном" рождении первых живых существ.
Подобный сценарий зарождения жизни, как отмечают авторы статьи, хорошо укладываются в недавно открытые следы первых живых существ на Земле, обитавших на планете как минимум 3,95 миллиарда или даже 4,2 миллиарда лет назад. Многие ученые с этим не согласны, однако число возможных доказательств существования очень древних форм жизни на Земле постоянно растет, заключают Хеннинг и его коллеги. https://ria.ru/science/20171003/1506094607.html
МОСКВА, 3 окт – РИА Новости. Жизнь на Земле могла зародиться в дарвиновских "теплых прудах" практически сразу после формирования планеты в результате падения астероидов, доставивших в эти водоемы "кирпичики жизни", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале PNAS.
скрытый текст
"Для того, чтобы понять, как возникла жизнь, нам сначала нужно было понять, как Земля выглядела миллиарды лет назад. Наше исследование очень четко демонстрирует это и показывает, что процесс формирования Солнечной системы напрямую влиял на рождение жизни на Земле", — заявил Томас Хеннинг (Thomas Henning) из Института изучения Солнечной системы в Геттингене (Германия).
Первые живые организмы появились на Земле во время архейской эры, и пока не существует общепринятой точки зрения насчет того, как и когда зародилась жизнь. На сегодняшний день есть несколько ископаемых свидетельств того, что микробы уже существовали в первичном океане Земли примерно 3,4 миллиарда лет назад, однако многие ученые считают, что жизнь могла зародиться гораздо раньше этой отметки.
В последние годы все большее количество эволюционистов-биологов приходит к мысли о том, что жизнь могла зародиться не в океанах Земли, а на поверхности суши, в озерах и у жерл гейзеров и вулканов. В пользу этого говорит то, что на суше присутствовал ряд критически важных элементов, в том числе молибден, бор и азот, которых было крайне мало в "супе" первичного океана. О том же говорят генетики, недавно восстановившие геном "Луки", микроба-предка всей жизни на Земле.
Хеннинг и его коллеги нашли очередные подтверждения в пользу этой теории, о которой впервые писал еще Чарльз Дарвин, анализируя различные варианты химического состава юной Земли и то, что могло происходить на ее поверхности в первые мгновения жизни Солнечной системы.
Как показали эти расчеты, простейшие "кирпичики жизни" и молекулы РНК, способные к самокопированию, должны были появиться на Земле неожиданно рано, буквально за несколько сотен тысяч или миллионов лет, еще до того, как ее поверхность успела остыть, и на ней возник первичный океан.
По словам ученых, первые подобные молекулы и примитивные представители жизни должны были возникнуть внутри небольших горячих озер, возникавших на поверхности Земли при падениях комет и метеоритов, состоящих из воды и различных летучих веществ. Эти озера периодически пересыхали, однако это, как подчеркивают химики, было не минусом, а плюсом для зарождения жизни – молекулы РНК могут объединяться в более сложные цепочки только в том случае, если концентрация воды в "первичном супе" резко падала и росла.
Данная проблема, как объясняют ученые, является неразрешимой для теорий, которые постулируют, что жизнь родилась или в океане, или у геотермальных источников на суше, концентрация воды в извержениях которых всегда остается очень высокой. Поэтому теория Дарвина о "теплом, мелком пруде" как о колыбели жизни, по мнению Хеннинга и его коллег, гораздо ближе к действительности, чем другие современные идеи о "сухопутном" рождении первых живых существ.
Подобный сценарий зарождения жизни, как отмечают авторы статьи, хорошо укладываются в недавно открытые следы первых живых существ на Земле, обитавших на планете как минимум 3,95 миллиарда или даже 4,2 миллиарда лет назад. Многие ученые с этим не согласны, однако число возможных доказательств существования очень древних форм жизни на Земле постоянно растет, заключают Хеннинг и его коллеги.
Мария Монрова
Мастер
12/23/2017, 3:47:52 PM
Журнал Science признал открытие физиков из России прорывом года
МОСКВА, 21 дек – РИА Новости. Обнаружение российскими и зарубежными физиками гравитационных волн, порожденных во время слияния нейтронных звезд в галактике NGC 4993, стало главным открытием года по версии редакции журнала Science. https://ria.ru/science/20171221/1511456479.html
МОСКВА, 21 дек – РИА Новости. Обнаружение российскими и зарубежными физиками гравитационных волн, порожденных во время слияния нейтронных звезд в галактике NGC 4993, стало главным открытием года по версии редакции журнала Science.
скрытый текст
"Если открытие гравитационных волн в сентябре 2015 года был своеобразной нотой триумфа для науки, то находка этого года стала настоящей симфонией для физиков и астрономов. В отличие от черных дыр, слияние которых проходит "чисто" и не оставляет никаких видимых следов, последствия столкновения нейтронных звезд изучали более 70 обсерваторий мира", — пишет коллектив самого престижного международного научного журнала.
Триумфы Эйнштейна
Это открытие произошло 17 августа, когда детектор LIGO зафиксировали всплеск гравитационных волн, порожденных двумя нейтронными звездами в относительно близкой к нам галактике NGC 4993 в созвездии Гидры. Она расположена в 130 миллионах световых лет от Земли.
Одновременно с LIGO за этим событием наблюдали гамма-телескоп "Ферми", рентгеновская обсерватория "Чандра", сеть российских автоматических телескопов МАСТЕР и примерно четверть всех астрономов Земли.
В создании и работе детекторов LIGO участвовали тысячи ученых из самых разных уголков мира. Большую роль в этом открытии сыграли российские физики из МГУ им. М.В. Ломоносова и нижегородского Института прикладной физики РАН, чью группу в LIGO до последнего времени возглавлял ныне покойный профессор Владимир Борисович Брагинский.
Открытие, как тогда отмечали физики из МГУ, стало очередным доказательством теории относительности Эйнштейна и свидетельством того, что гравитационные волны можно использовать в качестве еще одного канала наблюдений за далекими объектами космоса и изучения тайн рождения Вселенной.
Что интересно, это эпохальное открытие даже не попало в число главных научных достижений года по версии читателей журнала – безоговорочную победу в этом неофициальном конкурсе одержал эксперимент медиков из Детского госпиталя Коламбуса (США), вылечивших при помощи генной терапии 12 младенцев от атрофии мускулов спины, смертельно опасного заболевания.
Новые родичи и древние корни человека
В "десятку" самых важных открытий года попали две относительно неожиданных находки, связанных с историей эволюции нашего вида и рода.
Первый из них касается современной Земли – в ноябре этого года биологи из Швейцарии заявили, что им случайно удалось найти третий вид орангутанов на Суматре, анализируя ДНК и останки самца, недавно умершего в лесах на севере этого острова. Обнаружение этих обезьян, Pongo tapanuliensis, стало первым открытием нового вида человекообразных приматов за последние 90 лет.
Второе открытие касается далекого прошлого человечества. В июне палеонтологи из Германии заявили, что человечество уже существует как минимум 300 тысяч лет, и продемонстрировали первое доказательство такой смелой гипотезы, останки пока самого древнего человека Земли, найденные в шахте Джебель Ируд на северо-западе Марокко.
Как тогда заявил Жан-Жак Ублин, руководитель раскопок, столь почтенный возраст его находки говорит о том, что человечество возникло не в одной точке и затем распространилось по миру, как раньше считали ученые, а эволюционировало на всей территории Африки.
Новый, чудный мир ДНК
Сразу три открытия из мира молекулярной биологии и генетики были признаны важнейшими достижениями года и редакцией Science, и читателями журнала. В их число, помимо успешного применения генной терапии для борьбы с дистрофией мускулов спины, попали два других достижения, которые могут полностью поменять медицину уже в ближайшие годы.
Первым из них стало лекарство пембролизумаб, способное бороться сразу с несколькими видами рака. Его создала компания Merck около десяти лет назад, но проверку регулирующими органами США оно прошло только в мае этого года.
Пембролизумаб представляет собой особое антитело, которое присоединяется к иммунным клеткам и "выключает" систему безопасности в них, заставляя их активнее бороться с раком.
Аналогичной почести удостоилось открытие биологов из Гарварда, создавших новую систему редактирования ДНК, способную точно исправлять одиночные мутации в произвольных генах и других участках генома. Как надеются ученые, их разработка поможет победить примерно 65% всех наследственных болезней, известных сегодня.
Погоня за нейтрино
Еще одно открытие года, отмеченное редакцией журнала, совершила группа российских и зарубежных ученых, которой руководил профессор Юрий Ефременко из Национальной лаборатории в Оак-Ридж (США). Его команде удалось впервые зафиксировать один из самых редких вариантов столкновения нейтрино с ядрами атомов, который ученые даже не ожидали увидеть.
Физикам из Курчатовского института, Института теоретической и экспериментальной физики и ряда других научных организаций удалось добиться "невозможного", пойдя своеобразным методом "от противного" – они не стали увеличивать размеры детектора частиц, а уменьшили его, и одновременно повысили "кучность" и интенсивность источника нейтрино.
Тайны жизни
Остальные главные научные достижения года касаются различных областей физики и химии, но при этом они связаны одним общим лейтмотивом – они помогли ученым раскрыть многие важные тайны того, как на Земле возникла жизнь и как она выглядела в прошлом.
Первое из них – создание криоэлектронных микроскопов — уже было отмечено Нобелевским комитетом в этом году. Эти машины стали серьезными конкурентами для ускорителей частиц, которые используются сегодня для изучения молекулярной структуры белков и других "молекул жизни", и позволили ученым раскрыть многие тайны тех молекул, которые синхротронам просто не доступны.
Другое открытие можно назвать триумфом климатологии и аналитической химии. Благодаря комбинации их методов геологи из США нашли на территории Антарктиды залежи льда, сформировавшиеся 2,7 миллиона лет назад. Изучение пузырьков воздуха, заточенных в этих отложениях, уже указало на то, что современные представления о начале ледникового периода могут быть в корне неверными.
Триумфы Эйнштейна
Это открытие произошло 17 августа, когда детектор LIGO зафиксировали всплеск гравитационных волн, порожденных двумя нейтронными звездами в относительно близкой к нам галактике NGC 4993 в созвездии Гидры. Она расположена в 130 миллионах световых лет от Земли.
Одновременно с LIGO за этим событием наблюдали гамма-телескоп "Ферми", рентгеновская обсерватория "Чандра", сеть российских автоматических телескопов МАСТЕР и примерно четверть всех астрономов Земли.
В создании и работе детекторов LIGO участвовали тысячи ученых из самых разных уголков мира. Большую роль в этом открытии сыграли российские физики из МГУ им. М.В. Ломоносова и нижегородского Института прикладной физики РАН, чью группу в LIGO до последнего времени возглавлял ныне покойный профессор Владимир Борисович Брагинский.
Открытие, как тогда отмечали физики из МГУ, стало очередным доказательством теории относительности Эйнштейна и свидетельством того, что гравитационные волны можно использовать в качестве еще одного канала наблюдений за далекими объектами космоса и изучения тайн рождения Вселенной.
Что интересно, это эпохальное открытие даже не попало в число главных научных достижений года по версии читателей журнала – безоговорочную победу в этом неофициальном конкурсе одержал эксперимент медиков из Детского госпиталя Коламбуса (США), вылечивших при помощи генной терапии 12 младенцев от атрофии мускулов спины, смертельно опасного заболевания.
Новые родичи и древние корни человека
В "десятку" самых важных открытий года попали две относительно неожиданных находки, связанных с историей эволюции нашего вида и рода.
Первый из них касается современной Земли – в ноябре этого года биологи из Швейцарии заявили, что им случайно удалось найти третий вид орангутанов на Суматре, анализируя ДНК и останки самца, недавно умершего в лесах на севере этого острова. Обнаружение этих обезьян, Pongo tapanuliensis, стало первым открытием нового вида человекообразных приматов за последние 90 лет.
Второе открытие касается далекого прошлого человечества. В июне палеонтологи из Германии заявили, что человечество уже существует как минимум 300 тысяч лет, и продемонстрировали первое доказательство такой смелой гипотезы, останки пока самого древнего человека Земли, найденные в шахте Джебель Ируд на северо-западе Марокко.
Как тогда заявил Жан-Жак Ублин, руководитель раскопок, столь почтенный возраст его находки говорит о том, что человечество возникло не в одной точке и затем распространилось по миру, как раньше считали ученые, а эволюционировало на всей территории Африки.
Новый, чудный мир ДНК
Сразу три открытия из мира молекулярной биологии и генетики были признаны важнейшими достижениями года и редакцией Science, и читателями журнала. В их число, помимо успешного применения генной терапии для борьбы с дистрофией мускулов спины, попали два других достижения, которые могут полностью поменять медицину уже в ближайшие годы.
Первым из них стало лекарство пембролизумаб, способное бороться сразу с несколькими видами рака. Его создала компания Merck около десяти лет назад, но проверку регулирующими органами США оно прошло только в мае этого года.
Пембролизумаб представляет собой особое антитело, которое присоединяется к иммунным клеткам и "выключает" систему безопасности в них, заставляя их активнее бороться с раком.
Аналогичной почести удостоилось открытие биологов из Гарварда, создавших новую систему редактирования ДНК, способную точно исправлять одиночные мутации в произвольных генах и других участках генома. Как надеются ученые, их разработка поможет победить примерно 65% всех наследственных болезней, известных сегодня.
Погоня за нейтрино
Еще одно открытие года, отмеченное редакцией журнала, совершила группа российских и зарубежных ученых, которой руководил профессор Юрий Ефременко из Национальной лаборатории в Оак-Ридж (США). Его команде удалось впервые зафиксировать один из самых редких вариантов столкновения нейтрино с ядрами атомов, который ученые даже не ожидали увидеть.
Физикам из Курчатовского института, Института теоретической и экспериментальной физики и ряда других научных организаций удалось добиться "невозможного", пойдя своеобразным методом "от противного" – они не стали увеличивать размеры детектора частиц, а уменьшили его, и одновременно повысили "кучность" и интенсивность источника нейтрино.
Тайны жизни
Остальные главные научные достижения года касаются различных областей физики и химии, но при этом они связаны одним общим лейтмотивом – они помогли ученым раскрыть многие важные тайны того, как на Земле возникла жизнь и как она выглядела в прошлом.
Первое из них – создание криоэлектронных микроскопов — уже было отмечено Нобелевским комитетом в этом году. Эти машины стали серьезными конкурентами для ускорителей частиц, которые используются сегодня для изучения молекулярной структуры белков и других "молекул жизни", и позволили ученым раскрыть многие тайны тех молекул, которые синхротронам просто не доступны.
Другое открытие можно назвать триумфом климатологии и аналитической химии. Благодаря комбинации их методов геологи из США нашли на территории Антарктиды залежи льда, сформировавшиеся 2,7 миллиона лет назад. Изучение пузырьков воздуха, заточенных в этих отложениях, уже указало на то, что современные представления о начале ледникового периода могут быть в корне неверными.
Книгочей
Удален 3/26/2019, 10:47:00 AM
Прошлое и Будущее Вселенной - https://www.youtube.com/watch?v=3IH6eD8mqAQ :
"Хрупкую временность бытия осознавали даже наши дикие предки. Поэтому примитивную эсхатологию — систему представлений о конце света — можно найти в самых древних мифах. В эпоху бурных теологических споров, когда считалось само собой разумеющимся, что Бог создал мир и он же положит ему конец, равнозначно рассматривались две версии будущего.
Первая гласила, что время существования Вселенной предопределено заранее, о чём сказано в Откровении Иоанна Богослова (Апокалипсисе). Сторонники другой версии считали, что Вселенная будет существовать вечно и после конца света Бог сотворит новые миры и новых людей, чтобы начать очередной цикл.
Научная эсхатология оформилась в XIX веке после того, как немецкий физик Рудольф Клаузиус в 1850 году вывел второе начало термодинамики. Оно гласило: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более тёплому». Получалось, что преобразование энергии в природе имеет конкретную направленность и обратных процессов не существует. Следовательно, рано или поздно Вселенная остынет до равновесного теплового состояния, и всякое движение в ней прекратится. Первым этот неутешительный прогноз высказал британский математик Уильям Томсон (барон Кельвин): в 1852 году он опубликовал статью, в которой на основе открытия Клаузиуса предсказал, что Солнце неизбежно погаснет, а Земля замёрзнет. В дальнейшем физики развили его соображения в гипотезу, получившую название «тепловая смерть Вселенной». Но это далеко не единственный сценарий далёкого будущего.
Когда Альберт Эйнштейн сформулировал положения общей теории относительности, в которой гравитация была определена как свойство пространственно-временного континуума, он задался серьёзным вопросом: если притяжение между телами действует всегда и везде, то почему они до сих пор не слиплись в единый ком? Может быть, помимо гравитации, в мире существует и антигравитация? Тогда физик ввёл в свои уравнения лямбда-член (космологическую постоянную), учитывающий «расталкивание», которое не даёт Вселенной схлопнуться.
В 1922 году советский физик Александр Фридман опубликовал уравнение, описывающее модель нестационарной расширяющейся Вселенной, в котором лямбда-член оказывался лишним. Сначала Эйнштейн не принял вариант Фридмана, поскольку физики первой четверти ХХ века разделяли идею вечной и бесконечной Вселенной. Однако вскоре астрономические наблюдения подтвердили теоретические выкладки: Эдвин Хаббл открыл разбегание галактик. Из этого родилась концепция Большого взрыва, которая и поныне главенствует в космологии.
С тех пор физики приблизительно представляют, что случилось в далёком прошлом, и даже сумели вычислить возраст Вселенной. Но что произойдёт в будущем? Сравнительно недавно была обнаружена статья Эйнштейна «К космологической проблеме общей теории относительности» (1932), которая никогда не переводилась на английский язык, поэтому осталась без внимания мирового научного сообщества. Великий физик написал её на пару с нидерландским астрономом Виллемом де Ситтером; соавторы обосновывали циклическую модель Вселенной, согласно которой она не будет расширяться вечно. Гравитационная сила остановит разбегание, и начнётся Большое сжатие, которое приведёт Вселенную к исходному суперплотному состоянию, после чего снова произойдёт взрыв. К этой же мысли пришли и другие учёные, но в 1934 году американец Ричард Толман показал, что циклическая модель нарушает второе начало термодинамики. Чтобы действие второго начала сохранялось, в каждом последующем цикле должно быть меньше свободной энергии. Если экстраполировать ситуацию в вечное прошлое, то получится, что вся энергия давным-давно должна была рассеяться, а Вселенная — прийти к «тепловой смерти». Но этого не произошло. Получается, что где-то во Вселенной есть источник возобновления энергии? Почему же мы его не наблюдаем?
Космологи неоднократно пытались примирить циклическую модель и второе начало термодинамики. В конце концов они пришли к теории Большого отскока, которую, в частности, разрабатывал физик Георгий Гамов, эмигрант из СССР. В её рамках утверждалось, что в сверхплотном состоянии действие фундаментальных законов природы кардинально меняется, поэтому мы ничего не можем сказать о предыдущей Вселенной, но, скорее всего, она была совершенно иной.
В конце ХХ века пришлось пересмотреть и эту теорию. Американский астрофизик Сол Перлмуттер с середины 1980-х годов наблюдал за вспышками далёких сверхновых и получил странный результат: они оказались менее яркими, чем предсказывали существующие физико-математические модели. Собрав и тщательно проанализировав данные с телескопов по всему миру, группа Перлмуттера пришла к ошеломляющему выводу: Вселенная расширяется с ускорением! По-видимому, в нашем мире всё же действует некая антигравитационная сила.
Чтобы объяснить этот феномен, астрономы ввели понятие тёмной энергии, пронизывающей весь космос, но не взаимодействующей с обычной материей. Если тёмная энергия действительно существует, то Вселенная состоит из неё на 72%! Вот только физики не могут понять, что это такое. Кто-то уверен, что в «расталкивающем» действии тёмной энергии проявляется одно из фундаментальных свойств вакуума; кто-то пытается модифицировать под её существование общую теорию относительности; кто-то привлекает к объяснению бесспиновые энергетические поля и иные измерения. Обескураживающим стало и сравнение космологической постоянной, вычисленной теоретически, с полученной экспериментально: последняя оказалась меньше на 120 порядков! Может быть, куда-то вкралась ошибка?..
Тем не менее наличие тёмной энергии сегодня мало кто отрицает. На основе ускоряющегося расширения американец Роберт Колдуэлл вывел теорию Большого разрыва. Согласно ей, если темпы расширения Вселенной сохранятся, то через 22 миллиарда лет наступит такое состояние, при котором прекратятся всякие взаимодействия между объектами. Сначала распадутся скопления галактик, потом сами галактики, затем — звёздные и планетные системы, затем — планеты, обломки планет, молекулы и даже атомы. Известные законы физики перестанут работать, поэтому предсказать дальнейшую судьбу Вселенной невозможно.
Впрочем, пока не появилось хоть каких-то достоверных данных о природе тёмной энергии, говорить о Большом разрыве преждевременно. Вполне возможно, что ускорение расширения со временем снизится или вообще прекратится.
Периодически при попытках описать происходящее появляются альтернативные космологические модели. Например, вызов общему мнению бросили физик Александр Васильков и астрофизик Николай (Ник) Горькавый, хорошо известный отечественному читателю как автор серии фантастических романов «Астровитянка» и цикла «Научные сказки». В 2016 году, когда были впервые зафиксированы гравитационные волны, учёные предположили, что наблюдаемая природная антигравитация вызвана не давлением тёмной энергии, а стремительным уменьшением массы Большой Чёрной Дыры (БЧД), из которой образовалась Вселенная. Горькавый пишет в своём блоге: «Если рассмотреть стадию сжатия Вселенной, на которой слияния чёрных дыр должны быть частым явлением, то можно показать, что большая часть Вселенной во время коллапса может превратиться в гравитационное излучение. Что произойдёт с гравитационным полем системы, которая быстро теряет гравитационную массу? Мы рассмотрели решение уравнений Эйнштейна для системы, состоящей из сливающихся чёрных дыр, и показали, что в такой системе возникает сильная отталкивающая гравитационная сила, которая может превратить сжатие Вселенной в Большой взрыв… Поэтому, если при предыдущем коллапсе Вселенной её масса быстро превращалась в гравитационное излучение, то неизбежно возникла сначала очень сильная отталкивающая сила, а потом — слабая долгоживущая антигравитация».
В марте 2018 года Васильков и Горькавый опубликовали новую статью, представив публике модель эволюции Вселенной на основе уравнений Фридмана и сделанного ранее предположения о связи отталкивающей силы с изменением массы объектов. Кропотливые расчёты дали парадоксальный результат. Если рассуждать логически, то масса БЧД, из которой образовалась наша Вселенная, должна уменьшаться по мере расширения последней, но оказалось, что она увеличивается! «Мы пришли к удивительной интерпретации наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной как результата роста центральной массы и торможения разлёта Вселенной, — пишет Горькавый. — Действительно, если по ночной дороге движется колонна автомобилей с включёнными фарами, то факт, что задний автомобиль ускоренно отдаляется от переднего, можно с одинаковой вероятностью интерпретировать как ускорение первого автомобиля или как торможение последнего».
Дальнейшие рассуждения привели авторов к сенсационному выводу: у Вселенной есть центр! БЧД существует и сегодня, втягивая в себя материю, что вызывает «растяжение» наблюдаемой вокруг нас части космоса и приводит к ошибке наблюдателей, которые видят ускорение там, где на самом деле происходит торможение. Можно даже примерно указать месторасположение БЧД — анизотропия некоторых космологических явлений, получившая название «Ось зла», указывает на область неба возле тусклого созвездия Секстант. Размер БЧД можно оценить в миллиард световых лет.
Конечно, теория Горькавого-Василькова ещё далека от совершенства и вызывает резкое неприятие со стороны научного сообщества. Какая модель ближе к реальности, покажут дальнейшие исследования. Ну а через несколько миллиардов лет мы и так узнаем, чем всё кончится..." - Антон Первушин : https://www.mirf.ru/science/kakim-budet-buduschee-vselennoj
"Хрупкую временность бытия осознавали даже наши дикие предки. Поэтому примитивную эсхатологию — систему представлений о конце света — можно найти в самых древних мифах. В эпоху бурных теологических споров, когда считалось само собой разумеющимся, что Бог создал мир и он же положит ему конец, равнозначно рассматривались две версии будущего.
Первая гласила, что время существования Вселенной предопределено заранее, о чём сказано в Откровении Иоанна Богослова (Апокалипсисе). Сторонники другой версии считали, что Вселенная будет существовать вечно и после конца света Бог сотворит новые миры и новых людей, чтобы начать очередной цикл.
Научная эсхатология оформилась в XIX веке после того, как немецкий физик Рудольф Клаузиус в 1850 году вывел второе начало термодинамики. Оно гласило: «Теплота не может переходить сама собой от более холодного тела к более тёплому». Получалось, что преобразование энергии в природе имеет конкретную направленность и обратных процессов не существует. Следовательно, рано или поздно Вселенная остынет до равновесного теплового состояния, и всякое движение в ней прекратится. Первым этот неутешительный прогноз высказал британский математик Уильям Томсон (барон Кельвин): в 1852 году он опубликовал статью, в которой на основе открытия Клаузиуса предсказал, что Солнце неизбежно погаснет, а Земля замёрзнет. В дальнейшем физики развили его соображения в гипотезу, получившую название «тепловая смерть Вселенной». Но это далеко не единственный сценарий далёкого будущего.
Когда Альберт Эйнштейн сформулировал положения общей теории относительности, в которой гравитация была определена как свойство пространственно-временного континуума, он задался серьёзным вопросом: если притяжение между телами действует всегда и везде, то почему они до сих пор не слиплись в единый ком? Может быть, помимо гравитации, в мире существует и антигравитация? Тогда физик ввёл в свои уравнения лямбда-член (космологическую постоянную), учитывающий «расталкивание», которое не даёт Вселенной схлопнуться.
В 1922 году советский физик Александр Фридман опубликовал уравнение, описывающее модель нестационарной расширяющейся Вселенной, в котором лямбда-член оказывался лишним. Сначала Эйнштейн не принял вариант Фридмана, поскольку физики первой четверти ХХ века разделяли идею вечной и бесконечной Вселенной. Однако вскоре астрономические наблюдения подтвердили теоретические выкладки: Эдвин Хаббл открыл разбегание галактик. Из этого родилась концепция Большого взрыва, которая и поныне главенствует в космологии.
С тех пор физики приблизительно представляют, что случилось в далёком прошлом, и даже сумели вычислить возраст Вселенной. Но что произойдёт в будущем? Сравнительно недавно была обнаружена статья Эйнштейна «К космологической проблеме общей теории относительности» (1932), которая никогда не переводилась на английский язык, поэтому осталась без внимания мирового научного сообщества. Великий физик написал её на пару с нидерландским астрономом Виллемом де Ситтером; соавторы обосновывали циклическую модель Вселенной, согласно которой она не будет расширяться вечно. Гравитационная сила остановит разбегание, и начнётся Большое сжатие, которое приведёт Вселенную к исходному суперплотному состоянию, после чего снова произойдёт взрыв. К этой же мысли пришли и другие учёные, но в 1934 году американец Ричард Толман показал, что циклическая модель нарушает второе начало термодинамики. Чтобы действие второго начала сохранялось, в каждом последующем цикле должно быть меньше свободной энергии. Если экстраполировать ситуацию в вечное прошлое, то получится, что вся энергия давным-давно должна была рассеяться, а Вселенная — прийти к «тепловой смерти». Но этого не произошло. Получается, что где-то во Вселенной есть источник возобновления энергии? Почему же мы его не наблюдаем?
Космологи неоднократно пытались примирить циклическую модель и второе начало термодинамики. В конце концов они пришли к теории Большого отскока, которую, в частности, разрабатывал физик Георгий Гамов, эмигрант из СССР. В её рамках утверждалось, что в сверхплотном состоянии действие фундаментальных законов природы кардинально меняется, поэтому мы ничего не можем сказать о предыдущей Вселенной, но, скорее всего, она была совершенно иной.
В конце ХХ века пришлось пересмотреть и эту теорию. Американский астрофизик Сол Перлмуттер с середины 1980-х годов наблюдал за вспышками далёких сверхновых и получил странный результат: они оказались менее яркими, чем предсказывали существующие физико-математические модели. Собрав и тщательно проанализировав данные с телескопов по всему миру, группа Перлмуттера пришла к ошеломляющему выводу: Вселенная расширяется с ускорением! По-видимому, в нашем мире всё же действует некая антигравитационная сила.
Чтобы объяснить этот феномен, астрономы ввели понятие тёмной энергии, пронизывающей весь космос, но не взаимодействующей с обычной материей. Если тёмная энергия действительно существует, то Вселенная состоит из неё на 72%! Вот только физики не могут понять, что это такое. Кто-то уверен, что в «расталкивающем» действии тёмной энергии проявляется одно из фундаментальных свойств вакуума; кто-то пытается модифицировать под её существование общую теорию относительности; кто-то привлекает к объяснению бесспиновые энергетические поля и иные измерения. Обескураживающим стало и сравнение космологической постоянной, вычисленной теоретически, с полученной экспериментально: последняя оказалась меньше на 120 порядков! Может быть, куда-то вкралась ошибка?..
Тем не менее наличие тёмной энергии сегодня мало кто отрицает. На основе ускоряющегося расширения американец Роберт Колдуэлл вывел теорию Большого разрыва. Согласно ей, если темпы расширения Вселенной сохранятся, то через 22 миллиарда лет наступит такое состояние, при котором прекратятся всякие взаимодействия между объектами. Сначала распадутся скопления галактик, потом сами галактики, затем — звёздные и планетные системы, затем — планеты, обломки планет, молекулы и даже атомы. Известные законы физики перестанут работать, поэтому предсказать дальнейшую судьбу Вселенной невозможно.
Впрочем, пока не появилось хоть каких-то достоверных данных о природе тёмной энергии, говорить о Большом разрыве преждевременно. Вполне возможно, что ускорение расширения со временем снизится или вообще прекратится.
Периодически при попытках описать происходящее появляются альтернативные космологические модели. Например, вызов общему мнению бросили физик Александр Васильков и астрофизик Николай (Ник) Горькавый, хорошо известный отечественному читателю как автор серии фантастических романов «Астровитянка» и цикла «Научные сказки». В 2016 году, когда были впервые зафиксированы гравитационные волны, учёные предположили, что наблюдаемая природная антигравитация вызвана не давлением тёмной энергии, а стремительным уменьшением массы Большой Чёрной Дыры (БЧД), из которой образовалась Вселенная. Горькавый пишет в своём блоге: «Если рассмотреть стадию сжатия Вселенной, на которой слияния чёрных дыр должны быть частым явлением, то можно показать, что большая часть Вселенной во время коллапса может превратиться в гравитационное излучение. Что произойдёт с гравитационным полем системы, которая быстро теряет гравитационную массу? Мы рассмотрели решение уравнений Эйнштейна для системы, состоящей из сливающихся чёрных дыр, и показали, что в такой системе возникает сильная отталкивающая гравитационная сила, которая может превратить сжатие Вселенной в Большой взрыв… Поэтому, если при предыдущем коллапсе Вселенной её масса быстро превращалась в гравитационное излучение, то неизбежно возникла сначала очень сильная отталкивающая сила, а потом — слабая долгоживущая антигравитация».
В марте 2018 года Васильков и Горькавый опубликовали новую статью, представив публике модель эволюции Вселенной на основе уравнений Фридмана и сделанного ранее предположения о связи отталкивающей силы с изменением массы объектов. Кропотливые расчёты дали парадоксальный результат. Если рассуждать логически, то масса БЧД, из которой образовалась наша Вселенная, должна уменьшаться по мере расширения последней, но оказалось, что она увеличивается! «Мы пришли к удивительной интерпретации наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной как результата роста центральной массы и торможения разлёта Вселенной, — пишет Горькавый. — Действительно, если по ночной дороге движется колонна автомобилей с включёнными фарами, то факт, что задний автомобиль ускоренно отдаляется от переднего, можно с одинаковой вероятностью интерпретировать как ускорение первого автомобиля или как торможение последнего».
Дальнейшие рассуждения привели авторов к сенсационному выводу: у Вселенной есть центр! БЧД существует и сегодня, втягивая в себя материю, что вызывает «растяжение» наблюдаемой вокруг нас части космоса и приводит к ошибке наблюдателей, которые видят ускорение там, где на самом деле происходит торможение. Можно даже примерно указать месторасположение БЧД — анизотропия некоторых космологических явлений, получившая название «Ось зла», указывает на область неба возле тусклого созвездия Секстант. Размер БЧД можно оценить в миллиард световых лет.
Конечно, теория Горькавого-Василькова ещё далека от совершенства и вызывает резкое неприятие со стороны научного сообщества. Какая модель ближе к реальности, покажут дальнейшие исследования. Ну а через несколько миллиардов лет мы и так узнаем, чем всё кончится..." - Антон Первушин : https://www.mirf.ru/science/kakim-budet-buduschee-vselennoj