Новости

24.12.2019 18:17
Рубрика: Общество

Черная дыра показала лицо

Главные достижения науки в 2019 году
Мода на рейтинги и хит-парады не обошла и науку. Ведущие журналы и агентства назвали лучшие работы 2019 года. В последнее время за чемпионство соревнуются в основном космос и генетика, которые попеременно занимают первое место. В прошлом году лидером стала работа по созданию комбинации новых генетических технологий, которая позволяет обнаружить, как клетка способна превратиться в тот или иной орган, а в итоге и во взрослый организм. В этом году на верхнюю строчку вновь поднялся космос, точнее, экзотические черные дыры.
Израильские ученые сумели по ДНК из пальца реконструировать облик денисовца. Фото: AFP Израильские ученые сумели по ДНК из пальца реконструировать облик денисовца. Фото: AFP
Израильские ученые сумели по ДНК из пальца реконструировать облик денисовца. Фото: AFP

Они были предсказаны более 100 лет назад в рамках Общей теории относительности. Долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования. И вот ученые впервые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной. Коллаборация EHT (Event Horizon Telescope) опубликовала первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87, расположенной на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Солнца. Исследование вели восемь телескопов, расположенных в разных точках планеты и работавших как одно целое.

Хотя сами ученые не называют эту работу грандиозным прорывом, ведь они получили именно то, что было предсказано теоретиками. Однако это ни в коей мере не снижает значительности достижения. Ведь в работе применены новые технологии изучения космоса, что позволит в будущем получать прорывные результаты, расширять горизонты науки.

На второе место эксперты поставили обнаруженные в американском штате Северная Дакота следы гигантской волны цунами. Науке давно известно, что 65 миллионов лет назад на Землю обрушился астероид размером около 10 километров, образовав кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан. Последствия этого события хорошо изучены в геологических летописях, но что произошло непосредственно после астероидного удара, до сих пор было не ясно. Этот пробел и восполняют исследования международной группы ученых. В осадочной породе на севере США, богатой останками динозавров, обнаружен специфический слой, возникший почти сразу после падения астероида. Оказалось, что этот слой состоит из вещества, который принесла волна цунами, которую породило падение астероида. Теперь картина исчезновения динозавров стала более детальной.

Вновь среди лидеров рейтинга уже знаменитый денисовский человек. Если неандертальца и кроманьонца можно увидеть в любом антропологическом музее, то об облике денисовцев до сих пор почти ничего не известно. Дело в том, что денисовских скелетов, а главное, черепа не сохранилось. В распоряжении антропологов были только три зуба, фаланга пальца и фрагмент челюсти этих людей. И вот израильские ученые сделали практически невозможное: по ДНК, выделенной из фаланги пальца, удалось узнать особенности анатомии денисовцев, реконструировать строение их черепа и даже смоделировать внешность. Более того, авторы показали изображение денисовской девушки, немного напоминающей неандертальцев. Новый метод может быть применен далеко за пределами антропологии, в том числе в криминалистике.

Портрет черной дыры "нарисовали" восемь телескопов, расположенных в разных точках планеты и работавших как одно целое

Два места в рейтинге отвоевали фармакологические препараты. Спустя почти 40 лет после первого обнаружения смертельного вируса Эбола у медиков, похоже, появилось сразу лекарства: антитела с названиями mAb114 и REGN-EB3. Исследование показало, что около 70 процентов пациентов, получавших одно из этих антител, выжили. Вошло в рейтинг и генетическое лекарство от другой опасной болезни - муковисцидоз. Испытания показали, что препарат может существенно помочь как минимум 90 процентам больных.

Долгожданным прорывом стали работы создателей квантовых компьютеров. Группа ученых объявила о достижении так называемого "квантового превосходства". Речь идет о том, что с помощью нового устройства Sycamore удалось решить задачу, недоступную даже самым мощным "обычным" суперкомпьютерам. По словам авторов, полученный на их детище за 200 секунд результат пришлось бы ждать на самом мощном сегодня суперкомпьютере 10 тысяч лет. Правда, некоторые специалисты оценивают заявления о достижении "превосходства" преждевременными. Но если событие соответствует действительности, то его можно сравнить с первым полетом братьев Райт и с испытанием водородной бомбы. Речь идет о наступлении эры "квантового превосходства", появлении вычислителей принципиально иного типа, которые могут решать задачи, совершенно недоступные для самых современных классических ЭВМ.

Наконец попал в число научных прорывов и модный сегодня искусственный интеллект, который смог победить чемпионов в самом сложном варианте игры в покер. В отличие от шахмат, где победа достигается за счет быстрого пересчета всех возможных вариантов, покер всегда считался сферой исключительно человека и недоступной для машины. Игра включает в себя скрытую информацию - вы не знаете карты ваших оппонентов, - поэтому успех требует применения нескольких стратегий. Пару лет назад искусственный интеллект победил чемпионов в "простом" варианте покера, а в этом году и в самом сложном, обыграв команду из шести элитных игроков.

Первое в истории изображение одной из черных дыр, существование которых предсказано более 100 лет назад теорией Эйнштейна. Фото: nasa.gov

Впервые в рейтинг попали и роботы. Сегодня уже созданы машины, способные не только удерживаться на ногах после ударов, но и вскакивать после падения. Но разработка таких систем крайне сложна и длительна, так как применяются алгоритмы, основанные на поведении реальных существ. Швейцарские ученые применили новый подход, используя нейросети. Сначала ее обучили разным вариантам поведения, а затем это знание перенесли в реальный робот, который начал вытворять самые разные трюки - падать, вскакивать, делать кульбиты сальто и т.д.

Настоящей революцией в науке стало редактирование геномов под названием CRISPR/Cas9. С его помощью уже сделаны разные прорывные исследования в генетике и медицине. Но после первых восторгов специалисты начали отмечать и серьезные недостатки, называть метод грубым, который подходит только для экспериментов на животных в лабораториях. И вот недавно было создано называемое праймированное редактирование, которое позволяет вести целенаправленное изменение генома в любом месте, делая намного меньше ошибок по сравнению с CRISPR/Cas9. Это открывает возможность редактирования геномов на людях, не опасаясь серьезных ошибок.

Еще один космический лауреат - странная космическая "матрешка", которую исследовал американский зонд New Horizons. Ее назвали Аррокот, что означает "небо" в языке индейцев поухатан. Предположения, что в поясе Койпера, который начинается за орбитой Нептуна и заканчивается в 50-55 астрономических единицах от Солнца, "прячется" еще одно массивное тело, высказывались давно, но лишь несколько лет назад астрономы обнаружили признаки ее существования. Зонд New Horizons пролетел мимо Плутона летом 2015 года, когда за его орбитой телескоп Хаббл уже обнаружил объект, который находился как раз вблизи траектории аппарата. Получив команду с Земли, он сблизился с таинственным телом и сумел получить четкие снимки. Так в каталогах появился Аррокот.

Общество Наука Научный подход с Юрием Медведевым