Что меня удивило в науке
Топ-10 самых странных научных открытий 2020 года
В 2020 году учёные выполнили немало очень необычных исследований.
Фото Global Look Press.
Слева цифра 8, предъявленная пациенту. Справа его рисунок, показывающий, что он видит.
Иллюстрация Johns Hopkins University.
Мумифицированные останки Несьямуна подверглись неразрушающему КТ-сканированию.
Фото Leeds Teaching Hospitals/Leeds Museums and Galleries.
Дрожжи в мочевом пузыре женщины ферментировали сахара, в результате чего анализ давал положительный результат на алкоголь.
Фото Global Look Press
Квантовая связь оказалась не подверженной эффекту бабочки.
Иллюстрация Global Look Press.
Мутация может заставить нас решить, что рыба пахнет розой.
Фото Global Look Press.
Особи вида Stegastes diencaeus оберегают стаи ракообразных, удобряющих их плантации водорослей.
Фото Rohan Brooker.
Чёрные дыры можно использовать как генераторы энергии.
Иллюстрация Pixabay
Бегемоты, вырвавшиеся из частного зоопарка, могут органично вписаться в экосистему Южной Америки.
Фото Wikimedia Commons.
Микробы мезозойской эры ожили на глазах учёных.
Иллюстрация Pixabay
В остывшем до черноты белом карлике будут происходить очень медленные превращения, которые в конце концов приведут к взрыву.
Иллюстрация NASA/JPL-Caltech.
Мы расскажем о самых необычных научных исследованиях 2020 года по версии издания New Atlas. В список вошли самые удивительные, захватывающие и странные научные новости уходящего года. Со многими из них Вести.Ru уже знакомили своих читателей, и по ссылкам можно найти подробные материалы об этих открытиях.
Человек, который не видел цифр
В 2020 году нейробиологи описали удивительную аномалию. Пациент под псевдонимом RFS, страдающий редким нейродегенеративным заболеванием, потерял способность распознавать цифры от 2 до 9. Вместо них он видел хаотичный набор линий, похожий на картины абстракционистов. При этом RFS отлично различал буквы и другие символы.
Пациент также не мог распознать никакое изображение, нанесённое поверх цифры или достаточно близко к ней. Например, он видел хаотичное нагромождение линий вместо человеческого лица. Однако зона распознавания лиц в его мозге при этом активизировалась как обычно.
Крайне необычный случай стал очередным ярким напоминанием о том, что мысль материальна в самом буквальном смысле слова. За каждое наше умение отвечают конкретные нейронные структуры в мозге, и если их повредить, то навык «выключается».
Говорящая мумия
В уходящем году исследователи воссоздали голос египетского жреца, умершего три тысячи лет назад. Учёные провели компьютерную томографию мумии, чтобы учесть все индивидуальные детали анатомии, влияющие на образование голоса.
Опираясь на эти данные, экспериментаторы распечатали на 3D-принтере модель голосового тракта жреца. Это устройство они подключили к искусственной гортани и динамикам.
Правда, полученная система издавала один-единственный звук, так как искусственный голосовой тракт оставался неподвижным. Однако специалисты надеются со временем научиться более точно воспроизводить голоса умерших.
Женщина, которая мочилась алкоголем
Неожиданным и странным достижением удивили мир и медики. Они зафиксировали первый в истории случай, когда мочевой пузырь человека самостоятельно производил спирт.
В моче 61-летней пациентки, страдающей диабетом, постоянно обнаруживался алкоголь. При этом женщина категорически отрицала употребление горячительного. К тому же этанол не определялся в её крови.
В конце концов учёные выяснили, в чём дело. В мочевом пузыре пациентки жили дрожжи. Её моча из-за диабета была богата сахаром, из которого микроорганизмы производили спирт. Этанол не попадал в кровь женщины и не доставлял ей никаких неудобств, кроме беспочвенных обвинений в алкоголизме.
Эффект бабочки в квантовом мире
В 1952 году Рэй Брэдбери написал рассказ «И грянул гром». Его герой отправляется в прошлое и там случайно наступает на бабочку. Вернувшись домой, он обнаруживает, что мир очень изменился. Из-за этой раздавленной бабочки в конечном итоге не родились какие-то люди, а вместе с ними и все их потомки, и вся история мира потекла по-другому. Крошечное изменение в прошлом вызвало цепь событий, перекроившую настоящее. Это и есть знаменитый эффект бабочки.
Кстати, похожую картину без всяких путешествий во времени рисует известное детское стихотворение «Гвоздь и подкова»: «Враг вступает в город, пленных не щадя, оттого что в кузнице не было гвоздя». Математикам и физикам давно известно явление, когда крошечное изменение в настоящем кардинально меняет будущее. Оно называется динамическим хаосом.
В 2020 году исследователи проверили, не происходит ли нечто подобное при квантовом шифровании. Что, если злоумышленник слегка повредит данные? Не изменится ли от этого всё сообщение до неузнаваемости?
Однако моделирование на квантовом компьютере показало: такого не происходит. Небольшое вмешательство, случившееся в прошлом, не меняет настоящее коренным образом. Квантового эффекта бабочки нет. Это значит, что системы квантового шифрования достаточно устойчивы к помехам, будь они случайными или созданными преднамеренно.
Как перепутать рыбу с розой
В уходящем году биологи обнаружили у некоторых людей любопытную мутацию. Её носители могут перепутать запах рыбы с ароматом карамели или розы.
В геноме человека около 400 действующих и более 450 «сломанных» генов, влияющих на обоняние. Учёным ещё предстоит досконально выяснить функции каждого из них. Чтобы разобраться в этом хаосе, исследователи расшифровали ДНК более девяти тысяч добровольцев и заставили их вдыхать разные ароматы. Испытуемый должен был оценить, насколько запах силён и приятен, и попытаться угадать, чем это пахнет.
Оказалось, что носители определённой мутации в гене TAAR5 слабее среднего человека чувствуют запах рыбы. Также они находят этот запах более приятным и чаще путают с другими ароматами. Так, некоторые испытуемые заявляли, что образец пахнет картофелем, карамелью или розой.
Животные, одомашнившие животных
На уходящий год пришлось и другое замечательное открытие в биологии. Учёные впервые обнаружили позвоночных животных, которые завели себе… собственных домашних животных.
Речь идёт о связи рыб вида Stegastes diencaeus с мизидами – мелкими ракообразными. S. diencaeus известны как «огородники», выращивающие себе водоросли на пропитание. Растениеводство и само по себе исключительное явление в дикой природе. Но эти рыбы оказались ещё и животноводами. Они в буквальном смысле одомашнили мизид.
Каждый «плантатор» имеет собственную стаю ракообразных, живущую на его «огороде». Рыба защищает мизид от хищников, а те взамен удобряют её «поля» отходами своей жизнедеятельности.
Учёные уже сталкивались с животными, одомашнившими животных. Например, некоторые виды муравьёв «приручили» тлю. Но впервые такая стратегия замечена у позвоночных (исключая, конечно, человека).
Чёрные дыры как генераторы
В 2020 году физики провели эксперимент, подтверждающий, что сверхцивилизация могла бы использовать чёрные дыры как источник энергии.
В 1969 году британский исследователь Роджер Пенроуз теоретически предсказал существование необычного эффекта. Пусть над самой «поверхностью» (точнее, горизонтом событий) вращающейся чёрной дыры пролетает частица. При определённых условиях всепоглощающий монстр может ускорить эту частицу, отдав ей часть энергии своего вращения. Таким путём можно использовать чёрную дыру в качестве источника энергии. Правда, на практике эта задача по плечу разве что сверхцивилизациям со страниц фантастических романов.
У человечества нет под рукой чёрной дыры для опытов. Но в 1971 году советский физик Яков Зельдович предложил несколько более реалистичный эксперимент для проверки теоретических выводов Пенроуза. В нём роль частиц играет свет, а роль чёрной дыры – вращающийся цилиндр. Правда, чтобы эффект достиг измеримой величины, этот цилиндр должен делать миллиард оборотов в секунду, а это требование из области фантастики.
В 2020 году учёные нашли изящный выход: они заменили свет звуком. Вращающийся диск придавал звуковой волне дополнительную энергию, как это происходило бы со светом вблизи цилиндра в схеме Зельдовича и с частицей вблизи чёрной дыры в расчётах Пенроуза. Предсказания теории блестяще подтвердились. Это означает, что из чёрных дыр действительно можно извлекать энергию способом, предложенным Пенроузом. Остаётся пустяк: стать сверхцивилизацией.
Экология и бегемоты наркобарона
Виды, занесённые человеком в чуждые им экосистемы, обычно считаются источником бед. И такая точка зрения не лишена оснований. Однако недавно экологи сделали неожиданный вывод: иногда такая небрежность человека может пойти на пользу природе.
В 1993 году в результате спецоперации был застрелен колумбийский «кокаиновый король» Пабло Эскобар. В пруду на его ранчо жили четыре гиппопотама. Оставшиеся без присмотра животные вырвались на волю и размножились. Теперь во всех крупных реках страны живут бегемоты, их общее количество оценивается в 80–100 особей.
Гиппопотамы никогда не водились в Южной Америке, и обычно считается, что их вторжение вредит местной экологии. Однако на сей раз учёные усомнились в этом.
Эксперты обратили внимание, что некогда на этом континенте водились собственные крупные млекопитающие. Так, вымершие гигантские ламы были похожи на бегемотов по размеру и рациону. А другие крупные звери были полуводными, как и гиппопотамы. Все эти виды вымерли по не до конца выясненным причинам (возможно, всему виной первобытные охотники).
Возможно, говорят биологи, нынешние бегемоты займут в экосистемах континента давным-давно пустующую экологическую нишу, что принесёт природе пользу, а не вред.
Воскрешение через 100 миллионов лет
В 2020 году произошло событие, похожее на начало блокбастера о конце света. Учёные подняли из скважин в морском дне микробов возрастом сто миллионов лет и… оживили их.
Исследователи пробурили дно Тихого океана под шестикилометровой толщей воды. Глубина скважин составила сто метров. Учёные извлекли образцы грунта возрастом от 4,3 до 101,5 миллиона лет.
К удивлению специалистов, во всей исследованной толще морского дна присутствовали микробы. Более того, когда экспериментаторы поместили пробы в питательную среду, микроорганизмы ожили и начали размножаться. Другими словами, биологи устроили в пробирке настоящий парк юрского периода.
Последнее событие во Вселенной
В уходящем году астрофизик Мэтт Кэплэн (Matt Caplan) вычислил, каким будет последнее впечатляющее событие в истории мира.
Оно случится, когда звёзды перестанут рождаться и давно догорит их последнее поколение. Когда даже чёрные дыры капля за каплей испарятся из-за излучения Хокинга. Когда во Вселенной, казалось бы, не останется ничего, способного на какие-либо изменения.
Только тогда белые карлики – давно остывшие остатки погасших светил – начнут взрываться. Эти термоядерные взрывы станут прощальным салютом миру, который некогда мог похвастаться тем, что в нём хоть что-нибудь происходит.
Правда, это последнее интересное событие во Вселенной случится очень нескоро: через 10 1100 лет. Для сравнения: в наблюдаемом космосе «всего» 10 80 атомов. Даже самое изощрённое воображение подавляется такими масштабами.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о самых интересных астрономических открытиях 2020 года. Писали мы и о том, чем нас в уходящем году порадовали российские учёные.
Топ-25: невероятные открытия, в которые сложно поверить
Каждый год ученые совершают самые невероятные открытия, от незначительных до поворотных в истории всего человечества, от совершенно случайных до тех, к которым исследователи шли годами и десятилетиями. Прорывы происходят в абсолютно разных областях от исследования космоса и археологии до биологии и многих других научных сфер. Некоторые из таких открытий помогают нам понять самые загадочные тайны в мире или позволяют впервые увидеть нечто совершенно невероятное. Заинтригованы? От марсианских цунами до Туринской плащаницы, здесь вас ждут 25 самых удивительных открытий, в которые сложно поверить.
25. Безголовые викинги из Дорсета 
В июне 2009 года археологи совершили шокирующее открытие в районе прибрежного городка Веймут в английском графстве Дорсет (Weymouth, Dorset). Во время подготовительных работ по открытию новой автодороги местные работники наткнулись на массовые захоронения, в которых они обнаружили 54 скелета и 51 череп. Останки были закопаны в районе римского карьера, который был давно заброшен. Эксперты полагают, что среди захороненных трупов были те, кого лишили головы во время публичной казни.
24. Галилеевы спутники 
Когда в январе 1610 года знаменитый итальянский астроном эпохи Возрождения Галилео Галилей (Galileo Galilei) направил свой новенький телескоп в небо, он и не подозревал, что вскоре откроет 4 крупнейших спутника Юпитера, ныне известных как галилейские луны. По большому счету до того самого момента ни один ученый не предполагал, что у других планет тоже могут быть свои спутники.
23. Эволюция микробов 
Антибиотики и вакцины спасли уже миллионы жизней, но к удивлению ученых, некоторые микробы развиваются и меняются быстрее, чем нам удается найти способ их уничтожения. Вирус гриппа, например, мутирует так быстро, что прошлогодние вакцины больше не помогают в борьбе с новыми штаммами. Оказывается, что некоторые больницы заражены бактериями, которые стали почти невосприимчивыми к антибиотикам, и если это так, то даже маленький порез может грозить опасными для жизни заражениями.
Когда в 1830-х годах кости моа были обнаружены впервые, биологи не сразу смогли свыкнуться с мыслью, что это останки именно птиц. Эти кости были такими необычными и большими, что ученые неохотно признали их принадлежность именно к классу птиц. Сегодня мы знаем, что моа были огромными животными и не умели летать. Они обитали преимущественно в Новой Зеландии, но не дожили до наших дней. Их вымирание произошло примерно в промежутке между 1300 и 1440 годами нашей эры. Виной исчезновению такого необычного вида стала непомерная охота племен маори, представители которого заселили остров в конце 14 века.
21. Памятник Йонагуни 
В 1987 году во время поиска хорошего места для наблюдений за акулами-молотами руководитель туристической ассоциации Yonaguni-Cho, Кихачиро Аратаке (Kihachiro Aratake), заметил в морской воде необычные одиночные образования, напоминающие архитектурные строения. Находка была совершена у побережья острова Йонагуни (Yonaguni), самой южной суши японского архипелага Рюкю (Ryukyu). До сих пор в научной среде нет единого мнения по поводу того, натуральная ли эта формация, приложил ли к ней свою руку человек, или же это место – полностью плод труда людей.
20. Багдадская батарейка 
Если вы жили какое-то время без электричества, вы должны знать, что батарейки и аккумуляторы – это очень важный источник энергии. Багдадская батарейка доказывает, что человечество пыталось создавать аккумуляторы еще несколько тысяч лет тому назад. Батарея представляет собой набор из 3 артефактов, обнаруженных в иракском районе Кужут Рабу неподалеку от Багдада. 2000-летняя находка состоит из керамического горшка, металлического цилиндра и стержня. Если наполнять горшок уксусом или схожей жидкостью, он может производить энергию до 1,1 вольта. Письменных пояснений по использованию этого старинного устройства найдено не было, но археологи сошлись на том, что скорее всего это была именно древняя батарейка.
19. Младенец в гробу мумифицированного священника 
Исследователи из Лундского университета в Швеции (Lund) были невероятно удивлены результатами сканирования гроба скандинавского мумифицированного священника. Ученые обнаружили останки крошечного младенца, скрытого под ногами мужчины. Археологи полагают, что дитя могло быть либо родственником священнослужителя, либо чужим внебрачным ребенком, чьи останки подложили в гроб, чтобы мертвый младенец смог быть похороненным по религиозным обычаям, несмотря на свое нечестивое происхождение.
18. Инфракрасное излучение 
Инфракрасные лучи были открыты британским астрономом Вильямом Хершелем (William Herschel) в 1800 году, когда он изучал нагревательное воздействие разных цветов. В своих опытах ученый использовал призму, чтобы разложить свет на цветовой спектр, и термометры, чтобы измерять тепловой эффект от каждого отдельного цвета. Сегодня инфракрасное излучение используется во многих сферах нашей жизни, включая обогревательные системы, поисковые системы, метеорологию и астрономию.
17. Температуры ниже абсолютного нуля 
16. Марсианские цунами 
Недавно ученые опубликовали исследования, доказывающие, что примерно 3,4 миллиона лет тому назад на поверхности Марса разразилось мощнейшее цунами. Это открытие буквально ошеломило членов астрономического сообщества. Эксперты считают, что красная планета немало пострадала от двух метеоритных ударов, спровоцировавших огромнейшие приливные волны, которые могли достигать до 50 метров в высоту.
15. Каменные шары Коста-Рики 
В районе дельты реки на небольшом острове Исла дель Кано, находящемся в территориальных водах республики Коста-Рика (Isla del Caño, Costa Rica), можно встретить очень необычные каменные образования. Известные также как петросферы, эти рукотворные шары разбросаны по всему острову – на Исла дель Кано уже было найдено свыше 300 таких сфер. Впервые в наше время эти камни нашли в 1930-х годах, когда рабочие расчищали здесь площадку под банановую плантацию. По мнению исследователей шары были сделаны предками коренного народа, жившего здесь во времена испанского вторжения. Их точный возраст и предназначение все еще неизвестны.
13. Гробница фараона Тутанхамона 
12. Ураган на Сатурне 
В 2013 году космическим судном NASA, вращающимся вокруг Сатурна, был зарегистрирован сильнейший ураган. Эпицентр шторма составлял порядка 2 000 километров в диаметре, а скорость облаков достигала 530 километров в час. На Земле ураганы питают теплые океанические воды, но на Сатурне нет океанов и морей. И это заводит ученых в тупик, поскольку непонятно, как еще тогда объяснить возникновение такого серьезного шторма на далекой планете.
11. Песни горбатых китов 
Горбатые киты производят странные звуки, которые ученые десятилетиями никак не могут расшифровать. В 2015 году возле гавайского острова Мауи (Maui) исследователи зарегистрировали китовый звук совершенно нового типа. Загадочный шум настолько низкий, что едва различим для человеческого уха. Биологи пока что не могут понять, как горбатые киты издают эти звуки, и какая у них цель.
10. Движущиеся камни 
Национальный парк Долины смерти в Калифорнии, США, вопреки своему мрачному названию может похвастать вполне позитивным настроем, ведь здесь оживают даже камни. В начале 20 века общественность впервые услышала про мигрирующие камни этого заповедника, и с тех пор выдвигалось множество версий о том, каким образом они передвигаются. Эксперты предлагали на выбор как теорию об инопланетном вмешательстве и магнитном воздействии, так и о проделках животных или простых шутников. Но разгадка была найдена совсем недавно – оказалось, что камни смещались под собственным весом во время сильных ветров, передвигающих горную породу по тонкому слою льда.
9. Детские жертвоприношения 
В 1999 году археологи, работающие в районе аргентинского вулкана Ллуллайллако (Llullaillaco), совершили шокирующее открытие, обнаружив три мумифицированных ребенка, оставленных умирать от холода во время древнего религиозного ритуала инков. Жестокая традиция проводилась древними инками чаще всего в честь каких-либо важных событий, или чтобы отвратить природные катастрофы.
Мария Селеста (Mary Celeste) была американским купеческим кораблем, брошенным в водах Атлантического океана в районе Азорских островов (Azores). Судно выплыло из Нью-Йорка в Геную 7 ноября 1872 года, и вновь было обнаружено уже только 5 декабря. На корабле все еще оставались почти все припасы, и даже личные вещи экипажа и капитана лежали на своих местах нетронутыми. Но самой команды Марии Селесты не было и в помине. С тех пор о них никто не слышал, и этот случай все еще считается одной из самых больших загадок в истории современного мореплавания.
Черные дыры можно по праву назвать одними из самых странных и зачаровывающих небесных объектов, когда-либо обнаруженных нами в глубоком космосе. Это пространственно временные области, у которых такая мощная гравитационная сила, что выбраться оттуда просто невозможно. Альберт Эйнштейн (Albert Einstein) был первым, кто предсказал существование этих объектов еще в 1916 году, имея в своем распоряжении только теорию относительности. Сам термин «черная дыра» появился в 1967 году, и был придуман американским астрономом Джоном Вилером (Wheeler), но впервые черная дыра была по-настоящему открыта только в 1971 году.
6. Механизм Антикитры 
Это может прозвучать безумно, но первый аналоговый компьютер был создан примерно в 100 году до нашей эры. Механизм Антикитры (Antikythera) – это древняя версия компьютера, которую использовали для предсказания расположения астрономических тел и затмений. Обнаруженное в июле 1901 года среди останков разбившегося корабля в районе греческого острова Антикитра, это устройство предположительно было спроектировано и смонтировано греческими учеными в период с 200 до 100 года до нашей эры.
5. Интерференция РНК 
В 1998 году в ходе серии экспериментов ученые выяснили, что экспрессия генов (процесс преобразования наследственной информации от генов в функциональную РНК или белок) контролируется феноменом, названным впоследствии РНК- интерференцией. Этот процесс защищает нас от вирусов, которые пытаются внедриться в ДНК, и управляет генной экспрессией. За работу по изучению этого явления ученые Крейг Мелло и Эндрю Файер (Craig Mello, Andrew Fire) были награждены Нобелевской премией в области физиологии и медицины. В дальнейшем это открытие способствовало изучению сайленсинга генов – выключения генов, которое вызывает такие заболевания, как повышенное кровяное давление и еще ряд некоторых других недугов.
4. Туринская плащаница 
Туринская плащаница – одно из самых загадочных археологических открытий всех времен. Считается, что эта ткань – тот самый саван, в котором был похоронен Иисус Христос. Этот длинный кусок тканевого полотна испачкан кровью, и на нем отчетливо виден темный отпечаток человеческого тела. Католическая церковь официально сообщила о существовании этого предмета еще в 1353 году, когда он появился в церкви французской коммуны Лири (Lirey). Однако легенда о плащанице существует намного дольше, и первые упоминания о ней были известны еще в 30 или 33 году нашей эры.
3. Рукопись Войнича 
Возможно, одна из самых загадочных рукописей в истории человечества, манускрипт Войнича – это удивительный артефакт, происхождение и принадлежность которого до сих пор абсолютно неизвестны. Рукопись полна иллюстраций с растениями, странных символов и диаграмм, и написана на загадочном языке, который не относится ни к одной из известных историкам и археологам цивилизаций.
2. Внеземные нейтрино и Антарктида 
С помощью оборудования обсерватории IceCube Neutrino, находящейся на Антарктиде, физики недавно наконец-то обнаружили доказательство существования космических лучей за пределами нашей солнечной системы. Эти энергетические лучи очень непросто зарегистрировать, поэтому ученым приходится рассчитывать на изучение нейтрино (субатомных частиц), возникающих во время взаимодействия лучей с их окружением.
1. Массовое захоронение животных 
В 1971 году на кукурузном поле в Айдахо (Idaho) палеонтологи обнаружили огромное захоронение животных. Когда-то здесь был бассейн крупного водоема, и это место стало последним пристанищем для скелетов почти 200 зверей. Судя по всему, эти животные умерли от удушья примерно 12 миллионов лет тому назад и были сокрыты на долгое время от посторонних глаз под глубоким слоем вулканического пепла. После неожиданной находки этому месту присвоили статус государственного исторического парка Эшфолл Фоссил Бедс (Ashfall Fossil Beds).
Источники фотографий:
25 – MaxPixel; 24 – Kevin Gill / flickr; 23 – serendigity / flickr; 22, 12, 8, 7, 4, 3, 1 – Wikimedia; 21 – Vincent Lou; 20 – Boynton / flickr; 19 – frankjuarez / flickr; 18 – AIRS, the Atmospheric Infrared Sounder / flickr; 17 – Guy vandegrift, Gas thermometer and absolute zero; 16 – Pixabay; 15 – Rodtico21, Stone spheres of Costa Rica. Museo Nacional; 14 – Pixabay; 13 – Carsten Frenzl; 11 – hit Welles Wwelles14, Humpback stellwagen edit; 10 – Mike Baird / flickr; 9 – grooverpedro, Momias de Llullaillaco en la Provincia de Salta (Argentina); 6 – Marsyas; 5 – Pixabay; 2 – Wikipedia