;
Кейсы 27 декабря 2019

Научные прорывы за 10 лет: от бозона Хиггса до первых CRISPR-детей

Далее

С каждым годом наука развивается всё быстрее и быстрее — увеличение финансирования исследований привлекает всё больше молодых специалистов в академическую среду, а развитие искусственного интеллекта позволяет упростить рутинные обработки данных и ускорить процессы сбора информации. «Хайтек» вместе с VK запускает специальный проект о самых интересных научных открытиях за последнее десятилетие. Проголосовать за самое интересное достижение можно здесь.

2010

Григорий Перельман доказал гипотезу Пуанкаре

Математический институт Клэя в 2010 году присудил российскому математику Григорию Перельману Премию тысячелетия — аналог Нобелевской премии, только в области математики. Перельман получил премию в размере $1 млн за первое верное доказательство премии Пуанкаре, при этом институту пришлось пойти на изменение своих же принципов — обычно ее дают только за публикации в рецензируемых журналах, тогда как Перельман просто опубликовал несколько препринтов на сайте arXiv.org.

Гипотеза Пуанкаре говорит о том, что всякое односвязное компактное трехмерное многообразие без края гомеоморфно трехмерной сфере. При этом сформулированная еще в 1904 году математиком Анри Пуанкаре гипотеза была доказана Перельманом в серии статей в 2002-2003 годах. Но Математический институт Клэя наградил Перельмана только в 2010 году, поскольку российский ученый не публиковался в рецензируемых изданиях и не доделал свое исследование — этим занимались американские и китайские математики.

Анри Пуанкаре является одним из родоначальников топологии — раздела математики, которая изучает свойства поверхностей, не меняющиеся при определенных деформациях. Например, воздушный шар можно с легкостью деформировать в различные фигуры, как это и делают дети. При этом, чтобы сделать бублик (или тор, как говорится в геометрии), придется разрезать шарик и скрутить из него этот объект. Топология как раз изучает свойства этих поверхностей, которые не меняются при деформации, поскольку они гомеоморфны.

Открытие Денисовских людей

В марте 2010 года в журнале Nature появилась публикация российских ученых, которые утверждали, что открыли новый вид древнего человека — Денисовский человек, или денисовец (Homo denisovensis).

Первый фрагмент денисовцев найден в Денисовой пещере в Солонешенском районе Алтайского края. Считается, что более 40 тыс. лет назад Homo denisovensis населяли ареал, пересекающийся по времени и месту с территориями в Азии, где жили неандертальцы и современные люди.

При этом Денисовский человек был немного крупнее Homo, а приемы, которые использовались им для обработки камней 45 тыс. лет назад, применялись затем только в конце Бронзового века.

Впервые запущен Falcon 9 от SpaceX

4 июня 2010 года компания SpaceX Илона Маска провела первый успешный тестовый полет своей многоразовой ракеты Falcon 9.

Во время тестирования Falcon 9 успешно достигла орбиты Земли. При этом запуск должен был состояться за неделю до этого пуска, однако инженеры перенесли его буквально за несколько секунд до старта из-за проблем с двигателем.

Falcon 9 во время тестового запуска вывела на орбиту урезанную версию грузового корабля Dragon, который впоследствии стал перевозить грузы на МКС. Во время этого запуска компания SpaceX проверяла, как корабль будет реагировать на взлет и сможет ли ракета вывести аппарат такой формы в космос.

2011

Китай запустил первую орбитальную станцию Tiangong-1

29 сентября 2011 года Китай стал первой страной после России и США, которая запустила в космос пилотируемый аппарат класса орбитальной станции.

Целью запуска Tiangong-1 стало изучение возможностей стыковки китайских кораблей в открытом космосе и развитие китайских технологий. Власти КНР называли этот проект тестовым в рамках создания полноценного аналога МКС.

Tiangong-1 провела на орбите более восьми лет — сход с орбиты состоялся 2 апреля 2018 года. После этого Китай запускал еще небольшую станцию Tiangong-2 на орбиту, но ее сход в атмосферу Земли состоялся в июне 2019 года.

Эффективность антиретровирусной терапии для предотвращения распространения ВИЧ

В августе 2011 года в журнале New England Journal of Medicine было опубликовано большое исследование об эффективности антиретровирусной терапии для предотвращения распространения вируса иммунодефицита человека.

Международный проект HPTN 052 для изучения передачи ВИЧ был запущен в 2007 году. В нем приняли участие 1,7 тыс. гетеросексуальных пар из девяти стран — Бразилии, Индии, Таиланда, США, Ботсваны, Кении, Малави, ЮАР и Зимбабве.

Важной чертой эксперимента было наличие одного ВИЧ-положительного в паре. Согласно исследованию, применение антиретровирусных препаратов не только сдерживает развитие ВИЧ, но и на 96% снижает риск передачи вируса другим людям. Испытания проходили более четырех лет.

Kepler открыл первую маленькую экзопланету

НАСА объявило об открытии первой маленькой скалистой экзопланеты 11 января 2011 года.

Небольшая экзопланета Kepler-10b, найденная человечеством, была в 1,4 раза больше Земли и в 4,6 раза тяжелее. Найти экзопланету такого размера было крайне сложно, отмечали ученые, поскольку подобный объект, проходя перед своей материнской звездой, перекрывал всего не более 0,1% света.

При этом Kepler был запущен в 2009 году именно для поиска таких планет, которые могли бы быть обитаемы, с каменистой структурой — как Земля, Марс или Венера.

2012

Физики из CERN открыли бозон Хиггса

В июле 2012 года физики из CERN открыли бозон Хиггса — последнюю неоткрытую тогда частицу Стандартной модели, без которой нельзя было объяснить существование массы всех остальных частиц. Именно поэтому бозон Хиггса называют частицей бога.

Многие эксперты считают открытие бозона Хиггса главным событием в физике, которое пока произошло даже не за последнее десятилетие, а с начала XXI века.

Найден первый динозавр с перьями

Китайские ученые впервые нашли динозавра, кожный покров которого мог быть покрыт перьями.

Долгое время художники и ученые могли только догадываться о том, как выглядят динозавры. При этом их силуэт еще можно было восстановить из костей, но цвет кожи и ее структура были неизвестны.

Благодаря работе с ДНК китайским ученым удалось восстановить внешний вид одного маленького динозавра — Microraptor. Им оказалось небольшое существо размером с ворону, покрытое черными перьями.

2013

Ученые получили первые пробы воды из озера Восток в Антарктиде

10 января 2013 года российские ученые во время буровых работ извлекли из скважины первый образец прозрачного льда, образовавшегося из воды реликтового озера Восток в Антарктиде — крупнейшего в регионе.

Вода и керн были получены с глубины 3 406 м. Озеро Восток в Антарктиде считается уникальной водной экосистемой, которая была изолирована от земной атмосферы и поверхностной биосферы на протяжении миллионов лет.

Открытие озера Восток в Антарктиде считается последним великим географическим открытием XX века.

Voyager-1 впервые вышел в межзвездное пространство

В 2013 году межпланетный зонд Voyager-1 пересек границы гелиосферы и вышел за пределы Солнечной системы в межзвездное пространство.

Путешествие от Земли до границы гелиосферы заняло у зонда более 36 лет. Voyager-1 стал первым искусственным объектом, которому удалось выйти в межзвездное пространство. Сейчас таких объектов уже три — Voyager-1, Voyager-2 и зонд New Horizons.

При этом разные ученые в течение нескольких лет ошибочно заявляли, что данные Voyager-1 показывают о выходе спутника из Солнечной системы, а СМИ каждый раз писали сенсационные новости. Однако официальное объявление НАСА появилось только в сентябре 2013 года.

Ученые впервые зарегистрировали нейтрино высоких измерений из дальнего космоса

Ученые из проекта нейтринного телескопа IceCube, находящегося на Южном полюсе на глубине около 2 450 м, объявили о первой регистрации нейтрино высоких измерений, попавших на Землю из дальнего космоса.

Благодаря глубинам льда IceCube позволяет улавливать движение нейтрино без помех. За два года наблюдений ученым удалось зафиксировать 200 тыс. нейтринных событий — в среднем одно событие за шесть минут, но почти все они были вызваны частицами нейтрино низких энергий — то есть тех, что в огромном количестве производятся на Солнце или даже образуются в атмосфере Земли под воздействием солнечных лучей.

При этом 28 событий были вызваны космическими нейтрино. Два из них — мощностью 1 000 тераэлектронвольт, а одно — 2 000 тераэлектронвольт. Для сравнения, самый мощный на Земле ускоритель частиц Большой адронный коллайдер пока не может развить мощность выше 14 тераэлектронвольт.

2014

Модуль «Филы» совершил посадку на поверхность кометы 67P/Чурюмова-Герасименко

В ноябре 2014 года спускаемый модуль «Филы» совершил первую в истории посадку на комету 67P/Чурюмова-Герасименко.

Посадку можно назвать успешной только частично — модуль после приземления отскочил от поверхности кометы на несколько сотен метров, после чего уже снова смог опуститься на нее.

Спуск стал первой в истории человечества посадкой искусственного объекта на комету. После этого — в 2016 году — посадку на комету совершил и зонд «Розетта», который доставил «Филы» к комете.

Индийская миссия «Мангальян» вышла на орбиту Марса

Индийская космическая миссия «Мангальян», или Mars Orbiter Mission вышла на орбиту Марса.

Благодаря миссии «Мангальян» Индия стала первой страной, успешно посадившей спускаемый модуль на Марс с первого раза. Кроме того, запуск марсианской миссии обошелся всего в $76 млн — это самая дешевая межпланетная миссия в истории человечества.

Миссия «Мангальян» изначально планировалась всего на один год, однако благодаря успешному выполнению гравитационных маневров спутник будет заниматься исследованиями на орбите Красной планеты до конца 2020 года.

Проект BICEP2 смог обнаружить гравитационные волны. А потом отказался от открытия

В марте 2014 года ученые из проекта BICEP2 созвали глав Нобелевского комитета для анонса своего открытия — гравитационных волн. Это открытие должно было подтвердить гипотезы, что Вселенная началась с Большого взрыва.

Используя чувствительный микроволновый телескоп около Южного полюса, исследователи обнаружили поляризационную картину на космическом микроволновом фоне (CMB), которую они описали как гравитационные флуктуации, появившиеся в течение первых 10 секунд существования Вселенной.

Ближе к концу года ученые из Университета Макса Планка выпустили публикацию, в которой обвинили ученых в неверной трактовке данных. Оказалось, что телескоп заметил галактическую пыль, а не гравитационные волны.

2015

Принятие Парижского соглашения

12 декабря 2015 года в ходе Конференции по климату в Париже было принято Парижское соглашение — главный действующий договор стран об экологии и изменении климата.

Сейчас Парижское соглашение подписали практически все страны мира, и даже недавно его ратифицировала Россия. Основной целью Парижского соглашения является удерживание роста глобальной средней температуры «намного ниже» 2 °C, а лучше не позволить ей вырасти более чем на 1,5 °C, по сравнению с доиндустриальной эпохой.

Текущие выбросы стран приведут к тому, что к 2100 году температура на Земле вырастет на 4 °C. Это приведет к экологическим последствиям, которые невозможно будет исправить — таянию ледников, повышению температуры океанов и гибели многих видов животных, насекомых и растений.

New Horizons начал изучать Плутон

Автоматическая межпланетная миссия НАСА New Horizons долетела до своей основной цели — Плутона.

По сути, первые снимки Плутона сделала именно миссия New Horizons. Спутник был запущен с Земли еще в 2006 году, а прибыл на орбиту Плутона спустя 11 лет. После этого New Horizons снял все спутники Плутона с расстояния всего 12,5 тыс. км от планеты и обнаружил наличие метанового льда на ней.

Сейчас практически всё изучение Плутона проводится именно на основе данных, полученных с зонда New Horizons.

2016

LIGO и Virgo официально объявили об открытии гравитационных волн

11 февраля 2016 года группа ученых из миссий LIGO и Virgo обнаружила гравитационные волны, то есть сделать как раз то, что не получилось у команды из BICEP2. В 2017 году за это открытие ученые получили Нобелевскую премию по физике.

Существование гравитационных волн впервые было предсказано еще в 1916 году Альбертом Эйнштейном на основании общей теории относительности. Обнаружить гравитационные волны удалось за счет слияния черных дыр 14 сентября 2015 года.

Ребенок от трех родителей

Процедура «трех родителей» — трансплантация митохондрий при экстракорпоральном оплодотворении — была впервые успешно проведена на здоровых эмбрионах человека.

Эмбрион был выращен из спермы отца, ядра клетки матери и яйца третьего донора, у которого было удалено ядро. Ученые полагают, что это позволяет избежать влияния мутаций со стороны матери, которые приводят к диабету или глухоте.

При этом в Мексике в апреле 2017 года родился ребенок, зачатие которого происходило с использованием митохондриальной ДНК третьего человека.

2017

Обнаружен первый межзвездный космический объект 1I/Оумуамуа

19 октября 2017 года телескопом Pan-STARRS был обнаружен объект 1I/Оумуамуа — первое межзвездное тело, пролетающее через Солнечную систему. Изначально оно считалось кометой, но потом было переклассифицировано в астероид. Это первый открытый объект нового класса гиперболических астероидов.

Вероятная область вылета находится в окрестностях Веги в созвездии Лиры. Оумуамуа движется по гиперболической траектории со скоростью 26 км/с. Ученые считают, что Солнечная система — первая планетарная система, мимо которой Оумуамуа пролетел после выброса от своей родительской звезды, произошедшего, возможно, миллиарды лет назад.

При этом ученые из Гарвард-Смитсоновского центра во главе с профессором Ави Лебом высказали предложение, что Оумуамуа может иметь неестественное происхождение. По их мнению, у объекта есть небольшое ускорение, он имеет странную траекторию и высокую отражающую способность. При этом всё научное сообщество отвергает эту гипотезу.

Генетики впервые вывели свиней, чья ДНК полностью очищена от ретровирусов

Американские генетики из Гарвардского университета впервые представили свиней, чья ДНК была полностью была очищена от ретровирусов, опасных для человека.

Это позволит в дальнейшем использовать свиней для выращивания органов для их трансплантации в человека. Ранее это было невозможно по двум причинам — из-за несовместимости свиней и человека на уровне иммунных систем и возможности заражения людей ретровирусами, присутствующими в ДНК свиньи.

Ученые использовали инструмент для редактирования генома CRISPR/Cas9 для того, чтобы убрать следы ретровирусов из ДНК свиньи. С помощью технологии генетики вырезали все 62 версии PERV из генома свиньи, в результате чего ее клетки начали в 1,5 тыс. раз реже передавать PERV-вирусы при пересадке в человеческие ткани, чем они делали раньше.

2018

НАСА запустило на Марс зонд InSight. За этим следили миллионы людей в прямом эфире

НАСА запустило миссию InSight по изучению Марса. Прямой эфир посадки зонда на Марс смотрели миллионы человек — таким образом агентство популяризирует историю изучения Солнечной системы.

InSight стал четвертым модулем, успешно посаженным НАСА на Марс за последние 20 лет. Почти сразу после приземления ровер послал на Землю картинку поверхности Марса.

Сейчас ученые испытывают небольшие сложности в работе InSight — зонд был создан для изучения сейсмической активности планеты, однако бур ровера постоянно натыкается на камни, которые не способен пробить.

Запущен телескоп TESS

НАСА запустило космический телескоп TESS, предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом. Разработкой телескопа занимался Массачусетский технологический институт.

Телескоп будет в течение двух лет проводить всесезонные исследования с целью более подробного изучения ранее открытых и обнаружения ранее неизвестных экзопланет на орбитах вокруг ярких звезд. Ученые собираются найти тысячи разных звезд и экзопланет при помощи технологий TESS.

Об открытиях, сделанных с помощью TESS, мы уже писали здесь.

Появление первых отредактированных детей

26 ноября 2018 года китайский ученый Цзянькуй Хэ заявил о появлении первых в мире детей из генетически отредактированных эмбрионов — двойняшек Лулу и Нану. Позже родился третий ребенок, но про него практически ничего не известно.

В своих опытах Хэ применил метод геномного редактирования CRISPR/Cas9 на 16 эмбрионах для устранения возможности дальнейшего заражения ВИЧ. 11 из них использовались для зачатия, в трех случаях это получилось. После появления первых двойняшек Лулу и Наны с измененными генами Хэ заявил, что не будет продолжать свои опыты, поскольку ему нужно убедиться в безопасности экспериментов.

2019

Ученым удалось сделать первый снимок черной дыры

10 апреля 2019 года американские астрономы в ходе пресс-конференции National Science Foundation в Вашингтоне представили первую в истории фотографию тени черной дыры. Снимок сделан с помощью массива телескопов Event Horizon.

На фотографии изображен горизонт событий — видимая граница черной дыры, которая находится в центре галактики М87 на расстоянии 16,4 млн от Земли.

Это первая фотография черной дыры в видимом спектре — раньше ученые только фиксировали свет в различных диапазонах.

Российский астроном-любитель открыл первую в истории человечества межзвездную комету

30 сентября 2019 года российский астроном-любитель Геннадий Борисов обнаружил первую в истории науки межзвездную комету 2I/Borisov.

Сейчас астрофизики по всему миру занимаются вычислением формы орбиты объекта. Уже известно, что в составе кометы обнаружены следы воды, а ее состав сильно похож на состав комет из Солнечной системы. По мере приближения к Солнцу хвост кометы будет увеличиваться, что позволит ученым более детально изучить химический состав этого объекта.

Подробнее о комете читайте в нашем большом материале.

Еврокомиссия одобрила первую в мире вакцину от Эболы

Еврокомиссия выдала официальное одобрение на использование первой в мире вакцины для лечения лихорадки Эбола. Этот шаг позволит ее производителю, компании Merck, упростить поставку вакцины в африканские страны.

Одобрение вакцины, вероятно, поможет справиться со вспышкой Эболы, которая началась в Демократической Республике Конго в 2014 году и продолжается до сих пор. За это время лихорадкой заразились больше 3 тыс. человек, а уровень смертности среди них составил 67%.

До сих пор от лихорадки Эбола не существовало официально одобренной вакцины — все существующие, разрабатываемые с 2014 года, считались экспериментальными.

Ученые изменили эталон килограмма

Международное бюро мер и весов (BIMP) приняло решение отказаться от эталона килограмма, металлического цилиндра из платины и иридия, и заменить его устройством «Баланс Киббла», который измеряет вес на основе константы Планка.

Подробнее об изменении и предпосылках к этому читайте в большом материале «Хайтека».

Ученые создали искусственная мышь

Ученые из Китая смогли впервые добыть яйцеклетки из вспомогательных клеток яичника мыши. Они также показали, что этот метод безопасен и позволяет получить живое потомство, которое, по предварительным исследованиям, не отличается от животных, выведенных естественным путем.

Для репрограммирования исследователи выбрали гранулезу — клеточную оболочку, которая окружает яйцеклетку и вместе с ней выходит в маточную трубу во время овуляции. Исследования показали, что клетки гранулезы могут проявлять свойства стволовых клеток. Эффективность оплодотворения была на уровне 40–50%, ученые смогли вывести пятерых мышат, четверо из которых смогли принести потомство.

Загрузка...