2019 выдался богатым на научные открытия. Причем в самых разных сферах — от медицины и антропологии до космических исследований. Редакция журнала Science составила список важнейших из них.
Фотография черной дыры
В апреле астрономы впервые в истории показали фото черной дыры. Это признано самым главным событием в научном мире в 2019 году.
В чем важность достижения? По значению оно сопоставимо с открытием гравитационных волн, так как изображение подтверждает существование горизонта событий и корректность общей теории относительности Альберта Эйнштейна.
Черная дыра, которую удалось запечатлеть, называется М87 и находится в галактике Messier (в созвездии Девы) на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли. Она очень большая: около 100 миллиардов километров в диаметре и весом около 6,5 миллиарда масс Солнца.
Авторы фото — ученые международной программы «Телескоп горизонта событий», которая действует с 2012 года. Всего 200 астрономов из разных стран (Испания, Чили, США, Южный Полюс) и 13 научных центров.
Чтобы сфотографировать черную дыру, они проделали огромную работу: объединили восемь телескопов, расположенных на разных континентах, в один большой «виртуальный телескоп» — интерферометр, который позволяет наблюдать объект одновременно с разных точек и обладает высоким разрешением. В итоге исследователи смогли различать детали с размером 20 угловых микросекунд.
Полет к Аррокоту
Еще одно космический прорыв, совершенный прямо в первый день года.
Астероид Аррокот, также известный как как Ультима Туле, находится на расстоянии 6,4 миллиарда километров от Земли. Длина — 32 километра, ширина — 16 километров.
1 января зонд «Новые горизонты» пролетел совсем рядом с астероидом, на расстоянии всего 3500 километров.
В результате специалисты сделали самое подробное фото Аррокота и оценили его размеры, а сам астероид стал самым далеким небесным телом, к которому когда-либо приближался космический аппарат.
Портрет денисовского человека
Денисовцы жили в одно время с неандертальцами и современными людьми (кроманьонцами) и скрещивались и с теми, и с другими. И поэтому их след остался в наших генах. Но до сих пор о том, как выглядит такой человек, было известно очень мало.
Свет на этот вопрос пролили ученые из Еврейского университета Иерусалима, которые воссоздали портрет денисовской женщины с помощью ДНК. Они извлекли его из фаланги мизинца, найденного в алтайского пещере.
Всего исследователи выявили 56 таких анатомических особенностей. Из них 34 относятся к строению черепа. Он более широкий, чем у наших предков. Зубная дуга тоже длиннее. При этом денисовцы, как и неандертальцы, имеют широкую грудную клетку и таз, удлиненное лицо, низкий лоб, мощные челюсти.
Открытие подробно описано в журнале Cell.
Разгадка исчезновения динозавров
Примерно 66 миллионов лет назад гигантский астероид (десять километров в диаметре) врезался в Землю, уничтожив 76% живых существ, в том числе динозавров. Но как именно это произошло, до сих пор было неизвестно.
В этом году ученые выяснили, что происходило в день катастрофы, и составили хронологию событий. В этом им помогли образцы, добытые из подводного кратера Чиксулуб (диаметр — 180 километров, глубина — около 20 километров), расположенного близ полуострова Юкатан, который представляет собой след от падения астероида, и воссозданных на их основе компьютерных моделей.
По мощности удар астероида можно сравнить со взрывом десяти миллиардов атомных бомб, упавших на Хиросиму или Нагасаки. Взрыв, который сопровождал удар, привел к многочисленным лесным пожарам и цунами высотой в десятки метров. Сам кратер наполнился песчаником, известняком, гранитом, песком и другими минералами. Всего за день слой вырос до 130-метровой высоты.
Анализы показали, что область, окружающая место удара, богата серой. Но в центре кратера ее почти не оказалось. А все потому, что удар астероида испарил серосодержащие минералы и отправил их в атмосферу. По оценкам исследователей, было выпущено не менее 325 миллиардов тонн серы.
Собственно, это и изменило климат Земли — сера и другие примеси словно светоотражающим одеялом накрыли планету, вызвав глобальное похолодание. Начались кислотные дожди. Это и убило динозавров.
«Квантовое превосходство» Google
В октябре квантовый компьютер, разработанный в корпорации, за 200 секунд решил задачу, на которую мощнейшему современному суперкомпьютеру потребовалось бы десять тысячелетий.
Sycamore имеет 53 кубита (квантовых бита). Кубиты в отличии от битов (принимают значения или 0, или 1), которыми оперирует обычный компьютер, способны принимать сразу два значения — и 0, и 1. Иначе говоря, объект находится сразу в двух состояниях.
Теоретически, за счет этого можно обрабатывать все возможные состояния в одно и то же время, а значит, гораздо быстрее делать сложные многоуровневые вычисления и операции — система параллельно исследует огромное количество потенциальных решений и предлагает лучшее.
Однако IBM сразу поставил под сомнение успехи Google, обосновав это тем, что авторы специально выбрали задачу, которая была бы трудной для обычной ЭВМ и легкой для квантовой. Но, как бы то ни было, формально условия квантового превосходства корпорация выполнила.
Лекарство от Эболы
Эбола считается одним из самых опасных вирусов. Впервые вспышка заболевания произошла в 1976 году в Демократической республике Конго близ реки Эбола, которая и дала название вирусу. Тогда из-за него жизни лишились 280 человек.
Может передаваться воздушно-капельным путем, посредством прямого контакта через кровь или другие жидкости организма. Коэффициент летальности составляет от 25% до 90%.
Вакцину для лечения лихорадки Эболы начали разрабатывать еще в 2015 году, но именно в 2019 появилось сразу два препарата против этой болезни. Оба показали столь столь хорошие результаты во время клинических испытаний, что они были прекращены досрочно.
В основе обоих лежат антитела. Только в основе первого — антитела, выделенные из организма пациента, который выжил после вспышки Эболы в 1996 году. А в основе другого — коктейль из антител, вырабатываемых организмами мышей с «очеловеченной» иммунной системой.
Исследование возглавляет генеральный директор Национального института биомедицинских исследований в Киншасе Жан-Жак Муйембе-Тамфум (Jean-Jacques Muyembe-Tamfum). Именно он внес наибольший вклад в создание лекарства против смертоносного вируса.
