Во всем, что касается науки, какие-либо итоги подвести сложно, поскольку научные открытия так или иначе направлены в будущее. Поэтому обойдемся без подведения итогов, а просто оглянемся назад и вспомним самые важные научные события 2023 года.

Первые успехи телескопа «Джеймс Уэбб»

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» был запущен еще в конце 2021 года, а первые снимки, представляющие научный интерес, были получены уже в 2023-м. По оценкам астрономов, возраст Вселенной составляет примерно 13,7 миллиарда лет, а поскольку далекие объекты для нас выглядят такими, какими были когда-то давно, астрономы смогли заглянуть примерно в первый миллиард лет.

Этот так долго скрываемый первый миллиард лет очень важен. Именно тогда звезды и галактики загорались и собирались воедино. В 2023 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» начал присылать первые изображения. Так, например, он показал нам фрагменты примитивных галактик, но самой интересной находкой той эпохи стала самая старая сверхмассивная черная дыра. Она находится в галактике под названием UHZ1, которая выглядит так же, как и 13,2 миллиарда лет назад — через 470 миллионов лет после Большого взрыва.

Черная дыра по массе сопоставима со всей остальной галактикой, вместе взятой. Это удивительно, ведь она составляет всего полпроцента от массы галактики. Находка может помочь астрономам понять, как формируются сверхмассивные черные дыры и какова их роль в формировании остальной части Вселенной.

Еще одно интересное открытие «Джеймса Уэбба» связано с обнаружением в глубине туманности Ориона сигнала молекулы под названием метил-катион. Метил-катион (CH3+) — это органическая (т.е. содержащая углерод) молекула, которая может быть основой жизни в том виде, в котором мы ее знаем. В туманности, расположенной на расстоянии 1350 световых лет от Земли, находится множество молодых звездных систем и их протопланетных дисков, состоящих из газа, пыли, астероидов и других элементов, которые со временем могут превратиться в планеты. Одна из таких систем, d203-506, расположенная в бурно развивающейся области под названием Бар Ориона, излучила сигнал CH3+, который ранее никогда не был обнаружен в космосе.

Препараты, помогающие сбросить вес

Самым обсуждаемым научным событием 2023 года стало расширение использования диетических препаратов, называемых агонистами рецепторов GLP-1, наиболее известными как Ozempic. Этот препарат, продающийся под названием Wegovy, и множество других уже помогли тысячам людей сбросить вес. В 2023 году несколько исследований также показали, что GLP-1 снижают риск сердечных приступов и инсультов у людей с ожирением.

Сегодня в мире живет около 650 миллионов людей, страдающих ожирением, то есть имеют индекс массы тела (ИМТ) более 30 и потребляют больше калорий, чем использует их организм. В то же время 735 миллионов человек во всем мире голодают. Но, как ни парадоксально, от ожирения умирает больше людей, чем от недоедания.

Новые препараты не только помогают сбросить вес быстро и эффективно, но и проливают свет на причины ожирения. Считается, что тучным людям не хватает силы воли, поэтому они слишком много едят или мало занимаются спортом. Это неверное, но распространенное заблуждение на протяжении многих лет затуманивало научное мышление.

Научные данные указывают на то, что ожирение — это гормональный сбой. А по данным исследований эндокринолога Дэвида Людвига из Гарварда, сбой может быть вызван диетой с высоким содержанием сахара и рафинированного крахмала. Гормональную точку зрения, когда-то спорную, теперь трудно опровергнуть, поскольку новые препараты работают, имитируя гормон GLP-1.

Повторный опыт ядерного синтеза без токамака

Летом ученые заявили, что высвободили из капсулы размером с перчинку больше энергии, чем передали с помощью лазеров, — повторив успех, о котором они впервые объявили в самом конце 2022 года. Как я уже писал прошлым летом, термоядерный синтез чист, топливо неисчерпаемо и дешево, а риск распада отсутствует. Тот факт, что человечество наконец-то овладело источником энергии звезд, несомненно, войдет в историю.

Темная сторона заключается в том, что для этих достижений использовался объект, основной задачей которого является испытание оружия, предназначенного для убийства миллионов людей. Надежды на чистую энергию вторичны. Дело происходило в лаборатории Лоуренса Ливермора в Национальной зажигательной лаборатории (National Ignition Facility), где, в отличие от реакторов типа токамак, условия, необходимые для начала термоядерной реакции, создаются облучением миниатюрной мишени мощным лазером.

Достижения лаборатории Ливермора позволили лучше понять физику термоядерного синтеза, а также вызвали всплеск финансирования термоядерной энергетики. Сегодня над ядерным синтезом работают не менее 30 компаний, которые используют миллиарды долларов частных денег и правительственных грантов.

Открытие нового типа клеток мозга

В исследовании, опубликованном в сентябре 2023 года в журнале Nature, описывается недавно обнаруженная клетка мозга, которая, по-видимому, представляет собой гибрид между нейроном и астроцитом — клеткой, помогающей поддерживать нейроны в головном и спинном мозге. Исследуя мозг мышей, команда из Лозаннского университета в Швейцарии обнаружила, что эти гибридные клетки группируются в очень специфических областях мозга. В отличие от астроцитов, которые обычно встречаются по всему мозгу.

Эти гибриды также вырабатывают нейромедиатор глутамат, который влияет на активность нейронов и укрепляет память. Гибридные клетки, похожие на астроциты, не только защищают нейроны, но и обрабатывают информацию. Они вырабатывают глутамат и другие специализированные белки, которые служат нейротрансмиттерами, обеспечивающими связь с другими клетками. Новые клетки могут стать ключом к изучению того, как мозг защищает себя от недугов, таких как ухудшение памяти при болезни Альцгеймера.

Искусственный интеллект в медицине

Сегодня любой человек с веб-браузером (неважно, на смартфоне, планшете или компьютере) может получить доступ к самому сложному ИИ на планете. А сам искусственный интеллект стал похож на тот, который нам давно обещали в литературе, фильмах и компьютерных играх. Ведь, если задуматься, ChatGPT очень похож на суперкомпьютер HAL 9000 из «Космической Одиссеи 2001» Артура Кларка и ее экранизации Стэнли Кубрика.

Рекомендуем почитать:

Ранняя версия ChatGPT дебютировала еще в конце 2022 года, но только в 2023-м мы начали понимать, на что именно способны большие языковые модели. Сегодня ChatGPT в своей Pro-версии может диагностировать сложные медицинские проблемы, запрашивать анализы и обследования и даже получать отличные баллы на большинстве медицинских экзаменов. Но в его рассуждениях есть что-то чуждое и иррациональное. Например, он не обязательно справится с тестом, если ему специально не прикажут это сделать. А еще он будет работать лучше, если вы попросите его «подражать самому умному человеку в мире».

Наверняка в мире не будет недостатка во врачах, злоупотребляющих постановкой диагнозов с помощью искусственного интеллекта, особенно в развивающихся странах, где контроль за медициной и медучреждениями не отличается большой строгостью. Однако рациональное использование ChatGPS при грамотном подходе позволит повысить точность постановки диагнозов и назначения лечения. Уверен, первые результаты такой совместной работы мы увидим уже в 2024 году.

Самый горячий год на Земле

Мир постепенно привыкает к бесконечным сообщениям о побитых рекордах жары. Но 2023 год действительно был выдающимся, а именно — самым жарким в истории. По данным на конец года, он оказался примерно на 1,4 градуса теплее, чем в среднем за XX век, превысив предыдущие самые сильные скачки жары, составлявшие около 1,3 градуса Цельсия в 2016 и 2020 годах.

Экстремальная жара 2023 года стала следствием как долгосрочных тенденций изменения климата, так и Эль-Ниньо — естественной климатической модели, которая в целом имеет тенденцию делать мир теплее. Это было самое жаркое лето с начала ведения учета в 1880 году, а сентябрь — самым теплым месяцем за всю историю наблюдений. Было показано, что эти тенденции сыграют свою роль в большинстве диких и разрушительных погодных условий 2023 года — от лесных пожаров в Канаде до наводнений в Ливии. Исследователи подозревают: планета достигнет долгосрочного среднего уровня потепления в 1,5 градуса Цельсия — общепринятой цели максимального потепления — где-то в начале 2030-х годов.

Ученые предупреждают: изменение климата больше не касается наших внуков или белых медведей на Северном полюсе — оно уже здесь, и влияет на всех и каждого. Впрочем, не похоже, чтобы правительства торопились с принятием мер, выходящих за рамки проведения очередного экологического саммита где-нибудь в Арабских Эмиратах.

Открытие колебаний пространства и времени

Весной 2023 года ученые объявили об открытии гигантских колебаний пространства и времени. Для этого потребовалось более двадцати лет пристальных наблюдений за пульсарами — сгоревшими звездами, которые испускают пучки радиоволн в точном ритме, вращаясь сотни и даже тысячи раз в секунду. Небольшие отклонения во времени этих импульсов позволили обнаружить давно искомый фон гравитационных волн. По мнению ученых, волны возбуждаются сверхмассивными черными дырами, вращающимися навстречу друг другу, или, возможно, более экзотическими явлениями — дефектами в ткани пространства, известными как космические струны.

Первым, кто предсказал, что гравитационные волны будут колебать пространство, был Альберт Эйнштейн, однако доказательство их существования было опубликовано лишь в 2016 году. А в 2023-м были обнаружены гораздо более длинные волны, возникающие и угасающие в течение нескольких лет. Для их обнаружения потребовались совместные усилия ученых из США, Европы, Китая и Австралии. Такое сотрудничество становится более распространенным, поскольку ученые берутся за все более амбициозные проекты — слишком дорогостоящие для отдельных стран, чтобы справиться с ними в одиночку.

Человек впервые изменил траекторию движения астероида

Помните фильм «Армагеддон», в котором персонаж Брюса Уиллиса и его команда по приказу NASA отправились в космос, чтобы заложить и взорвать бомбу на астероиде, который вот-вот столкнется с Землей? Спустя 25 лет с момента его выхода космическое агентство США доказало, что человечество в самом деле способно отклонить астероид от изначального пути. Правда, не столь зрелищным образом, как в фильме.

В сентябре 2023-го NASA отправило космический корабль, врезавшийся в астероид Диморфос диаметром 525 футов на скорости 22 500 километров в час, чтобы выяснить, можно ли изменить его траекторию. Астероид не находился на опасном для человечества курсе, а вращался вокруг более крупного астероида. До столкновения с кораблем Диморфос обращался вокруг родительского астероида каждые 11 часов 55 минут, а после — каждые 11 часов 23 минуты.

Разница, возможно, выглядит не слишком впечатляющей, однако это первый случай, когда человечество намеренно изменило движение небесного объекта, и первая полномасштабная демонстрация технологии отклонения астероида. Как бы нам ни хотелось верить, что никакой астероид никогда не будет на угрожать, приятно знать: в случае опасности человечество сможет себя защитить.

Посадка на Южном полюсе Луны

Третья лунная миссия Индийской организации космических исследований (ISRO) увенчалась успехом. Космический аппарат «Чандраян-3» успешно совершил посадку на Южном полюсе Луны, что прежде не удавалось никому. Благодаря этой посадке Индия стала четвертой страной в мире, успешно совершившей мягкую посадку на Луну, и первой, приземлившейся на Южном полюсе — неизведанной территории, которая, по мнению ученых, может содержать жизненно важные запасы замерзшей воды и ценных элементов. Стоимость миссии составила 75 миллионов долларов, что намного ниже стоимости любой другой лунной миссии.

К сожалению, не все прошло идеально: через две недели после посадки «Чандраян-3» был отправлен в спящий режим, чтобы «пережить» холодную лунную ночь, но так и не проснулся. Впрочем, он успел обнаружить серу на поверхности Луны и показал, что лунный грунт является очень хорошим изолятором.

Прочитано: 150