Главные события в мире науки 2021 Новости медицины, океана, космоса и не только
Виктор Зайковский
Год подходит к концу, время подводить итоги, выбирать подарки и ставить цели на следующий год. Но поскольку наука постоянно развивается, в ней никаких итогов быть не может.
Так что предлагаю посмотреть на самые важные научные открытия и наблюдения, о которых мир узнал в 2021 году.
Январь
Год начался с хорошей новости из медицины. Ученые представили опытную мРНК-вакцину против рассеянного склероза. В проекте участвовали специалисты из BioNTech, которые до этого создали одну из самых востребованных вакцин против Covid-19. Исследования на людях пока не проводились, однако опыты на мышах показали большие перспективы для улучшения симптомов вплоть до полной остановки прогрессирования болезни. Вообще говоря, мРНК-вакцин в ближайшем будущем появится много. Эта технология используется и для разработки вакцин от других вирусов, включая ВИЧ.
Зафиксирована новая рекордно высокая температура Мирового океана, измеренная от уровня поверхности до глубины 2000 метров.
Во французском Лионе успешно проведена операция по пересадке обеих рук и плеч. Пациент из Исландии стал первым человеком с двумя донорскими руками.
Ученые из Королевского технологического института в Стокгольме описали новый способ производства прозрачной древесины. Впервые этот материал был представлен еще в 1992 году, в январе 2021 года удалось повысить его качество, а также снизить затраты энергии при производстве в основном за счет бранширования с помощью солнечной энергии. Это древесный материал, который полностью биоразлагаем, но при этом прозрачный — он пропускает 90% света.
Февраль
Миссия NASA Mars 2020, где в главной роли выступает марсоход Perseverance и беспилотный вертолет Ingenuity, успешно совершила посадку на Марсе в кратере Джезеро. Этому предшествовало 7 месяцев путешествия от Земли.
Установлено, что атлантическая меридиональная циркуляция, включающая теплое течение Гольфстрим, сейчас находится на самом слабом уровне за последнюю 1000 лет. По примерным оценкам, течение ослаблено на 15% из-за глобального потепления. Дальнейшее ослабление может привести к усилению штормов, обрушивающихся на Великобританию и западную часть континентальной Европы, а также к более интенсивным зимам и увеличению числа тепловых волн и засух по всей Европе. Ослабление Гольфстрима, в свою очередь, может привести к повышению уровня моря на атлантическом побережье США, что тоже может иметь катастрофические последствия.
Март
Ученые из Таллина продемонстрировали биоинспирированного самодвижущегося мягкого робота для глубоководных операций в самой глубокой части океана — Марианской впадине. Робот оснащен искусственными мышцами и крыльями из податливых материалов, а вся электронная начинка находится внутри силиконового корпуса. Такой робот отлично подходит для разведки и мониторинга окружающей среды на большой глубине. А вообще, это сравнительно новый тип роботов. Bio-inspired буквально означает, что конструкция была вдохновлена каким-то живым организмом — это новое слово в робототехнике, и я уверен, что в 2022 году мы увидим немало подобных изобретений.
NASA опубликовало анализ измерений более 500 марсотрясений, проведенных зондом InSight. Из него следует, что ядро Марса в диаметре равно примерно 1810–1860 км. Это примерно в два раза меньше, чем ядро Земли, что, в свою очередь, позволяет предполагать: ядро состоит из более легких элементов, чем считалось ранее.
Апрель
Опубликована научная работа, которая доказывает, что событие, вызвавшее массовое вымирание динозавров на Земле, привело к появлению неотропических лесов, таких как Амазония, изменив видовой состав и структуру леса. Примерно за 6 миллионов лет, которые заняло восстановление прежнего уровня разнообразия растений, они эволюционировали от широко разбросанных лесов до густых джунглей, блокирующих солнечный свет, с преобладанием цветущих растений и высокой вертикальной слоистостью. То есть тропические леса, которые мы знаем сегодня, сформировались уже тогда, когда никаких динозавров на Земле не было.
Завершен первый прототип дома Tecla, который возводится из глины с помощью 3D-принтера. Такие здания могут быть очень дешевыми, хорошо изолированными, устойчивыми, а главное — они быстро возводятся и требуют минимального количества ручного труда. Такая технология поможет решить проблему нехватки жилья в развивающихся странах, например в регионе Центральной и Западной Африки.
Май
Установлен новый рекорд для самой маленькой однокристальной процессорной системы — она занимает объем менее 0,1 кубического миллиметра.
Китайское национальное космическое управление отчиталось об успешной посадке аппарата Zhurong на плато Утопия на Марсе. А Китай официально стал вторым государством в истории человечества, которому удалось посадить марсоход.
Google демонстрирует исследовательский проект под названием LaMDA — систему автоматической генерации речи, предназначенную для поддержания разговора с человеком на любую тему. Успехи пока скромные, но это только начало.
Китайский токамак EAST установил мировой рекорд по нагреву плазмы, поддерживая температуру 120 миллионов градусов Цельсия в течение 101 секунды и пиковую температуру 160 миллионов градусов Цельсия в течение 20 секунд. Это в 10 раз превышает температуру в самом центре Солнца и еще на шаг приближает человечество к искусственному термоядерному синтезу. А значит, мы сможем получать энергию через слияние ядер атомов водорода. Термоядерный реактор способен вырабатывать в три раза больше энергии, чем реактор атомной электростанции, а в качестве топлива используется водород, получаемый из морской воды.
Июнь
Июнь отмечен особенной активностью в космосе и астрономических наблюдениях. В начале месяца первый экипаж из трех человек отправился на китайскую космическую станцию «Тяньгун», которая на сегодняшний день состоит из первого и основного модуля «Тяньхэ».
А чуть позже было зафиксировано первое столкновение нейтронной звезды с черной дырой, причем второе такое же событие последовало спустя всего 10 дней. Еще позже обнаружен самый маленький из известных белых карликов. Звезда, названная ZTF J1901+1458, имеет диаметр всего 4300 км, однако ее масса в 1,35 раза больше массы Солнца.
Июль
Ученые обнаружили: смесь микроорганизмов из желудков коров может полностью расщеплять три вида пластика. Новая надежда на то, что пластик станет экологически чистым и перерабатываемым материалом.
Найдено одно из древнейших в мире произведений искусства — резьба по кости, сделанная неандертальцами примерно 51 000 лет назад.
Ученые обнаружили длинные внехромосомные структуры ДНК, которые называются боргами. Они отличаются способностью сохранять в себе гены организмов, с которыми соприкасаются. Подробностей пока немного, но предполагается, что эти структуры могут оказаться неизвестной формой гигантских вирусов или гигантскими плазмидами, которые существуют рядом с одним из видов архей и имеют в себе многие из их генов. Таким образом, борги могут улучшить способность архей к анаэробному окислению метана и функции по производству белков.
Япония установила мировой рекорд скорости интернета на расстоянии 3000 км — 319 Тбит/с, побив предыдущий рекорд в 178 Тбит/с.
Журналисты и исследователи раскрыли шпионскую программу Pegasus. Она была разработана частной израильской компанией и широко используется для заражения смартфонов iOS и Android. Программа позволяет следить за пользователями и не требует никаких действий с их стороны. С помощью Pegasus можно с высокой точностью отслеживать местоположение, а также делать снимки через камеру и записывать звук через встроенный микрофон. То есть в 2022 году можно ожидать серьезного улучшения стандартов безопасности смартфонов.
Август
Разработан прототип преобразователя энергии волн, который в два раза превосходит все предыдущие по эффективности. Это еще на шаг приближает нас к строительству электростанций, использующих энергию волн для производства электричества.
Представлен способ 3D-печати искусственного мяса, по своим свойствам и вкусовым качествам похожего на стейк.
Обнаружен самый северный остров в мире — небольшой участок суши размером 60 х 30 метров, у берегов Гренландии. С названием не стали мудрить и назвали находку Qeqertaq Avannarleq, что в переводе с гренландского означает «самый северный остров». Ученые убеждены: дальнейшее таяние льдов в Арктике позволит открыть еще несколько ранее неизвестных островов.
Сентябрь
Антиоксидантный препарат цистеамин, который одобрен для применения у людей, показал впечатляющие результаты в опытах с мышами. Он способен остановить развитие атеросклероза, который становится причиной инфарктов и инсультов.
Ученые обнаружили взаимосвязь между широко распространенным цветением фитопланктона и массивными лесными пожарами. Так, например, австралийские лесные пожары 2019–2020 годов вызвали осаждение аэрозолей от лесных пожаров в океане, что увеличило поглощение углекислого газа океаном. Исследование с использованием спутниковых данных дополняет эти выводы, ограничивая объем выбросов CO2 от пожаров с ноября 2019 года по январь 2020 года примерно 715 миллионами тонн.
Создан первый в мире синтетический кофе, который уже ожидает одобрения регулирующих органов для массовой коммерциализации. В середине сентября было произведено несколько партий синтетического кофе. По вкусу и прочим качествам искусственно созданный кофе совершенно не отличается от настоящего — можно даже слегка корректировать его вкус, чтобы он был схож с отдельными сортами и смесями натурального кофе. Основная цель — не просто показать, что теперь искусственным может быть все, что угодно, а сократить вредное влияние на планету. Для производства искусственного кофе требуется меньше воды, меньше человеческого труда, плюс в процессе выделяется меньше углекислого газа, а для расширения «кофейных плантаций» не нужно будет вырубать лес.
Октябрь
Всемирная организация здравоохранения одобрила первую вакцину против малярии. В скором времени такая прививка может стать обязательной для получения виз в некоторые африканские страны.
Представлен новый экологически чистый способ извлечения редкоземельных элементов. Он подразумевает использование белка ланмодулина, полученного из бактерий, который легко связывается с металлами.
Пилотный проект первого в мире автоматизированного поезда без машиниста запущен в Гамбурге. Эта технология применима к наземным поездам и может быть внедрена во всем мире. Помимо очевидных соображений экономии (если у вас нет машиниста, то ему не нужно платить зарплату) автономный поезд еще и более эффективно использует электричество по сравнению с тем, когда им управляет человек.
Ученые выяснили, что современные домашние лошади происходят из одного-единственного места в мире, а именно — из Поволжья. 273 древних генома лошадей также указывают на то, что эти популяции заменили почти все прочие по мере быстрого распространения по Евразии примерно 4200 лет назад. Такому распространению в значительной степени способствовала пригодность для верховой езды и использования в колесницах. Кстати, американские мустанги — это те же самые одомашненные лошади из европейской части современной России, которые затем снова одичали.
Первые в мире городские автономные суда Roboats начали курсировать по каналам Амстердама. Корабли, разработанные усилиями трех институтов, способны перевозить до пяти человек, собирать отходы и доставлять товары.
Ноябрь
Найден второй случай самостоятельного избавления от ВИЧ. Иммунная система пациента справилась самостоятельно, без терапии. Ученые полагают, что таких случаев могло быть больше, и активно ищут таких людей для совместной работы над возможным лекарством или вакциной.
Группа ученых призвала к разработке мер космической биобезопасности, а также к созданию политики планетарной защиты, направленной на предотвращение прямого заражения внеземных тел, а также обратного заражения.
NASA запускает двойной астероидный перенаправляющий тест (DART), что становится первой официальной попыткой отклонить астероид с целью изучения способов защиты Земли от крупных небесных тел.
Декабрь
В китайском городе Ганьчжоу обнаружен идеально сохранившийся эмбрион динозавра, который так и не вылупился из яйца. Его возраст оценивается в 66 миллионов лет. Эту окаменелость прозвали Малыш Инлян, и это лучший эмбрион динозавра из когда-либо найденных. Его длина составляет 27 сантиметров от головы до кончика хвоста. Яйцо, в котором его обнаружили, было найдено еще в 2000 году, после чего оно попало в Музей естественной истории камня. А когда музей закрылся на ремонт и все окаменелости решили заново отсортировать, исследователи снова обратили внимание на этот экспонат. Овирапторозавры были пернатыми динозаврами, которые жили на территории Азии и Северной Америки от 100 до 66 миллионов лет назад. Найденный эмбрион поможет ученым лучше понять связь между динозаврами и птицами в том виде, в котором они существуют сегодня.
