20 научных прорывов десятилетия по версии National Geographic

Уходящее десятилетие 2010-х годов стало временем множества фундаментальных научных открытий. Человечество стало лучше понимать свое окружение, свою планету и космос вокруг нее. Наука в этом десятилетии стала еще более глобальной и групповой – основные прорывы делают коллективы в несколько тысяч человек. В 2010-х случилось много интересных открытий, и вот подборка из 20 самых впечатляющих

1. Первое измерение гравитационных волн

В 1916 году Альберт Эйнштейн предположил, что когда разгоняется очень тяжелый объект, он создает рядом с собой волны на ткани пространства и времени. Идея оказалась такой, что Эйнштейн сам начал в ней сомневаться. Однако эти деформации ткани пространства и времени, называемые гравитационными волнами, являются ключевым предсказанием теории относительности.

Ученые десятилетиями искали подтверждение существования таких волн. Первые косвенные признаки их реальности появились в 1970-х годах. Однако непосредственно доказать их наличие удалось лишь в 2015 году. Тогда американская обсерватория LIGO засекла гравитационные волны от далекого столкновения двух массивных черных дыр.

Еще одно измерение гравитационных волн провела в 2017 году европейская обсерватория Virgo. Она засекла волны от столкновения двух нейтронных звезд. Одновременно с этим астрономы всего мира увидели этот взрыв в свои телескопы.

Гравитационные волны позволили больше понять о гравитации, а также как формируются золото и серебро. За их открытие разработчики детектора LIGO получили Нобелевскую премию в 2017 году.

2. Пересмотр эволюции человека

Мы теперь еще лучше знаем, как древние приматы превратились в современного человека. Например, между 335 000 и 236 000 лет назад наши предки сосуществовали с похожими на них древними людьми, которых назвали Хомо Наледи. Также удалось узнать, что современный человек – это гибрид, в котором есть ДНК малоизученного вида людей - денисовцев. Они жили около 70 000 лет назад, а мало изучены потому, что нашли лишь часть челюсти, несколько зубов и кость мизинца. Наследники денисовцев – это жители Сибири и Юго-Восточной Азии.

В 2019 году на Филиппинах обнаружили останки еще одного родственного нам вида человечества – Хомо Лузоненсис. Внешне они были похожи на Хомо Фроресиенсис – маленьких людей, напоминающих хоббитов.

3. Революция в изучении древних ДНК

Глядя в прошлое сквозь десятки тысяч лет можно увидеть лишь твердые предметы – кости, окаменелости. Мягкие ткани и органы не сохраняются, но на выручку приходит ДНК, главная особенность которой – высокая устойчивость к разрушению.

Развитие инструментов работы с ДНК позволяет более точно отследить эволюцию организмов. В 2010 году опубликовали почти полный геном древнего Хомо Сапиенс. С тех пор обработали еще свыше 3 000 ДНК древних людей. Одной из них была Ная – девочка, жившая 13 000 лет назад в Мексике. Ее считают древнейшим человеком в обеих Америках.

В 2010 году ученые также выделили геном неандертальца – одного из видов людей. Современные люди являются дальними потомками этого вида, ведь у нас обнаружили 4% ДНК неандертальцев.

4. Открытие тысяч экзопланет

В это десятилетие благодаря космическому телескопу NASA Kepler Space Telescope нашли свыше 2 700 экзопланет – более половины общего количества. Запущенный в 2018 году телескоп TESS продолжил работу и уже обнаружил 34 планеты.

А в 2016 году наземные астрономы проекта Pale Red Dot сделали волнующее открытие – планету размером с Землю нашли на ближайшей к Солнцу звезде Проксима Центавра. Она находится на расстоянии 4,25 световых года (это расстояние, которое свет со скоростью 300 тыс. км/сек преодолеет за 4,25 года).

В 2017 году нашли звездную систему TRAPPIST-1 (расстояние 39 световых лет от нас), в которой семь планет размером с Землю. Это рекордное количество в одной системе.

5. Редактирование генома технологией Crispr

Человечество всю свою историю занималось редактированием ДНК – термин селекция знаком каждому агроному. Однако лишь в 2010-х человечество получило инструмент, с которым редактирование ДНК перестало быть случайным процессом. В живых организмах обнаружили систему Crispr-Cas9, которую удалось использовать для точного редактирования ДНК живых организмов.

Одним из самых громких случаев использования Crispr-Cas9 стало рождение двух китайских девочек в 2018 году. Ученый Хе Цянкуй отредактировал их геном, сделав неуязвимыми для ВИЧа. Кстати, ученый и девочки исчезли и что с ними – неизвестно.

6. Космос увидели по-новому

Проект Event Horizon Telescope (массив наземных радиотелескопов по всей планете) в 2019 году сделал историческое фото – первое изображение супермассивной черной дыры и ее тени. Она находится в центре большой галактики Мессье 87 в кластере Девы.

Ранее, в 2013 году, запущенный европейским космическим агентством спутник Гая провел измерения параметров миллиарда звезд в нашей галактике. Он также определил скорость более 150 млн звезд. Собранная информация позволила создать 3D-карту нашей галактики и ее изменение со временем.

Измерения со спутника Планка привели к кризису в космологии. Постоянная Планка – одна из важнейших величин для существования вселенной. И уточненные измерения показали, что в реальности она отличается от общепринятой величины, используемой в расчетах. Требуется новая теория для объяснения этого парадокса.

7. Открыли древнее искусство

Находка 2014 года показало, что искусство является более глобальным и древним феноменом, чем считалось ранее. Тогда в пещере Маро на острове Сулавеси возле Индонезии нашли рисунок свиньи и оленя. Возраст находки оценивается в 39 000 лет. Но в 2018 году рисунок в пещере на острове Борнео показал, что люди занимались искусством 52 000 лет назад. А находка 2018 года в Южной Африке отодвинула границу еще дальше в прошлое – самому древнему рисунку человека 73 000 лет.

Другие виды людей, которые не являются нашими прямыми предками, тоже занимались искусством. Неандертальцы 115 000 лет назад украшали морские ракушки на берегу Испании. В 2016 во французкой пещере нашли странные круги и сталагмиты возрастом 176 000 лет, которые тоже приписывают неандертальцам (тогда в Европе кроме них никто не жил из других видов людей)

8. Выход к звездам

В 2012 году зонд NASA Voyager 1 достиг границы гелиосферы – региона, за которым начинается межзвездное пространство. В 2018 году к нему присоединился его близнец Voyager 2.

Зонды летят дальше к звездам, а тем временем, в 2017 году, астрономы увидели Oumuamua. Это первый объект, который прилетел к нам из другой звездной системы. В 2019 году обнаружили второй такой объект, который назвали именем его открывателя астронома-любителя Геннадия Борисова.

9. Разгадка важных тайн истории

Под обычной автопарковкой британские ученые в 2013 году обнаружили тело короля Ричарда III. В 2014 году в перу нашли в храмовом комплексе Castillo de Huarmey нетронутую королевскую гробницу. В 2016 нашли первое филистимлянское кладбище. Также установили, что Храм Гроба Господнего в Иерусалиме построили на 1 700 лет раньше, чем в Риме начал править первый император-христианин. Это подтверждает, что он построен на месте захоронения Христа.

10. Открытия в Солнечной системе

В 2015 году сделали первые снимки Плутона вблизи (768 000 км по космическим меркам – это недалеко). Фотоаппарат Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) на борту зонда NASA New Horizons позволил взглянуть на эту планету с невозможной ранее детальностью.

В 2011 году зонд NASA Dawn посетил астероид Vesta – второе по размерам тело в поясе астероидов. После фотографирования он отправился к карликовой планете Ceres – самому большому объекту в этом поясе. Зонд вошел в историю как первый, который был на орбите двух внеземных тел.

К концу десятилетия зонды NASA OSIRIS-REx и японский Hayabusa2 посетили астероиды Bennu и Ryugu, чтобы взять образцы местной породы и доставить их на Землю.

11. Борьба с болезнями

В ответ на эпидемию Эболы в Западной Африке в 2014-2016 годах компании Merck удалось быстро разработать вакцину rVSV-ZEBOV. Ее официально утвердили в 2019 году.

В это десятилетие также случился прорыв в борьбе с ВИЧем, который показал новые способы предотвращения заражения им.

12. Продвинулись репродуктивные возможности

Редактирование генома позволило создать ребенка от трех родителей. Отец дал сперму, мать – ядро яйцеклетки, а третий донор – якцеклетку без ядра. Такой подход позволил стать родителям людям с нарушениями в митохондриях – важнейшем элементе организма.

Ученые также научились перепрограммировать клетки – из крови и кожи сделали половые клетки. Впервые в 2018 году клонировали примата – в Китае родились две макаки.

13. Обнаружение бозона Хиггса

Считается, что вещество получает массу благодаря существованию поля Хиггса и одноименных частиц. Такое предположение физики выдвинули еще в 1960-х годах, однако доказать наличие бозона Хиггса удалось лишь в 2012 году. Об этом объявила команда Большого адронного коллайдера.

14. Изменение взглядов на доисторическую жизнь

В 2010 году сделали полную реконструкцию цвета динозавра, использовав для этого найденные в окаменелостях пигменты. В это десятилетие также стало известно, что многие динозавры имели перья и пух. Нашли также вид с крыльями как у летучей мыши и вид, который является одной из первых птиц.

15. Нашли кирпичики жизни на других планетах

Европейский зонд Rosetta, приземлившийся на комете Comet 67P Чурюмова-Герасименко, обнаружил там молекулы, которые являются основой живых организмов Земли. Похожую находку сделал зонд NASA Cassini, обнаружив в озерах Энцелада (спутник Сатурна) большие органические молекулы. Нечто подобное показал и марсоход Curiosity, нашедший органику на Марсе.

16. Громкая климатическая тревога

Уровень СО2 в это десятилетися превысил все современные рекорды. В 2013 году количество частиц этого газа достигло 400 частиц на миллион – впервые в человеческой истории. Ученые настойчиво призывают задуматься, а также принять меры, чтобы не допустить повышения глобальной температуры на 2 градуса Цельсия.

17. Открытие новых видов

Биологи ежегодно находят около 18 000 новых видов. В это десятилетие наука впервые описала несколько новых видов млекопитающих, среди которых – мьянмарская обезьяна и гигантская крыса вангуну. Кроме них нашли рыбу с "руками", крошечных жаб, гигантскую саламандру и многих других. Некоторые из видов считались вымершими.

18. Новая космическая эра

Околоземным космосом занялись коммерческие компании. Китай запустил свою первую космическую лабораторию Tiangong-1. Индийский Mars Orbiter вышел на орбиту Марса, сделав Индию первой страной, которая успешно прибыла к этой планете с первого раза. В 2019 году израильский стартап SpaceIL подготовил частную высадку на Луне, а китайский модуль Change-4 впервые мягко приземлился на темной стороне Луны.

19. Лучшее понимание животных

В 2015 году окрыли эффект биолюминисценции у рептилий – морские черепахи вида Hawksbill светятся зеленым и красным. В 2016 нашли самое старое позвоночное животное – гренландскую акулу возрастом 272 года. В 2019 году узнали, что дикие свиньи острова Висая (возле Филиппин) используют инструменты. А бразильские капуцины (вид обезьян) используют инструменты минимум 3 000 лет. Это рекорд для животных вне африки. Также биологи в Кении в 2018 году впервые увидели черного леопарда, который считался вымершим с 1909 года.

 20. Переосмысление единиц измерения

В этом десятилетии изменились основы всех научных измерений. Ученые переопределили килограмм – последнюю величину, которая была привязана к реальному физическому эталону, хранящемуся во Франции. Ведь масса эталона со временем изменяется, а науке требуется неизменная величина. Обновленный килограмм переопределили через постоянную Планка.

Егвений Барилюк