10 открытий 2009 года

Обзор научных достижений, которые изменят цивилизацию.

Подготовили: Елена Кудрявцева, Владимир Тихомиров

1. Геометрическая теория групп

Лучшим математиком 2009 года стал Михаил Леонидович Громов, выпускник Ленинградского госуниверситета и профессор Института высших научных исследований (IHES) во Франции, получивший из рук короля Норвегии Абелевскую премию (аналог Нобелевской премии, которая, как известно, математикам не выплачивается). Причина указана расплывчато — "за революционный вклад в геометрию", но, как пояснил директор IHES Жан-Пьер Бургиньон, наиболее революционной была громовская разработка геометрической теории групп. "Миша видит все вещи по-другому, — считает Жан-Пьер Бургиньон, — и это позволило ему открыть несколько новых магистралей в различных важных подобластях математики. Он думает геометрически, но слово "геометрия" здесь должно восприниматься в более широком, чем общепринятый, смысле слова". Кстати, в IHES всего шесть постоянных сотрудников, из них трое — из России.

2. Вода на Луне

В ноябре этого года были закончены все споры о том, есть ли вода на естественном спутнике нашей планеты. Да, вода на Луне есть — правда, не очень много. Еще весной российский нейтронный телескоп LEND, установленный на борту американского разведывательного спутника (ЛРО), обнаружил на Луне районы с высоким содержанием водорода, где теоретически могли находиться залежи водяного льда, принесенного на спутник Земли кометами. Далее в дело вступил зонд LCROSS, который со скоростью 9000 км/час врезался в кратер Кебеус неподалеку от южного полюса Луны, образовав воронку размером в 20-35 м. Сила взрыва выбросила наверх по меньшей мере 100 л воды. "Мы получили не просто капельки воды. Мы практически "попробовали ее"", — заявил Питер Шульц, профессор геологии Брауновского университета.

3. Солнечный самолет

2009 год стал прорывным для развития различных "экологически чистых" технологий. Самая впечатляющая разработка принадлежит консорциуму Solar Impulse, который создал известный швейцарский путешественник Бертран Пикар совместно с Европейским космическим агентством ESA и Швейцарским технологическим институтом. Это аппарат HB-SIA (Solar Impulse Alpha) — первый в мире пилотируемый самолет на солнечной энергии, способный оставаться в воздухе днем и ночью. Это самолет, не имеющий аналогов за всю истории мировой авиации: его длина составляет 21,8 м, размах крыльев — 63,4 м. Именно на крыльях и смонтированы солнечные батареи из монокристаллического кремния, которые удерживают энергию и передают ее на аккумуляторы. Создатели самолета говорят, что технически самолет мог бы летать без остановки месяцами, но вряд ли на это согласится какой-нибудь пилот.

4. Теория Вселенной

Самым главным событием года в мире ядерной физики стал долгожданный запуск Большого адронного коллайдера в CERN. Самый большой в мире ускоритель элементарных частиц был построен ради проверки теории Питера Хиггса для доказательства "Стандартной модели" Вселенной. Между тем, физики придумали новые теории мироздания. Самая революционная из них принадлежит профессору из Принстонского университета Тони Ротману и его коллеге Джордж Эллис — это теория "Кристаллической Вселенной", согласно которой наш мир является четырехмерной структурой пространства и времени, которая имеет определенные границы. Например, предполагается, что граница Вселенной в пространстве и есть тот рубеж во времени, который определяется понятием "настоящее" — именно в этот момент квантовые законы переходят в классические физические законы. Как проверить эту теорию на практике, ученые пока еще не придумали.

5. Самая древняя статуэтка

Огромная грудь, округлые бедра, выпуклый живот, короткие заостренные ноги разной длины и четыре пальца на руке — так выглядит самая древняя статуэтка высотой 6 см и весом около 30 г, найденная немецким археологом Николасом Конардом из Тюбингенского университета в пещере Холе Фельс на юге Германии. Вырезал ее из бивня мамонта неизвестный художник более 32 тысяч лет назад — во времена расцвета т.н. ориньякской археологической культуры. Возраст находки оценивается в 32 тысячи лет, и это заставляет археологов и историков пересмотреть все сложившиеся представления о зарождении искусства, отодвинув на 5-10 тысяч лет в прошлое срок палеолитической "культурной революции", когда у людей появились религиозные и эстетические представления — скульптура, живопись и музыка.

6. Рождение галактики

Астрономы из Института радиоастрономии Макса Планка перевернули все представления о природе функционирования сверхмассивных черных дыр. Поводом для этого стало наблюдение за квазаром HE0450-2958, удаленного от Земли на расстояние около 5 млрд световых лет. Квазары — это продукт "жизнедеятельности" черных дыр, галактики на начальном этапе развития, в которых сверхмассивные черные дыры поглощают окружающее вещество. С помощью телескопа VISIR ученым удалось обнаружить, что у HE0450-2958 нет соответствующей галактики. Зато через несколько лет наблюдений "неподалеку" от квазара астрономы нашли новорожденную галактику, рожденную этим квазаром. То есть многолетний спор астрономов о том, что появляется раньше — звездное скопление или "его" черная дыра, можно считать законченным.

7. Мысли под микроскопом

Впервые в истории ученые из Нью-Йоркского медицинского университета смогли наблюдать в реальном времени процесс формирования дендритов — крохотных ответвлений от клеток мозга нейронов, которые отвечают за хранение долговременных воспоминаний. Для эксперимента нейробиологи использовали генно-модифицированных мышей, у которых нейроны коры мозга способны производить желтый флуоресцирующий белок — своеобразный маркер для новых воспоминаний. Выяснилось, что новые дендриты делятся на три группы: первая исчезает в первые дни после окончания тренировок; вторая сохраняется в среднем 1-2 месяца. Но есть и третья группа дендритов (около 0,8 процента), которая сохраняется на всю жизнь. Сделано грандиозное открытие: возможно, в будущем можно будет извлекать ранние младенческие воспоминания, стимулируя нужные зоны мозга, или записывать воспоминания умершего человека.

8. Регистратор человека

Этот прибор, разработанный учеными из Саратовского госуниверситета им. Н. Г. Чернышевского, уже получил самую высокую экспертную оценку, завоевав в конце ноября 2009 года Гран-при V Сеульского международного салона изобретений. Этот прибор позволяет дистанционно, на расстоянии 4 м, обнаружить сердцебиение и дыхание человека по характеру механических колебаний. То есть такая установка может обнаружить живых людей под 4-метровыми завалами. Как сообщил один из разработчиков профессор Дмитрий Усанов, установкой уже заинтересовались инженеры корейской компании LG, которые собираются приобрести патент на производство подобных приборов.

9. Лазер для воздуха

Воздух наполнен тысячами химических соединений и миллиардами частиц, среди которых встречаются ядовитые или взрывоопасные. Чтобы исследовать состав воздуха, ученые используют лазеры: если раньше для изучения облаков нужно было снаряжать самолет, отправлять зонд или запускать геофизическую ракету, теперь это стало возможным сделать, нажав кнопку. И чем шире диапазон веществ, которые может "увидеть" лазер, тем ценнее он становится. Группе ученых под руководством Дмитрия Синицына из отделения квантовой радиофизики при Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН удалось создать "всеядный" прибор, который распознает не только привычные для лазеров ацетон, бензин, метанол, но и сильные загрязнители, токсины, взрывчатые и наркотические вещества. Чтобы соединить подобные возможности в одном приборе, ученым понадобилось почти 10 лет работы.

10. Язык обезьян

Ученые из Сент-Эндрюсского университета в Шотландии изучили процесс развития языка у мартышек из рода Cercopithecus campbelli. Так, "бум" можно перевести как "впереди — упавшее дерево или большой сук", "крак" — "осторожно, леопард!", "хок" — "орел, прячемся!". А последовательность из нескольких "пьоу" и "хэк" означает что-то вроде нашего "ну, обезьяны, пошли!". К сожалению, количество комбинаций звуков сильно ограничено. Тем удивительнее оказался факт, что мартышки могут сами придумывать новые слова. Например, к слову, которое у обезьянок обычно означает любой шум, макаки-самцы добавили звук "У", и оно стало обозначать не абстрактный шум, а шум потревоженной листвы. Других примеров словообразования у животных, несмотря на многочисленные эксперименты, до сих пор не обнаружены. По гипотезе ученых, возможно, у нас с мартышками Cercopithecus Campbelli был общий предок, с которым люди разошлись на эволюционной лестнице.