"Люди меняют дизайн Солнечной системы": главные научные прорывы 2022-го

МОСКВА, 4 янв — РИА Новости, Николай Гурьянов. Увидеть самые ранние галактики, изменить траекторию астероида, открыть новую энергетическую эру, перевернуть представление о химии как о науке, расшифровать древнейшую алфавитную надпись — лишь малая часть того, что удалось сделать ученым в минувшем году. О том, чего добились исследователи, в том числе российские, — в материале РИА Новости.

Теория Большого взрыва под сомнением

Двенадцатого июля 2022-го приступил к работе телескоп, названный в честь Джеймса Уэбба — главы НАСА в эпоху полетов американцев на Луну. Его обвиняли в гомофобии, поэтому некоторые ученые принципиально используют не полное название, а аббревиатуру — JWST (James Webb Space Telescope, или, по "толерантной" версии, Just Wonderful Space Telescope — "просто замечательный космический телескоп").

Орбитальную обсерваторию строили более 20 лет, ее стоимость превысила десять миллиардов долларов — это рекорд.

“Джеймс Уэбб” — самый мощный инструмент наблюдения за космосом в истории. Диаметр его зеркала — 6,5 метра.

Запуск аппарата, его вывод на орбиту L2 (вторая точка Лагранжа, 1500 000 километров от Земли) и успешное развертывание — крупное научно-техническое достижение.

© ESA/ATG medialab

James Webb

“Телескоп отправили в космос, словно куколку бабочки. И уже на орбите обсерватория раскрыла “крылышки” — зеркала и детекторы”, — объясняет РИА Новости редактор телеканала “Наука” Иван Семенов.

JWST смотрит на Вселенную в инфракрасном диапазоне. Это позволяет заглянуть в так называемые темные века — от 380 тысяч до 550 миллионов лет после Большого взрыва. Самые дальние — а значит, древнейшие — галактики дотягиваются до нас только ИК-излучением.

© NASA / ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

Снимок "Столпов Творения", сделанный космическим телескопом "Джеймс Уэбб"

Четкость снимков телескопа поражает воображение. Но это не просто красивые картинки. Данные, полученные “Уэббом”, уже претендуют на сенсацию: ранних галактик оказалось намного больше, чем предсказывает действующая космологическая модель.

“Это может привести к корректировке теории Большого взрыва”, — отмечает эксперт.

"Ничего подобного ранее не делалось"

Двадцать шестого сентября человечество убедилось в том, что способно предотвратить армагеддон — столкновение Земли с метеоритом. По этому сюжету сняли немало фильмов-катастроф. Космический аппарат DART целенаправленно врезался в Диморф — небесное тело диаметром 163 метра, вращающееся вокруг астероида Дидим (760 метров).

В результате орбита изменилась — если до столкновения Диморф совершал оборот вокруг Дидима за 11 часов 55 минут, то теперь — за 11 часов 23 минуты.

© NASA/Johns Hopkins APL

Эффект воздействия DART на орбиту Диморфа

Двойная астероидная система не представляла угрозы для Земли. Ученые просто отрабатывали технологию. И тем не менее результаты программы можно считать эпохальными.

“Впервые человечество попыталось заняться дизайном Солнечной системы. Ничего подобного ранее не делали. Успех открывает дорогу к дальнейшим разработкам в этой области”, — говорит Семенов.

Заявка на Нобелевку из России?

Российские и китайские химики под руководством Артема Оганова создали новую шкалу электроотрицательности и химической жесткости элементов. Их статья вышла 1 марта. По словам самого Оганова, данная работа “ставит химию высоких давлений на новый прочный и простой базис”.

По мнению Семенова, это заявка на Нобелевскую премию.

© PNAS, 2022

Периодическая таблица электроотрицательности

“Сейчас специалисты по всему миру исследуют эту шкалу и пытаются применить ее на практике. Если она окажется точной, то существенно изменит химию. Это может привести к созданию новых высокотемпературных сверхпроводников, а также позволит дистанционно исследовать ядра планет Солнечной системы, прежде всего газовых гигантов — Юпитера, Сатурна и Нептуна”, — подчеркивает эксперт.

Термоядерная машина впервые "завелась"

В декабре сначала СМИ, а затем Министерство энергетики США сообщили о долгожданном прорыве в термоядерном синтезе. В Ливерморской национальной лаборатории достигли так называемой точки зажигания — получили больше энергии, чем передали на топливную мишень.

Впрочем, это еще требует дополнительных подтверждений.

“Сложилась довольно необычная для науки ситуация. По правилам эмпирический результат нужно проверить, выпустить статью в реферируемом журнале и уж только потом рассылать пресс-релиз об этом. Пока все необходимые процедуры не выполнены. Нужно дождаться научной апробации эксперимента”, — отмечает Семенов.

CC0 / Lawrence Livermore National Laboratory July/August 1999 Science & Technology Review /

Капсула с D-T смесью (мишень для лазеров)

До термоядерных электростанций еще далеко. "Национальный комплекс зажигания" (NIF), на котором проводили опыт, — сугубо исследовательская установка. Хотя лазеры действительно направили на капсулу с дейтерий-тритием меньше энергии (2,05 мегаджоуля), чем получили в результате ее схлопывания (3,15 мегаджоуля), весь комплекс потребляет несопоставимо больше (так, этот эксперимент потребовал более 400 мегаджоулей).

И все же результат важный. “Это напоминает двигатель внутреннего сгорания. Топливо (дейтерий-тритиевая смесь) сильно сжали, нагрели, и оно “вспыхнуло”. Как если бы ваша машина долго не заводилась, потом в одном из цилиндров двигателя произошла вспышка и мотор заработал”, — объясняет эксперт.

Самый мощный гамма-всплеск в истории

Девятого октября наземные и орбитальные системы слежения на короткое время “ослепли” — из-за мощного гамма-излучения.

Ученые установили, что это было результатом вспышки сверхновой — коллапса массивной звезды в созвездии Стрельца в 2,4 миллиарда световых лет от нас. Вещество сжалось в черную дыру, и от такого “взрыва внутрь” возник выхлоп — две противоположно направленных струи, разогнавшие частицы до скоростей, близких к световой. Один из таких джетов достиг Земли. Его яркость превысила солнечную на двадцать порядков — то есть, в сто миллиардов миллиардов раз. По предварительным данным, это абсолютный исторический рекорд.

© NASA/Swift/A. Beardmore (University of Leicester)

Послесвечение GRB 221009A, зафиксированное рентгеновским телескопом Свифта

Событие, которому присвоили код GRB 221009A, позволит ученым больше узнать о черных дырах. Теоретически подобный разрушительный гамма-всплеск может произойти недалеко от Земли. Это вызвало определенную тревогу в обществе. Но, по мнению экспертов, опасаться нечего.

“Видимо, мироздание так устроено, что жизнь возникла на краю очень спокойной галактики. Пока мы не увидели ни одного гамма-всплеска в нашем Млечном Пути, хотя в других галактиках уже зафиксировали сотни. Волноваться в любом случае бессмысленно. Если астероидами, угрожающими Земле, как мы теперь знаем, можно управлять, то перед гамма-всплеском человечество бессильно”, — констатирует Семенов.

"Вошь, go home!"

В Израиле расшифровали древнейшее известное предложение, записанное алфавитным письмом. Работа, опубликованная в ноябре, посвящена короткой фразе на древнеханаанском языке, выцарапанной на гребне из слоновой кости. Это примерно 1700 год до нашей эры — всего спустя столетие после изобретения алфавитной письменности. Прочесть текст помогло единственное слово, которое звучит почти одинаково в языках семито-хамитской группы (к ней относятся, например, иврит и арабский) — “вошь”.

Эктопаразиты играли важную роль в жизни человека на протяжении тысячелетий. Слова "вошь" и "гнида" (яйца вши) входят в список Сводеша — перечень лексем, которые обычно не заимствуются. Обозначающие их термины восходят к единым историческим корням и есть во всех индоевропейских языках. Например, английское nit ("гнида") используется и для обозначения яиц насекомого, и как оскорбление.

Гребень сделан из слоновой кости, но в Ханаане слоны не водились. Скорее всего, материал или сам предмет привезли из Древнего Египта. Очевидно, вещь была дорогая. Значит, вши докучали даже богачам. На самом гребне нашли кусочки хитиновой оболочки насекомого.

© Daniel Vainstub et al. / Jerusalem Journal of Archaeology, 2022

Гребень из слоновой кости с надписью древнеханаанским письмом, найденный в Лахише

Ханаанцы, или хананеи, считаются родоначальниками современного алфавитного письма — на основе их системы знаков возникла финикийская письменность, которая, в свою очередь, привела к латинскому и греческому алфавитам (и позднее — кириллицы).

Надпись гласит: “Пусть этот бивень прогонит вошь из волос и бороды”. “Видимо, магическое заклинание, — рассуждает Семенов. — Древние считали, что, если написать на гребне "вошь, go home!", — это поможет”.

Интересно, что предмет, несомненно относящийся ко второму тысячелетию до нашей эры, обнаружили в слоях V-VI веков нашей эры. Не исключено, что артефакт принадлежал тогдашнему коллекционеру древностей.

Ожившие свиньи и чипы в мозгу

Год был богат на важные научные события. В сфере космонавтики стоит отметить миссию Orion — предвестник возвращения человека на Луну. Правда, в пилотируемом корабле, который облетел вокруг естественного спутника Земли, вместо астронавтов находились манекены — эксперимент под названием Matroshka исследует воздействие радиации на космических путешественников.

Необходимо упомянуть пересадку сердца свиньи человеку. Эксперимент провели на смертельно больном пациенте. После этого он прожил несколько недель. Это дает надежду десяткам тысяч больных, ждущих донорских органов.

© NASA

Космический корабль Orion

Со свиньями связана еще одна громкая новость — ученые Йельского университета оживили животное спустя час после смерти. Введенная в организм экспериментальная жидкость остановила гибель клеток и перезапустила ключевые органы — сердце, печень, почки.

Наконец, выполнили несколько успешных операций по внедрению нейроимплантов. Чипы в мозге уже позволяют парализованным двигаться и говорить. А 1 декабря Илон Маск показал видео, на котором обезьяна с помощью такой технологии силой мысли набирает текст на компьютере. Его компания Neuralink собирается начать испытания на людях. Несомненно, развитие технологий ведет нас в интересное будущее.