Новини науки. 8-13 січня 2019 року
Доброго дня всім поціновувачам науки!
До вашої уваги черговий «науковий тиждень».
Для тих, хто з нами лише відсьогодні, нагадаю, що докладний опис відкриття, технології або експерименту ви можете знайти за посиланнями. А я надаю лише стислий опис видатної (на мій погляд) події.
Сьогодні на вас чекають нові відкриття астрономії, фізики, медицини, імунології, кліматології. Як завжди, я не утримався від біологічних новин. Також знайшлося місце для опису цікавих технологічних знахідок.
А почати хотілось би із вшанування пам’яті видатного математика – Майкла Атʼя.
RIP
Пішов з життя легендарний математик, який довів теорему про рівність індексів
A tribute to former President of the Royal Society Sir Michael Atiyah OM FRS (1929 – 2019)
Він відомий своїм внеском в алгебраїчну геометрію і топологію і помер 11 січня у віці 89 років.
Майкл Ат’я народився 1929 року, а з 1962 року був членом лондонського Королівського товариства, з 1990 по 1995 рік обіймав там посаду президента. Він був найбільш відомий завдяки своєму внеску в розвиток топологічної теорії, а також завдяки доведенню теореми про рівність індексів — теорема Ат’я-Зінгера. Крім чистої математики, Ат’я був захоплений і теоретичною фізикою – відомі його роботи в галузі загальної теорії відносності і квантової теорії. NASA назвало дослідний центр на честь геніального математика.
Майкл був удостоєний безлічі нагород, включаючи Філдсівську премію 1966 року, а також Премію Абеля 2004, Медаль Королівського товариства 1968 року. Крім цього, він отримав лицарство 1983 року, а 2001 року став кавалером французького ордена Почесного легіону.
Астрофізика
Вчені за допомогою зруйнованої зірки визначили швидкість обертання чорної діри
A Remarkably Loud Quasi-Periodicity after a Star is Disrupted by a Massive Black Hole
Цікаве дослідження, яке дало вченим новий метод вимірювання параметрів чорних дір.
Цього разу вчені за допомогою спостережень за процесом знищення зірки, яка проходила повз надмасивну чорну діру, вперше отримали точні дані про швидкість обертання подібного об’єкта. До цього швидкість обертання чорної діри заледве піддавалася вимірам.
Яскравий спалах світла на відстані 290 мільйонів світлових років від Землі був зафіксований за допомогою мережі телескопів під загальною назвою ASASSN (All-sky Survey for Automated Supernovae) в листопаді 2014 року. Подія отримала назву ASASSN14-li і була класифікована як результат приливного руйнування зірок. Вона відбулася дуже близько від чорної діри, розташованої в центрі галактики PGC 043234.
Спостереження ASASSN14-li показало дивовижну стабільність і періодичність (цикл обертання трохи більше двох хвилин). Воно вперше дало можливість точно оцінити швидкість обертання надмасивної чорної діри: зафіксувавши, що діаметр горизонту подій приблизно в 300 разів перевищує земний, астрономи розрахували, що швидкість обертання чорної діри величезна і становить приблизно половину від швидкості світла у вакуумі (для порівняння, швидкість обертання Сонця навколо своєї осі менша за швидкість світла в 150 тисяч разів). Причому точність вимірювання, за оцінками астрономів, дуже велика, оскільки вимірювання проводили для 300 тисяч циклів обертання.
Канадські вчені виявили потужне випромінювання з глибин Всесвіту
Mysterious radio signals from deep space detected
Вже другий тиждень у стрічці новин цей факт посідає не останнє місце.
Група астрономів з Канади виявила досить незвичний потік радіохвиль з глибин Всесвіту.
На сьогодні єдине, що відомо науковцям, це те, що ці радіохвилі – власне, періодичні швидкі радіоспалахи – утворилися далеко за межами нашої галактики Чумацький шлях.
З якого саме куточка Всесвіту надходять ці радіоімпульси та що спричинило їх появу – загадка, визнають дослідники. Щодо природи імпульсів астрофізики теж поки що не дійшли згоди.
Виявлені спалахи в радіохвильовому діапазоні неймовірно потужні. Попри те, що вони тривають лічені мілісекунди, під час цих спалахів випромінюється енергія, еквівалента тій, котру наше рідне світило Сонце може виробити за 10 тисяч років.
Науковці фіксували потужні радіохвильові імпульси ще з 2007 року. Але лише раз було підтверджено періодичність такого спалаху. Про той випадок повідомили 2012 року астрофізики, котрі працювали в обсерваторії у Пуерто-Рико.
Фізика
Дискретність простору-часу запропонували перевірити за допомогою нейтронного інтерферометра
Detecting discrete spacetime via matter interferometry
Зазвичай, фізики (і не тільки) вважають простір-час неперервним. У повсякденному житті немає умов, за яких дискретність простору-часу може проявитися. Немає таких умов й у космосі.
Теоретично, дискретність простору і часу може проявитися при енергіях та відстанях у межах так званого «планківського масштабу» (Ep ~ 1019 мегаелектронвольт и Lp ~ 10−35 метрів). Зазвичай, ми стикаємось з енергіями у межах одного мегаелектронвольту (рентгенівське та гамма-випромінювання). Більш того, багато хто з фізиків вважає, що при таких високих енергіях взагалі немає сенсу казати про простір та час, тим більше, про їхні властивості.
Американські фізики-теоретики придумали експеримент, який дозволяє виміряти дискретність нашого простору-часу з точністю до 10−31 метра, що у десять трильйонів раз перевищує точність попередніх вимірів. Для цього вони використали інтерферометр Маха-Цендера. Дослідники вважають, що якщо дещо модифікувати експеримент, точність вимірювань можна буде співставити з планківським масштабом.
Вчені впритул наблизились до створення штучної зірки
Scientists discover a process that stabilizes fusion plasmas
Стабілізація плазми – давня проблема фізики. У звичних умовах плазма нестабільна, або її стабільність вимірюється дуже малими відрізками часу. Існує кілька проблем, які не дозволяють стабілізувати плазму.
Вченим Принстонської лабораторії вдалося стабілізувати розпечену плазму, яка за своєю природою аналогічна плазмі, яку утворюють зірки.
Основою прориву в цьому питання став той факт, що незначні коливання температури в плазмі здатні стабілізувати речовину. Температура плазми, у свою чергу, пов’язана із силою току і радіочастотною енергією. Отже, маніпулюючи цими параметрами, вченим вдалося стабілізувати плазму.
Звичайно, найближчим часом ми навряд чи навчимось утворювати зірки. А от стабільна плазма дозволить зробити суттєвий прорив не лише в теоретичній фізиці, а й в енергетиці; у створенні нових джерел енергії.
Біотехнології
Буревісників використали як «живі буї» для збирання відомостей про морські течії
Rafting behaviour of seabirds as a proxy to describe surface ocean currents in the Balearic Sea
Морських тварин уже досить давно використовують для вивчення параметрів Світового океану і клімату. Останнім часом вчені почали широко застосовувати GPS-датчики для визначення траєкторій перельоту кількох видів птахів і довели, що таким чином можна якісніше вивчити особливості морських вітрів, аніж за допомогою супутникових даних.
Іспанські вчені припустили, що траєкторія руху птахів під час пасивного сплаву водою визначається течією. Для підтвердження цієї гіпотези середземноморських буревісників (Calonectris diomedea) спорядили GPS-трекерами для збирання даних і порівняли відомості щодо пересування птахів із супутниковими даними.
Цікавість цього дослідження полягає в тому, що всі подібні досліди концентрувались на перельотах птахів та їхній поведінці під час пошуку їжі. А зв’язок між пасивним сплавом («рафтингом») та природними явищами було не доведено.
Відомості, отримані з супутників щодо течій у Балеарському морі, порівняли з траєкторіями спливу птахів. Виявилось, що у 85% випадків траєкторії течій та траєкторії птахів мали кореляцію, а у 59% випадків доведена пряма залежність між рухом буревісників і напрямом поверхневих течій.
Отже, вчені отримали новий, достатньо надійний і дешевий спосіб вивчати океанічні течії.
Біологія
Новокаледонські ворони можуть визначати вагу об’єктів, спостерігаючи за тим, як вони рухаються
New Caledonian crows infer the weight of objects from observing their movements in a breeze
Дуже цікава робота, яка підтверджує розвинуті когнітивні здібності окремих видів птахів. Ми неодноразово наводили посилання на наукові дослідження з різними видами ворон. Сьогодні маємо нові відомості щодо здібностей цих дивовижних птахів.
Щиро раджу подивитись відео, в якому описано експеримент. Ми, зі свого боку, відмітимо, що саме ворон за рівнем інтелекту багато вчених порівнюють з людиноподібними мавпами. А результати цього експерименту показують, що за окремими ознаками ворони мавп переважають.
У США помер останній на планеті гавайський тропічний равлик
The Last Known Land Snail Of His Kind Dies
На жаль, сумна новина. Тенденція скорочення видів живих істот триває. Цього разу це представник гавайських тропічних равликів, яких у цьому світі вже не залишилось.
Равлику на ім’я Джордж, останньому представнику цього виду, було 14 років. Він жив у лабораторії Гонолулу, в яку його перенесли, намагаючись відновити популяцію. Але вченим так і не вдалося зарадити вимиранню цього виду.
Джордж був досить відомим «експонатом» в Гонолулу і його смерть глибоко засмутила багатьох мешканців цього міста.
Втім, є надія, що цих равликів все ж таки відновлять. Цьому може зарадити клонування. Річ у тім, що кількаміліметровий шматочок ноги Джорджа зберігається у глибокій заморозці в зоопарку міста Сан-Дієго. Отже, чекаємо на «воскресіння» Джорджа!
Кліматологія
Вчені виявили дивовижні осередки глобального охолодження
The Little Ice Age and 20th-century deep Pacific cooling
Всім відомо про стрімке зростання і жахливі наслідки глобального потепління. Вчені наполегливо працюють над тим, щоб виробити ефективні заходи запобіганню цього лиха. Виявляється, що природа зможе самостійно вирішити цю проблему, або хоча б зменшити її наслідки.
Надією людства можуть стати величезні маси охолодженої океанічної води, які поступово заглиблюються на глибину до 2000 метрів.
Звідки взялася ця холодна вода? В період з 1500 року і до середини ХІХ сторіччя на Землі відбувався так званий Малий льодовиковий період. У цей час величезні маси океанічної води суттєво охолодилися. І нині триває процес занурення цих холодних мас на глибину.
Саме цей процес, на думку вчених, і є тим важелем-протидією який зможе компенсувати глобальне потепління. Процес може тривати протягом сотень і навіть тисяч років.
А основою сучасних досліджень стали відомості, які було зібрано у другій половині ХІХ сторіччя вченими, що робили проби на борту парусника HMS Challenger. Було зібрано близько 5000 вимірювань температури на різних глибинах.
Чекаємо на розвиток подій. Хто кого подолає: холод чи тепло?
Медицина
Шведські вчені створили новий тип мікроголки для діабетиків
Microneedle-equipped patch may make diabetics’ lives easier
Основна проблема діабетиків — необхідність щоденно перевіряти рівень цукру в крові. Для цього необхідно брати кров, звичайно, проколюючи свою шкіру. Таке повсякденне втручання у шкірні покрови спричиняє незручності і є неприємним суто фізично.
Шведські медики вигадали цікавий спосіб зарадити цим незручностям. Проект стосується використання спеціальної шкірної наліпки із вбудованою в неї мікроскопічною голкою. Процес забору крові майже не відчувається людиною і не супроводжується больовими відчуттями.
Успіх обумовлено тим, що, по-перше, діаметр голки майже в десять разів менший від звичайного. А по-друге, голка занурюються у шкіру на глибину не більше 1 мм. На цій глибині відсутні больові рецептори. Саме тому пацієнт практично не відчуває болю.
Попередні випробування показали, що цей винахід має шанси стати найбільшим проривом у технології обслуговування хворих на сахарний діабет.
Створено прототип вакцини проти всіх штамів віруса Ебола
Single-dose drug protects against all forms of Ebola
На цей час вже відомо кілька ефективних вакцин проти цього дуже небезпечного вірусу. Але й досі є актуальним створення єдиної вакцини, яка б допомагала від всіх штамів вірусу. Адже застосування окремих вакцин вимагає визначення типу конкретного штаму. А на це потрібні додаткові кошти, і, найголовніше – додатковий час, який під час розвитку такої небезпечної інфекційної хвороби йде буквально не секунди.
Тому повідомлення про те, що вченим з Техаського університету вдалось створити таку універсальну вакцину, стало справжнім вибухом у світі медицини.
Попередні лабораторні випробування показали, що вакцину і справді створено. Але, звичайно, вона потребує певного доопрацювання і клінічних випробувань.
Знайдено новий спосіб припинити ріст ракової пухлини
Integrin CD11b activation drives anti-tumor innate immunity
Найбільша проблема боротьби з раком – надзвичайна «винахідливість» ракових клітин, які мають безліч способів «обдурити» незаражену клітину і проникнути в неї.
Спеціалісти-онкологи Каліфорнійського університету надали звіт про свої дослідження, які напевно, зможуть вирішити цю проблему. Сутність відкриття полягає в тому, що вводячи в кров спеціальний білок, можна збільшити чисельність та активність макрофагів, які суттєво пригнічують пухлину.
Тепер перед вченими постає нове завдання – виробити такі білки для людського організму і добитися їхньої стабільної «роботи». Досліди тривають, а ми тримаємо кулачки.
Імунологія
Представлено новий метод блокування бактерій
New strategy may curtail spread of antibiotic resistance
Розвиваємо тему успіхів сучасної мікробіології.
Навіть учням відомо, що з часом бактерії адаптуються і виробляють імунітет до антибіотиків, якими їх намагаються знищити. Саме тому вченим необхідно розробляти нові види антибіотиків. Цей процес нагадує замкнуте коло: нові антибіотики – адаптація та імунітет – нові антибіотики.
Імунологи з Вашингтонського університету запропонували дещо інший підхід. Вони вирішили змінити процеси розвитку імунітету у самих бактерій. Виявилось, що у бактерій Acinetobacter baumannii є своєрідний захист від передавання генетичного матеріалу від інших бактерій через плазміди (особливі види кільцевих ДНК). Вчені «навчили» бактерії блокувати передання генетичного матеріалу від інших, і саме через це процес вироблення імунітету було заблоковано.
Подальші дослідження мають на меті створити надійний та простий процес блокування імунних процесів у хвороботворних бактерій.
Технології
Американські вчені навчились добувати воду з повітря
Collecting clean water from air, inspired by desert life
Технологія дозволяє ефективно конденсувати водяну пару, яка міститься в повітрі.
Ідею «підказали» кактуси та інші сукуленти, які живуть у посушливих місцях. Вони мають механізми «всмоктування» води з атмосфери і запасання її у своїх органах. Основою цих механізмів виступає особлива структура поверхні листків та стебла цих рослин. Саме така поверхня «провокує» утворення води з повітря.
Вчені надрукували за допомогою 3D-принтера кілька поверхонь зі структурою, подібною до рослинної. Завдяки численним експериментам вони вирахували оптимальну форму виступів такої поверхні. Більше того, виявилось, що найкраще збирали воду гідрофобні матеріали, які не всмоктували, а відштовхували водяні краплі.
Таким чином вдалося створити матеріал, завдяки якому стало можливим отримувати воду навіть у дуже посушливих регіонах, буквально висмоктуючи її з повітря.
Тепер роботи виходять зі стадії лабораторних досліджень на промисловий рівень.
IBM представила перший комерційний квантовий комп’ютер
9 січня IBM представила IBM Q System One – перший у світі квантовий комп’ютер, призначений для комерційного використання.
Раніше квантові комп’ютери були доступні лише дослідницьким лабораторіям. Microsoft, Google, IBM та багато інших змагалися, щоб вивести на ринок перший комерційний квантовий комп’ютер.
Квантові обчислення сьогодні вважаються однією з найбільш перспективних технологій на ранній стадії. Це пов’язано з тим, що квантові комп’ютери можуть обробляти експоненціально більше даних і здатні революційно змінити цілі галузі. Вважається, що така технологія дозволить підприємствам моделювати складні дані, такі як інвестиції та ризики.
Утім, комп’ютер не можна буде замовити в офіс. Сам пристрій розташований у 9-футовому скляному кубі завдовжки 9 футів, який постійно підтримує точну температуру та умови, необхідні для виконання його роботи. Клієнти матимуть лише дистанційний доступ через IBM Cloud.
Дякую всім, хто читає.
Бажаю нових неймовірних та захопливих подорожей у світ науки!
