10 ОТКРЫТИЙ 2021 ГОДА, СПОСОБНЫХ ИЗМЕНИТЬ МИР

Опубликовал(а)

По работе мне приходится внимательно следить за научно-популярными публикациями в различных профильных журналах – физических, химических, медицинских и т.д. Эта подборка содержит краткий перечень научных открытий и экспериментов, которые, по моему мнению, обладают наибольшим потенциалом повлиять на окружающую нас с вами действительность, и изменить её до неузнаваемости.

Вакцина против ВИЧ

В начале декабря фармакологи из американского Национального института исследований аллергии и инфекционных заболеваний (NAID) сообщили о том, что успешно завершили испытания вакцины от вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Этот препарат был создан компанией Moderna – той самой, создавшей также и весьма эффективную вакцину против вируса covid-19, причём обе прививки были разработаны на основе одной и той же технологии – mRNA. Сама эта технология не уникальна, но в 2021 году о ней заговорили, как о революционной – по ней изготавливают наибольшее количество вакцин от коронавируса.

Что же касается вакцины от ВИЧ – то испытания проходили на макаках. Через 58 недель после вакцинации у всех привитых животных выработались поддающиеся измерению уровни антител, нейтрализующих большинство штаммов инфекции ВИЧ. Хотя введённые дозы были довольно большими, вакцина хорошо переносилась обезьянами и вызвала у них лишь лёгкие временные побочные эффекты – в частности, утрату аппетита.

Термоядерный реактор выработал больше энергии, чем получил

В ноябре физикам-ядерщикам из США впервые удалось генерировать на экспериментальном термоядерном реакторе больше электроэнергии, нежели понадобилось для его работы. Термоядерный синтез многие считают «электричеством будущего», но до сих пор о коммерческом использовании этого электричества и речи быть не могло: экспериментальные реакторы для поддержания необходимой температуры плазмы расходовали больше энергии, чем вырабатывали. Теперь, если независимые эксперты подтвердят результаты эксперимента (а на выходе было получено целых 1,3 мегаджоуля) – то можно будет с уверенностью говорить, что эпоха дешёвой электроэнергии – дело ближайшего будущего. Технический принцип: однажды появившись, любая технология усовершенствуется и становится дешевле.

Виагра и Альцгеймер

Интересно, что и про виагру, и про болезнь Альцгеймера по отдельности существует великое множество анекдотов. А вот вместе эти два понятия до сих пор как-то не употреблялись. Традицию нарушили исследователи из одной частной клиники в Кливленде (США): их исследования показали, что препарат силденафил (более известный, как виагра) значительно снижает вероятность развития болезни Альцгеймера, от которой страдают 6% людей в возрасте старше 65 лет – у них оказывается поражено серое вещество мозга, что приводит к потере памяти. Учёные пришли к выводу, что использование виагры снижает вероятность развития болезни на протяжении следующих шести лет почти на 70% по сравнению с пациентами, которые этот препарат не принимали. Понятно, что такой результат ещё не является доказательством причинно-следственной связи: люди, принимавшие виагру, могли принимать и другие лекарства либо, скажем, заниматься спортом, что тоже снижает вероятность заболевания Альцгеймером. Но исследователи утверждают, что полученной корреляции достаточно, чтобы определить силденафид в качестве основного кандидата на лекарство против этой болезни.

«Живые» роботы научились размножаться

Спроектированные искусственным интеллектом и собранные вручную ксеноботы – «живые» машины, созданные из эмбриональных клеток – могут спонтанно воспроизводиться. Впервые ксеноботов представили учёные из США в 2020 году: для их создания использовали стволовые клетки из эмбрионов южноафриканской жабы Xenopus laevis. Их перепрограммировали, после чего соединили просто вручную – пинцетом и электродом. Созданные таким образом биороботы могут двигаться, находить заданные цели и восстанавливаться после повреждений.

А теперь их научили самовоспроизводству. Это совершенно новый способ размножения: «взрослые» ксеноботы собирают клетки и через несколько дней «малыши» превращаются в полноценных роботов. Это так называемая кинематическая репликация – процесс, который раньше наблюдался лишь на молекулярном уровне. Интересно, что наилучшей формой для них, искусственный интеллект, поразмыслив в течении нескольких месяцев, избрал С-образную – похожую на Пэкмэна из знаменитой компьютерной игрушки.

Пэкмэн

Теоретически, умение размножаться делает ксеноботов основой для создания живых машин, а также для развития регенеративной медицины.

Лекарство от старости

Помнится, в 2011 году казахский елбасы Нурсултан Абишевич Назарбаев ясновельможно изволил заказать учёным из университета Назарбаева города Нурсултана (бывш. Астана, бывш. Акмола) «таблетку от старости». И даже выделил деньги на исследования. Казахские учёные этот вопрос исследуют до сих пор, а вот их японские коллеги уже свои эксперименты завершили – и открыли механизм, с помощью которого можно избавляться от стареющих клеток. По словам профессора Токийского университета Макото Наканиши, возрастное ослабление функций организма вызывается накоплением в органах «стареющих» клеток, запускающих воспалительные процессы. В 2014 году в Японии приступили к работе, а в 2021 – разработали препарат, который, собственно, проходит клинические исследования в качестве лекарства против рака, однако имеет и побочный эффект – убирает из организма стареющие клетки и подстёгивает процесс образования «молодых». Эксперименты на мышах показали исчезновение симптомов диабета и атеросклероза. Предполагается, что для начала новое лекарство будут использовать для лечения людей с прогерией – синдромом преждевременного старения.

«Углекислый газ превращается…»

У братьев Стругацких в замечательной повести «Полдень. ХХII век. Возвращение» есть такой второстепенный персонаж – инженер-ассенизатор, страшно гордящийся своей профессией, так как ассенизаторы будущего – это не просто мусорщики, а настоящие «добрые феи» Земли: «Мы превращаем мусор и отбросы в свежий воздух и солнечный свет!» — пояснял он главному герою. Примерно тем же заняты австралийские учёные, разработавшие простую и эффективную установку для превращения углекислого газа в кислород и углерод. Газ, который выделяется мировой промышленностью и является первопричиной парникового эффекта, может насыщать земную атмосферу свежим воздухом и обеспечивать ту же промышленность важным компонентом для множества отраслей. Правда, установка пока ещё мала – объём всего два литра, да и процесс превращения – дороговат, но мы же помним: любая технология, однажды появившись, усовершенствуется и удешевляется.

«Да будет свет!»

Исследователи знаменитой Брукхейвенской национальной лаборатории (США) с помощью ускорителя элементарных частиц (не Большого адронного коллайдера, как в Бельгии, а поменьше – но тоже весьма эффективного) научились превращать свет в электроны. Вроде бы и мелочь – электроны-то невооружённым глазом не увидишь, но это – первый в истории пример превращения энергии в материю. Превращение световых фотонов, безмассовых частиц, в электроны – элементарные, но вполне материальные частицы – первый шаг к великому множеству вполне практичных вещей. Например, к знаменитым, благодаря фантастическому сериалу Star Trek, синтезаторам, способным создать из световых фотонов, по сути, всё, что угодно – от различных пищевых продуктов до машин, оружия и точных копий великих произведений искусства. Конечно, путь к этим чудесам фантастики ещё долог и труден, но первый шаг уже сделан. Теперь реальные физики могут возразить уже упомянутому выдуманному ассенизатору из повести братьев Стругацких: «А мы превращаем солнечный свет в мусор!».

Марсианский вертолёт

В начале 2021 года на поверхность Марса сел космический исследовательский модуль Preservance. Вместе с ним прибыл вертолёт Ingenuity, преподнёсший в ходе миссии настоящий сюрприз и учёным, и восхищённым телезрителям, жадно «глотавшим» видеорепортажи с Красной планеты.

Дело в том, что было запланировано, что этот маленький аппарат совершит пять полётов в течении 30 марсианских дней, после чего попросту разобьётся. Авторы проекта хотели выяснить – смогут ли вертолёты действовать в марсианской атмосфере, которая, как известно, является в 72 раза более разрежённой, чем земная.

Так вот: малыш Ingenuity не только взлетел, но и пережил смену времён года, продержавшись в марсианском воздухе не 30 дней, а целых полгода и поставив ряд абсолютных рекордов дальности и высоты полёта. Он совершил 18 вылетов, поднимался на высоту 12 метров, летал со скоростью 18 километров в час, преодолел расстояние в 36 км. и провёл в полёте в общей сложности 30 минут. Более того: он не разбился до сих пор, а благополучно приземлился и набирает новую порцию энергии в свои накопители. Его приключения продолжаются. Учёные уже сейчас говорят, что, судя по результатам, следует предположить, что вертолёты станут основным воздушным транспортом будущей человеческой колонии на Марсе.

Вакцина от рака груди

В этой главе шутить как-то не хочется: рак груди – ужасная болезнь, поражающая женщин, и ироничный тон в повествовании о нём попросту неуместен. Частная онкологическая клиника в американском штате Кливленд объявила о начале беспрецедентных клинических испытаний препарата, созданного, чтобы предотвратить заболевание так называемым трижды негативным раком молочной железы (TPHMЗ) – самой агрессивной разновидности этой болезни. По статистике, именно эту форму чаще всего диагностируют у женщин возрастом до 40 лет, а также у людей с врождённой генетической мутацией BRCA1, значительно усиливающей риск заболевания. Подобную мутацию унаследовала, к примеру, известная голливудская актриса Анджелина Джоли. Узнав, что вероятность рака составляет у неё 87%, она удалила обе свои молочные железы.

Разработка этой вакцины ведётся несколькими научными учреждениями мира, американцы просто вырвались вперёд. До сих пор испытания ограничивались лабораторными экспериментами на животных, однако теперь начинается первый этап клинических испытаний на женщинах-добровольцах. Пусть у них всё получится.

«Варп девять, Скотти!»

Искривление пространства, «прокол», «подпространственные путешествия» — всё это до сих пор считалось определениями из лексикона любителей научной фантастики. «Варп-путешествия» — то есть, космические полёты быстрее скорости света с помощью искривления физического пространства, стали популярны у широкой публики благодаря упомянутому уже в этом материале знаменитому телесериалу Star Trek: космические корабли носятся от звезды к звезде, не нарушая, а «обходя» законы известной нам Вселенной, в частности – закон невозможности превышения скорости света, благодаря варп-двигателям, способным буквально выворачивать это пространство и складывать его, словно простыню, мгновенно «прокалывая» в нужной точке. Тем не менее, вся эта НФ-галиматья считалась исключительно плодом фантазии писателей и авторов сценария.

Гарольд Вайт

А теперь вот оказалось, что вовсе это никакая не галиматья. Бывший аэрокосмический инженер NASA Гарольд Вайт случайно сделал открытие, ставшее первым в мире подтверждением реальности так называемого «варп-пузыря» или, как его называют физики, «пузыря Алькубьерре». Это может проложить человечеству путь к звёздам.

Следует заметить, что сам Вайт является энтузиастом варп-двигателей и свято верит в звёздное будущее человечества.

Сам он сказал по поводу своего открытия: «Я не Стивен Кокрейн (в сериале Star Trek – инженер, построивший первый земной варп-корабль), но я хочу, чтобы «Энтерпрайз» (космический корабль, на котором происходят все события этого классического сериала) воплотился в жизнь». Вайт работает по контракту с DARPA – американским Агентством передовых оборонных исследовательских проектов – и параллельно развивает собственную некоммерческую организацию Limitless Space Institute (LSI). Именно объединение его собственных исследований, работ LSI и проектов DARPA и позволило ему сделать удивительное открытие: своими глазами увидеть рождение варп-пузыря там, где любой другой учёный попросту не обратил бы на него никакого внимания. Собственно, он повторил путь своего выдуманного кумира: Стивен Кокрейн также сделал своё открытие совершенно случайно, находясь в состоянии… алкогольного опьянения. Правда, в отличие от Кокрейна, Вайт решил отказаться от самостоятельных исследований этого явления, так как, по собственному признанию, не чувствует себя достаточно квалифицированным физиком-теоретиком. «Обеспечьте мне теоретическую базу для работы, — попросил он, — и я построю «Энтерпрайз».

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s