2018 год в науке. Год великих открытий

Китай - в центре внимания после создания копий организмов и возвращения на наш природный спутник. Здесь же завещание самого известного физика-теоретика. Исследования, переписывающие доисторический период. В статье приводятся девять лучших научных исследований за последние месяцы. 

Благодаря двум восьмимесячным обезьянкам вновь стала актуальна тема клонирования. О появлении на свет Чжун Чжун и Хуа Хуа, двух самок макаки, было объявлено 24 января. Сложенные вместе (Чжунхуа) их имена составляют словосочетание «китайский народ». И именно в этой стране были сделаны самые прогрессивные (по крайней мере, с этической точки зрения) шаги в науке. Многие западные лаборатории отказались от этой техники: для получения стволовых клеток существуют уже более простые способы. Однако шанхайские учёные не забыли главное направление этих исследований. После Чжун Чжун и Хуа Хуа переход к человеку представляется уже менее невероятным. Неслучайно в конце ноября из того же Китая поступила новость о появлении на свет первых девочек с модифицированным ДНК.

Где-то в период от 232 до 234 миллионов лет назад что-то произошло. После этого на Земле на весьма отдаленных друг от друга точках — от Доломит до Южной Америки — остался слой красноватых ломких скал. У ученых Научного музея (Muse) города Тренто и Университета города Феррары сегодня появилась гипотеза, опубликованная 16 апреля в журнале Nature Communications. Вероятно, это был своего рода всемирный потоп: продолжительный, непрекращающийся дождь, вызванный извержениями вулкана, увеличением количества CO2 и климатическими изменениями. Так называемый Карнийский плювиальный эпизод вызвал также переворот в экосистеме. Динозавры, которые до потопа представляли 5-10% видов животных, найденных в форме ископаемых, после окончания катаклизмов составили уже 80%.

14 марта умер астрофизик Стивен Хокинг (Stephen Hawking). Его последнее исследование, опубликованное посмертно в конце апреля, оставляет нам в наследие вселенную, лишенную одной из своих самых острых проблем — вечной инфляции. Речь идет о гипотезе, в рамках которой считается, что вселенная при своем появлении  расширилась за долю секунды, спровоцировав рождение новой вселенной с относительно новой инфляцией. И так далее, в ходе бесконечного процесса появления вселенных. Хокинг до самой своей смерти работал над альтернативной гипотезой, озаглавив последнюю статью «Плавный выход из вечной инфляции?» (A Smooth Exit from Eternal Inflation?). Вопросительный знак в конце остается в напоминание о том, что это только гипотеза. Однако даже польза сомнения уже является прекрасным подарком. Последним перед расставанием с ученым.          

Такой маленький посланник со столь огромным сообщением. Детектор «АйсКьюб» (IceCube) в Антарктиде уловил нейтрино IC-170922A, поведав нам историю продолжительностью в пять миллиардов лет. Именно столько времени путешествовала частица, избежав огромной черной дыры, двигаясь в направлении Ориона. Исследователи не смогли бы расшифровать этот сигнал без помощи других 15 опытов на Земле и в космосе, описавших происходящий катаклизм после анализа излучений гамма-лучей, то есть фотонов с высочайшим уровнем энергии. Даже если «поимка» нейтрино восходит к сентябрю 2017 года, то публикация данных его «допроса» состоялась 12 июля. Это новый этап развития так называемой многоканальной астрономии, использующей множество инструментов, чтобы наблюдать этот уникальный феномен.

Он суше самой сухой пустыни на Земле. Но что-то указывает на то, что когда-то на Марсе было много воды. Русла высохших рек и следы ручьев были замечены на поверхности планеты космическими зондами. В этом году итальянский радар Марсис (Marsis), находившийся на орбите вокруг Красной планеты на зонде межпланетной станции «МарсЭкспресс» (MarsExpress), обнаружил первое доказательство существования на ней воды в жидкой форме. Марсианское озеро находится не на поверхности, терзаемой ветрами и космическими лучами, а подо льдом толщиной в полтора километра рядом с его южным полюсом. Итальянское на 99% открытие, в котором приняли участие молодые исследователи, занятые в проекте на непостоянной основе, заслужило место на обложке журнала «Сайенс» (Science) 25 июля. Руководителя группы Роберто Оросеи (Roberto Orosei), пригласили рассказать об этом на церемонии вручения Нобелевской премии в Стокгольме.  

И даже еще удивительнее. Человек разумный и неандерталец. Неандерталец и Денисовский человек. Между нашими предками происходило достаточно разнообразное спаривание. Подтверждение этому появилось 22 августа в публикации журнала Nature: одна женщина 90 тысяч лет назад, обнаруженная в пещере в Сибири, обладала ДНК, очевидно свидетельствовавшим о ее гибридном происхождении. Мать этой женщины была неандерталкой, а отец — Денисовским человеком. Выяснилось также по прошествии некоторого времени и благодаря ряду открытий, что встречи между человеком разумным и неандертальцами, раньше считавшиеся случайными, происходили часто и регулярно, и даже до сих пор — как оценивают ученые — около 2% генома европейцев и азиатов составляет наследие наших древних предков. Даже форма черепа — как пишет журнал «Каррент Байолоджи» (Current Biology) 13 декабря — зависит от наших далеких предков: обладатели удлиненной формы должны благодарить за нее неандертальцев.

Как появился в пещере этот бык? Пузатый, на тонких ногах, с полосой охры, выделяющейся сбоку (вероятно, стрелой) — этот бык, нарисованный на скале, считается первым образцом изобразительного искусства и был создан 40 тысяч лет назад. С первого взгляда он представляется просто цветным пятном, и выявить в нем рисунок можно далеко не сразу. Однако мы находимся в пещере Лубанг Джериджи Салех в Борнео, где тысячи наскальных предметных рисунков, самых древних, были найдены в последние несколько лет. Так, группа австралийских ученых решила опубликовать свои наблюдения в журнале Nature 7 ноября. В этом году был найден первый рисунок в Южной Африке. Ему 73 тысячи лет, но это не предметная живопись: эту сеть горизонтальных и вертикальных линий можно сравнить с решеткой хэштега.  

60% зондов, пытавшихся приземлиться на Марс, разбились о его поверхность. Поэтому 26 ноября, когда «ИнСайт» (InSight) вошел в атмосферу красной планеты и приступил к приземлению (так называемым шести с половиной минутам ужаса), ученые НАСА крепко вцепились в кресла. Все прошло в соответствии с инструкциями, и американское космическое агентство подтвердило свои особые отношения с Марсом (только ему принадлежат успешные «примарсения»). Первые фотографии продемонстрировали зонд с развернутыми солнечными панелями, расположившийся на нагорье Элизиум, а в нескольких сотнях метров — термический щит и парашют, благодаря которым было осуществлено приземление. Миссия «ИнСайт», запланированная на весь 2019 год, состоит в том, чтобы фиксировать землетрясения, происходящие на Красной планете.

Еще никогда раньше зонд не наблюдал Солнце со столь близкого расстояния. В 27 миллионах километров от него температура уже достигает тысячи градусов (а ближе — уже 1300). «Паркер Солар Проуб» (Parker Solar Probe), инструмент НАСА, 8 ноября сфотографировал корону, состоящую из частичек заряженной электричеством плазмы, превратившуюся в своего рода огненный язык из-за эффекта солнечного ветра. Однако вылетевший 12 августа «Паркер Солар Проуб», результат проекта, задуманного целых 60 лет назад, доберется до расстояния в шесть миллионов километров в 2024 году, двигаясь с максимальной скоростью в 190 километров в секунду (еще один рекорд). Самая большая загадка, связанная с нашей звездой, состоит в том, почему корона в 300 раз горячее поверхности. Однако зонд должен будет также установить, каково происхождение огромного ускорения солнечного ветра.         

Вылет состоялся 8 декабря. Направление корабля — темная сторона Луны. Китай планирует приземлить на ее поверхности луноход, чтобы осуществить очередное научное открытие года. Робот-исследователь называется «Чанъэ-4» в честь богини Луны из китайской мифологии. Он достигнет спутника, вероятно, в январе, осуществив прилунение в одной из наиболее неровных зон: кратере Кармане, недалеко от южного полюса, где один из самых крупных и древних астероидов поразил наш спутник. По данным пекинских СМИ, цель миссии — посадить картофель и другие семена в лунной почве. Цель амбициозна, учитывая, что постоянная темнота и температура около —173 градусов затруднят даже снабжение зонда энергией.