ТОП-5 научных событий 2015 года, которые изменят мир

В этом году произошло немало выдающихся научных событий, которые кардинально изменят многие принципиально важные сферы нашей жизни. "ДС" отобрала самые важные из них, значимые не только в рамках отдельной страны, но и для мировой науки в целом. Речь идет прежде всего об освоении космоса, раскрытии тайн иных планет, а также здоровье и долголетии землян.

Космос

Событие: Если прошлый год ознаменовался высадкой на комету, то 2015-й войдет в историю космоса как год миссии "Новые горизонты". Проект по изучению Плутона, который обошелся NASA в $720 млн, эксперты сопоставляют по значимости с высадкой людей на Луну. В июле аппарат New Horizons прошел на расстоянии 12,5 тыс. км от Плутона. Его основная задача — изучение дальних планет Солнечной системы, а главная цель — исследование Плутона и его крупнейшего спутника Харона, представителей древнейшего пояса Койпера.

В чем его уникальность: Впервые созданное человеком летательное устройство приблизилось к объекту из пояса Койпера — очень старой и малоизученной части Солнечной системы. Плутон — единственная из официально признанных Международным астрономическим союзом планет Солнечной системы, к которой еще не приближался космический аппарат с Земли. New Horizons сделал множество снимков и отправил на Землю огромный объем ценной научной информации, которая сейчас изучается и будет продолжать исследоваться в течение всего следующего года. Плутон и его спутник Харон образуют уникальную пару. Харон лишь вдвое меньше Плутона по размерам и только в семь раз легче. Такие характеристики позволяют называть систему Плутон-Харон двойной, или бинарной планетой. Кстати, до обнаружения Харона самой крупной парой планета-спутник была система Земля-Луна. Изучение пары Плутон-Харон покажет, как формируются планеты в бинарных системах звезд.

Почему это важно: Миссия должна раскрыть тайны формирования и эволюции Солнечной системы: на Плутоне, одной из старейших планет, очевидно, сохранились остатки вещества, из которого он образовался. Изучив его состав, можно будет понять, как появились другие планеты Солнечной системы, органическая материя и биосфера, все, что нас окружает. Понимание таких процессов позволит, в частности, смоделировать будущее Земли.

Технологии

Событие: В апреле после двух лет модернизации специалисты Европейской организации ядерных исследований CERN вновь запустили Большой адронный коллайдер, мощнейший в мире ускоритель заряженных частиц, расположенный на границе Франции и Швейцарии. Обновление БАК, которое обошлось в $185 млн, включило не только усовершенствование самого ускорителя, что позволило разгонять частицы до более высоких энергий, но и модернизацию оборудования для всех основных экспериментов: ALICE, CMS, ATLAS и LHCb. Их датчики обрели более высокую чувствительность и разрешающую способность. Помимо замены части оборудования системы управления на более современное, проведена реконструкция сигнальных, силовых кабелей, протонных синхотронов,  элементов системы вентиляции туннеля ускорителя и других необходимых для работы компонентов.

В чем его уникальность: БАК стал вдвое продуктивнее, это позволило сталкивать элементарные частицы с рекордной на сегодня скоростью 13 тераэлектронвольт.  Большой адронный коллайдер является самым мощным ядерным реактором в мире. Только здесь могут образовываться микроскопические черные дыры и проходить не менее интересные процессы, аналогичные тем, которые рождаются во Вселенной. 

Почему это важно: Исследователи надеются, что коллайдер поможет раскрыть большинство секретов Вселенной, а также произвести множество интереснейших научных открытий. При прошлом включения БАК физики нашли доказательства существования бозона Хиггса, частицы, существование которой теоретически предсказывала Cтандартная модель, но которую до того никто не видел. Ученые также обнаружили новую, неизвестную ранее форму материи, формирующую механизм  квантовой запутанности, который можно использовать  для осуществления квантовой телепортации и мгновенной передачи информации на большие расстояния. Исследования в этой области продолжаются. Более мощная установка поможет также ответить на вопросы по поводу Большого взрыва, образования темной материи, которая, как и бозон Хиггса, существует в теории, но никто не может подтвердить ее наличие на практике. Кроме того, исследователи собираются обнаружить следы суперсимметрии и дополнительных пространственных измерений. Параллельно будет изучаться явление гравитации, проводиться дополнительные измерения пространства-времени.

Медицина

Событие: В США разрешили тестировать на людях метформин. В эксперименте примут участие три тысячи пожилых людей в возрасте 70-80 лет, у которых диагностированы рак, болезни сердца или слабоумие. Авторы исследования — специалисты из разных мировых клиник и лабораторий, возглавляемые учеными из Института геронтологии при Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, собираются доказать, что у людей, принимающих метформин, замедляется процесс старения и останавливается развитие болезней. До того высокую эффективность препарата подтвердили многочисленные опыты на круглых червях Caenorhabditis elegans и грызунах. У лабораторных мышей, получавших метформин, продолжительность жизни возросла на 40%. Что касается человека, то в среднем препарат может продлить жизнь до 120 лет. 

В чем его уникальность: На основе метформина создадут первую в истории медицины революционную вакцину долголетия, которая через несколько лет получит массовое распространение.

Почему это важно: Традиционная медицина лечит болезни, тогда как, по убеждению ученых, ставших инициаторами разработки, нужно бороться с причинами старения, а не с его последствиями — раком, болезнями Паркинсона и Альцгеймера. Эксперимент с метформином не только существенно продлит жизнь человека, но и станет началом медицины будущего, основанной на предотвращении большинства фатальных на сегодня заболеваний.

Генетика

Событие: Исследователи из Медицинской школы Саклера в Тель-Авиве и Калифорнийского университета в Беркли создали методику, благодаря которой можно легко и без вреда для организма человека уничтожать устойчивые к антибиотикам бактерии. Для убийства микроорганизмов ученые использовали бактериофаги, которые не убивают бактерии, но редактируют их геном с помощью технологии CRISPR-Cas. После этого микроорганизмы нейтрализуются и их можно "добить" обычными, относительно безвредными лекарствами.

В чем его уникальность: До того CRISPR-Cas применяли исключительно для коррекции ДНК более крупных организмов — беспозвоночных и животных. Это первая в мире перспективная "генетическая" методика уничтожения бактерий. Технология станет действенным способом вырезать из ДНК микроорганизма участок, обеспечивающий лекарственную устойчивость.

Почему это важно: Все большее число бактерий становятся устойчивыми к антибиотикам: микроорганизмы накапливают мутации, которые делают их нечувствительными к воздействию лекарств. Более того, микроорганизмы передают друг другу гены, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам. Один из способов решить эту проблему, угрожающую жизни людей, — уничтожать бактерии бактериофагами — вирусами, поражающими клетки бактерий. Хотя это эффективная методика, во многих случаях она дает побочные эффекты: вирусы буквально взрывают бактерии, и это может привести к интоксикации организма человека. CRISPR-Cas, действуя с максимальной точностью, просто обезвреживают микроорганизмы. Методика станет одной из альтернатив антибиотикам, которые мало того, что "бьют" по печени, во многих случаях из-за устойчивости к ним бактерий просто не действуют.  

Физика

Событие: Специалисты антарктической лаборатории IceCube Neutrino Observatory обнаружили особые частицы — нейтрино. Предельно легкие, не имеющие электрического заряда, они беспрепятственно проходят через любую материю. Источниками нейтрино являются высокоэнергетические события во Вселенной: взрывы сверхновых, черные дыры и прочие аналогичные процессы. Гигантский поток нейтрино постоянно идет к Земле, пронизывает нашу планету, но "поймать" их ввиду отсутствия взаимодействия с чем-либо непросто. Ученые не только "поймали" нейтрино, но и экспериментально подтвердили такое явление, как нейтринные осцилляции — превращение нейтрино одного типа в другой (всего их три разновидности). Осцилляция, в свою очередь, возможна лишь при наличии у частицы массы (ранее считалось, что нейтрино невесомы). Нобелевская премия этого года по физике присуждена именно за экспериментальное подтверждение нейтринных осцилляций. Ее получили Такааки Кадзита из Университета Токио и Артур Б. Макдональд из канадского Университета Квинс.

В чем его уникальность: Разгадана загадка с полувековой историей. Ученые не могли понять, почему Земли достигает лишь треть от изначально устремляющегося к ней потока нейтрино. Куда деваются остальные, было непонятно. Как выяснилось, в процессе полета один вид частиц трансформируется в другой.

Почему это важно: Обнаружение массы у нейтрино произведет революцию в области связи. Использование этих частиц повысит скорость передачи информации до 100 бит/с даже на больших глубинах. То есть можно будет исследовать потаенные уголки Земли и океанов. С помощью нейтринного телефона сообщения из США и Европы в Китай, Японию и Австралию достигнут адресатов на 15-20 миллисекунд быстрее, чем по обычным каналам, — напрямую через толщу Земли, а не по кабелям или спутниковой связи. Кроме того, нейтрино помогут понять происхождение темной материи во Вселенной, исследовать дальний космос, найти новые астрономические объекты и создать средства связи с инопланетянами.