Смайващите научни открития на 2016 година

Научните открития, постижения и пробиви в различни области в наши дни се случват непрекъснато. И с всяка изминала година научните трудове, статии и патенти се множат и увеличават непрекъснато. Сред тази огромна "върволица" от открития обаче понякога е трудно да се ориентираме кои са най-значимите, кои носят сериозен потенциал и кои всъщност са просто малка крачка напред.

В следващите редове ще опитаме да извадим няколко примера за сериозни научни пробиви, които се случиха само през настоящата 2016 година. За някои от тях със сигурност вече сте чували, а обединяващият фактор в списъка със сигурност попада в графата на "забележителните открития".

 

Генетичната мутация, довела до появата на многоклетъчните

Може би много от нас са си задавали въпроса, как и кога всъщност се е случил преходът от едноклетъчните форми на живот на планетата Земя към по-сложните организми. Това е фундаментален въпрос, на който науката се стреми да даде отговор от години.

През настоящата 2016-а обаче група учени успяха да изолират древна молекула, наречена със странното име GK-PID, която според специалистите е предизвикала истинска революция. А именно - накарала е едноклетъчните организми да започнат да еволюират в сложни многоклетъчни. И това се е случило в периода преди около 800 милиона години.

Молекулата представлява нещо като миниатюрен "пастир", способен да принуждава клетъчните хромозоми да се събират в купчини, а след това около тях да се образува вътреклетъчна (ядрена) мембрана. Освен всичко останало този процес позволява на клетките да се размножават правилно, а не да се израждат в ракови.

 

Това пленително откритие обаче допълнително доказва, че древната версия на гена GK-PID не е действала по съвсем същия начин, както действа при днешните организми. И единствената причина, поради която той се е превърнал в нещо като "подтикващ тълпата полицай", се дължи на една-единствена генетична мутация, която се е разпространила. И най-вероятно означава, че днешният живот на планетата е плод на една-единствена, специфична мутация. Дали е случайна или не - това е съвсем друг въпрос.

 

Откриването на най-голямото просто число

През януари тази година математици оповестиха за съществуването на откритото от тях най-голямо просто число, намерено в резултат на проекта Great Internet Mersenne Prime Search. Новият рекордьор в тази може би изглеждаща за вас странна област се изписва така - 2^74,207,281 -1.

Сега вероятно се питате още защо всъщност някой си прави труда да се занимава с цели проекти, посветени на търсенето на такива числа? Една от причините е модерната криптография. Тя използва Мерсенови прости числа (от които досега са открити едва 49), както и други сложни числа с една-едничка цел - да кодират данните така, че да бъдат непробиваеми.

 

Новото просто число държи към момента всички рекорди в областта и освен това е с цели 5 милиона знака по-дълго от своя предшественик! Общият брой цифри в него е приблизително 24 милиона, което прави името 2^74,207,281 -1 единствения познат практически начин за изписването му. Иначе представяте ли си да пишете всеки път число с 24 милиона знака?

 

Доказателството за деветата планета от Слънчевата система

Преди откриването на Плутон през 20-и век са съществували теории за девета планета, наречена още тогава планетата Хикс. Астрономите са вярвали, че тя се намира отвъд орбитата на Нептун заради гравитационни влияния, които биха могли да бъдат предизвикани единствено от голям и масивен космически обект.

С появата на Плутон на хоризонта повечето астрономи сметнали, че са открили причината за тези влияния, но въпреки това точните изчисления били недостатъчни, за да се изравнят с големината на отклоненията.

Днес вероятно знаем причината за това, че "уравненията ни не излизат". Учени от Калифорнийския технологичен институт представиха доказателство, че нарушенията в орбитата на крайните планети се дължат на истински голяма девета планета, която има орбитален период от цели 15 000 години.

Астрономите, публикували това откритие, са изчислили, че съществува само около 0.007% шанс (или около 1 към 15 000) тези влияния да са случайни. Куриозното е обаче, че въпреки всички тези точни изчисления планетата Девет все още остава хипотетична, защото никой не я е видял и заснел с оптичен или радиотелескоп.

Когато тя бъде видяна (според учените скоро), нейната орбита и маса ще бъдат изчислени с точност, но се очаква масата и да бъде между 2 и 15 пъти по-голяма от тази на Земята, а орбитата й да е толкова отдалечена от Слънцето, че се оценява на 200 до 1600 астрономически единици (AU).

 

Уточнение: 1 астрономическа единица представлява средното аритметично на минималното и максималното разстояние на Земята до Слънцето (афелий и перихелий) или е равна на приблизително средното разстояние между тях. Това е около 150 милиона километра. Сметнете сега сами на какво разстояние би могла да се намира планетата Девет (150 милиона по 1600). Ще помогнем - числото е около 240 000 000 000 километра.

 

Вечен носител на информация

Знаем от физиката, че всяка материя с течение на времето деградира, руши се и се разпада, затова е невъзможно да запишете информация на нещо, което ще живее вечно. Но все пак донякъде този проблем може да се окаже преодолим и ако не вечно, то поне да е записана за толкова дълъг период време, че от човешка гледна точка да ни се струва като цяла вечност.
Откритието е направено от учени от университета в Саутхямптън. Те успешно са използвали стъкло със специална наноструктура и след това са разработили процес за записване и извличане на данни от него.

Съхраняващото устройство представлява малък стъклен диск с размер на монета, който може да запише около 360 терабайта информация, която остава непокътната дори при температури от 1000 градуса по Целзий! Това означава, че ако съхраним такова нещо в обичайните библиотеки за книги с постоянно поддържаща се температура и влага, то дискчето може да се запази за около 13.8 милиарда години! Или горе-долу за същото време, откогато съществува нашата Вселена!

 

Информацията, записана на диска, е възможно да бъде запечатвана и четена чрез използването на ултрабърз лазер, работещ с много кратки и интензивни импулси. Всеки файл е записан в три слоя (точки) от наноструктурата, които се намират само на 5 микрометра една от друга. Когато се чете, информацията се обработва от пет измерения - трите познати ни пространствени измерения, плюс допълнителна информация за размера и ориентацията им.

 

Пещерна риба, която може да се катери по скалите

Това вече звучи много странно и дори вероятно се питате "ама какво толкова"? Работата е там, че науката се опитва от около 170 години насам да научи как точно гръбначните сухоземни животни са еволюирали в тази си форма от блатата и преди това морските си предшественици.

През тази година изследователи от Технологичния институт в Ню Джърси откриха един вид тайванска пещерна риба, живееща в сладки води и вечен мрак - в пещерите. Тя може да се катери с лекота по стените на пещерите и затова е развила същите анатомични способности, каквито имат амфибиите и влечугите. Но е риба!

Това е огромно откритие по отношение на законите за еволюцията и адаптирането на видовете, защото може да помогне на учените да разберат по-добре как пълзящите навън към брега тетраподи са еволюирали от праисторическите риби. Разликата между пещерната риба и останалите видове риби е тази, че могат буквално да "вървят" по сушата. И оттам съответно са развили здрави тазови кости, необходими за катерене.

 

Успехът на SpaceX

Преди броени седмици светът шумя от новината и видеото за кацането на тестова ракета обратно на разположена в океана платформа. Може би сте свикнали да гледате в комикси или фантастични филми как ракетите на смелите астронавти спокойно кацат на някоя чужда планета, но всъщност този процес е невероятно сложен.

Именно заради това държавни агенции като НАСА и Европейската космическа агенция се опитват да разработват ракети, които или да се приводняват безопасно в океана, за да се използват многократно, или дори да кацат на сушата. Иначе досегашните просто след извеждане на полезния товар в орбита се откачват и... изгарят безславно в атмосферата.

 

 

Възможността за успешно кацане на ракета, и то вертикално, означава едно - че тя може да се използва отново, а това пести страшно много пари. Което пък би довело до все по-масово овладяване на Космоса.

Частната компания SpaceX успешно успя да приземи вертикално ракета на 8 април тази година. И на всичко отгоре го направи върху плаваща автоматична платформа без хора на борда. Този успех означава не само спестяване на пари, но и на време между две последователни изстрелвания.
Шефът на компанията, гениалният Илон Мъск, постигна тази цел като междинна по пътя на заложени още по-големи постижения. Неговата мечта е тези полети да се превърнат в частен бизнес, а технологията да бъде предложена и на учените от НАСА, като може да им помогне за все по-бързите темпове на усвояване на Космоса.

 

Кибер имплант движи пръстите на болен човек

Още една новина, която ще обнадежди милиони болни хора по света. Човек, почти напълно инвалидизиран поради заболяване за последните 6 години от живота си, беше способен отново да движи пръстите си и да свири на електронна китара благодарение на имплантирането на специален чип в мозъка.

Изследователи от щатския университет в Охайо успяха да конструират устройство, което, веднъж имплантирано, започва да изпраща сигнали към стоящ наблизо терминал, който транскодира сигналите към електронно устройство, приличащо на ръкав, прикрепено към човешката ръка. От ръкава излизат специални жици, които могат да стимулират чрез електро импулси точно специфични мускули на ръката, така че да се съкращават в реално време.

 

Пациентът е демонстрирал директно способностите на технологията, като е успял да свири на електронна гейм китара и да участва в играта Guitar Hero. Това е била страхотна изненада не само за него, но дори за докторите и учените, участващи в проекта.

 

Стволови клетки помагат на парализирани да ходят

Въпреки че за стволовите клетки и техните възможности се говори от години, до ден-днешен много учени смятат постиженията в тази област за шарлатанство.

Клинично изследване, проведено в медицинския факултет на университета Станфорд, показало интересни резултати. По време на него учените инжектирали човешки стволови клетки директно в мозъка на пациенти, пострадали от инсулт и вследствие с парализирани крайници. Тестовете преминали доста успешно и ако изключим страничните ефекти като леко главоболие, при всички пациенти се наблюдавало сериозно ускорение в процеса на лечение (само за 6 месеца).

 

Обикновено при такива случаи пациентите остават инвалидизирани, но след опитите със стволови клетки хората демонстрирали повишена подвижност, като повечето от тях успели за кратък период време дори да се изправят от инвалидната количка и да успеят да се движат самостоятелно.

 

Въглероден диоксид се превръща в скала

Това заглавие вече звучи много странно. Че защо трябва да превръщаме някакъв си газ в камъни?
Отговорът е прост. Преработката на въглеродните газове е важна част от поддържането на баланса на въглероден диоксид в атмосферата на планетата. Знаете, че заради масовото изгаряне на въглеродни горива натрупването на този газ в атмосферата предизвиква сериозни проблеми като парников ефект и апокалиптични климатични промени.

 

Учени от Исландия може би са открили уникален начин за постоянно прихващане на този вреден газ така, че той да не се отделя в атмосферата и да не ускорява процесите на парников ефект.
Въглеродният диоксид се изпомпва директно във вулканичните скали в Исландия, което де факто ускорява природния процес, при който базалтът (вулканичната скала) се превръща в карбонатни минерали (други видове скали като варовика). Този процес нормално в природата се случва за стотици хиляди години, но исландските учени са успели да го съкратят до едва две!

Резултатът е технология, която буквално пленява въглеродния диоксид в скалите и така той се отлага в тях. Дори хората имат директни ползи от процеса, защото добиват строителен материал, а опасният газ по никакъв начин не отива във въздуха, който дишаме.

 

Втората луна на Земята

Учени от НАСА откриха наскоро голям астероид, който е пленен и позициониран в стабилна орбита около нашата планета. Това автоматически го превръща в постоянен неин компаньон, сателит или... луна!

Всъщност в орбита наистина се намират множество обекти, които постоянно обикалят Земята - космически станции, произведени от човешка ръка спътници, огромно количество космически боклуци. Но на практика имаме само една луна, която можем да видим. А сега НАСА потвърждава наличието на обекта 2016 HO3.

 

Астероидът има орбита доста далеч от Земята и реално от гледна точка на гравитацията е доста повече повлиян от тази на Слънцето, отколкото на Земята. Но на практика той си обикаля в правилна орбита около Земята.

За жалост не трябва да мечтаете за разходка по него някой ден, защото той е относително малък за кацане и на практика е хиляди пъти по-малък от Луната. Размерите му са около 40 до 100 метра в диаметър.

2016 HO3 притежава стабилна орбита не само около Земята, но и около Слънцето. Но според изследванията на Пол Чодас (шеф на отдела на НАСА, отговорен за проследяването на опасните обекти около планетата - Near Earth Objects) само след няколко столетия той ще си замине по своя път и ще престане да бъде "втора луна". И още малко информация - на тази позиция той се намира малко повече от сто години. Преди това вероятно е бил блуждаещ, подобно на своите хиляди събратя из Слънчевата система.