Мислим за 2024 г. като за бурна година, но известна утеха е да знаем, че човечеството вече може да твърди, че знае повече за Вселената отвсякога досега. Като вид ние никога не сме били по-просветени, защото учените винаги научават повече и защото науката винаги е недовършена. Но кои научни открития от 2024 г. се оказаха най-вълнуващи и откровени?
Да се каже това, е донякъде трудна задача.
Понякога има очевиден момент на "Еврика!", чиито промени в парадигмата за човечеството, по-широкия свят или самия Космос са очевидни веднага. Но често това, което може да изглежда като малка стъпка напред в нашето научно разбиране за нещо в настоящето, е просто поредната плочка домино, което пада по пътя към нещо невъобразимо епично и променящо играта.
Независимо дали разширява познанията ни за микроскопичния свят, или трансформира начина, по който възприемаме нашия галактически квартал, всеки напредък е забележителен, пише National Geographic.
Скрити океани в Слънчевата система
Океаните на Земята дълго време се смятаха за уникални. Доколкото учените са успели да разберат, Марс е безжизнена пустиня, Венера е сух вулканичен адски пейзаж, а безбройните ледени луни на Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун са замръзнали светове. Но през 80-те години на миналия век странни електрически сигнали, идващи от спътника на Юпитер Европа, подсказват, че под ледената черупка се крие древен, топъл, солен океан от течна вода.
NASA/JPL-Caltech
Това разкритие ускори изстрелването на мисията Europa Clipper на НАСА – космически апарат, който напусна Земята през октомври 2024 г. с надеждата да проучи от разстояние този океан и да разбере дали в него има шансове за живот.
В наши дни учените не спират да откриват убедителни доказателства за наличието на океани във външната част на Слънчевата система.
Сатурновият Енцелад със сигурност крие още един воден океан, но няколко други са изключително обещаващи кандидати – и през 2024 г. имаме още няколко. През февруари астрономите обявиха, че са открили доказателства за океан, скрит на Сатурновия спътник Мимас. Тогава, през октомври, убедителни данни сочеха към още един океан, погребан в Миранда, луната на Уран.
Намирането на доказателства, че океаните са често срещани в Слънчевата система, има значение. Животът, какъвто го познаваме, обича водата и въпреки че не знаем дали тези водни луни съдържат живот (независимо дали това е микробен, или нещо по-рибно), сега имаме много повече места, където да го търсим в собствения си космически двор, отколкото учените биха могли някога да сънуват.
Картографиран мозък на плодова муха
Вероятно не сте се замисляли много за скромната, понякога дразнещо упорита плодова мушица. Но за много учени това малко създание – Drosophila melanogaster – е един от най-важните видове на планетата. Може да има малък мозък, но извършва много от същите основни неврологични процеси като човешките, независимо дали мухата търси храна, или се "социализира" с друг представител на своя вид. Това означава, че нейният миниатюрен мозък може да ни разкаже за всеки тип мозък, включително нашия собствен.
През октомври мозъкът на възрастна плодова мушица беше детайлно картографиран с 50 милиона връзки между около 140 000 отделни неврона, поставени върху специален вид карта.
Tyler Sloan and Amy Sterling for FlyWire, Princeton University
Церебралната картография на всеки организъм е колкото трудна, толкова и обещаваща.
Как изглежда здравата или нездравословната връзка между мозъчните клетки? Как 3D навигацията е свързана с мозъка? Откъде идва поведението? Какво точно е мисъл или спомен?
Мозъкът на плодовата мушица е значително по-малко сложен от този на човека, но тази карта ще предостави улики, които могат да помогнат на невролозите да разберат какво ви прави това, което сте.
Границата за глобално затопляне от 1,5°C (почти сигурно) ще бъде надхвърлена
В известен смисъл това изобщо не е изненадващо: най-плодотворните източници на парникови газове в света не успяха напълно да спрат производството си и планетата продължи да се затопля с главоломна скорост, носейки със себе си всякакъв вид климатичен хаос. Но тази година за първи път имаше голяма вероятност средните глобални температури да скочат до повече от 1,5°C над прединдустриалните нива.
Често цитираната граница от 1,5°C е донякъде произволна; нищо драматично (освен екстремното време и климатичните конвулсии, на които вече сме свидетели днес) няма да се случи внезапно в момента, в който преминем този Рубикон. Но тази граница все пак има значение.
iStock
Съгласно Парижкото споразумение близо 200 държави се съгласиха да предотвратят повишаването на температурата на Земята над 2°C над прединдустриалните нива, но в идеалния случай искаха да я поддържат под 1,5°C. Колкото по-топла става планетата, толкова по-вредни последици от изменението на климата ще изпитаме; всяко увеличение с 0,1°C на средната глобална температура повишава риска от по-мощни бури, по-продължителни горещи вълни, катастрофални наводнения и т.н.
1,5°C беше желаната цел, но алармените звънци бият по-силно от всякога: ако това повишаване на температурата не бъде обърнато или най-малкото спряно, цялото ни бъдеще ще бъде все по-тревожно от гнева на изменението на климата.
Хората остаряват на скокове
Не е необичайно да се събудим един ден, да се опитаме да завържем връзката на обувката, болезнено да дръпнем нещо в долната част на гърба и изведнъж да се почувстваме много по-стари, отколкото сме били вчера.
Странно, въпреки че наистина стареем всеки ден, учените откриха през август, че човешкото тяло, изглежда, преминава през два бързи етапа на стареене: веднъж около 44-годишна възраст и отново, когато достигнем 60.
iStock
Въпреки че все още не е ясно колко от тези промени са повлияни от промените в начина на живот (хората са склонни да пият много повече по време на често стресиращите си 40 години например), за разлика от чисто биологичните причини, фактът, че остаряваме на етапи, все пак е неочакван.
Сандък с космическо съкровище
"Ние сме направени от звездни неща", казва покойният, велик Карл Сейгън. Това е съвсем буквално вярно, тъй като всички елементи, които ни изграждат, и планетите, и всичко между тях, произлизат от смъртта на безброй древни звезди. Сега сме на ръба да разберем откъде точно идват всички тези звездни неща, благодарение на мисията OSIRIS-REx на НАСА.
През 2020 г. космическият кораб Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification и Security-Regolith Explorer успя да се докосне за кратко до астероида Бену, да открадне част от неговия девствен материал, след което да го пусне обратно на Земята през септември 2023 г. Не за първи път космически апарат взема материя от астероид (Япония е постигнала това два пъти), но 121,6 грама астероидни зърна от OSIRIS-REx са най-голямата проба от девствена материя, извличана някога.
Астероидите са отломки, останали от бурното формиране на Слънчевата система. Тези градивни елементи съдържат не само минералите, използвани за създаването на планетите – включително Земята – но и химията, която е създала нашите морета и океани, и може би дори съединенията, които са зародили първите форми на живот.
Asteroids are the building blocks of our solar system, and this asteroid contains the building blocks of life. Our initial analysis of the 4.5-billion-year-old rocks from asteroid Bennu delivered to Earth by #OSIRISREx shows evidence of carbon and water. https://t.co/Wg3Zq4dxBP pic.twitter.com/dCPcM1ULk4
— NASA Solar System (@NASASolarSystem) October 11, 2023
Тази година учените получиха първия си поглед върху пробата на OSIRIS-REx и са възхитени от това, което им казва: Слънцето е изковано от смъртта на множество звезди – от такива с ниска маса до такива, които са достатъчно големи, за да се взривят като мощни свръхнови; странни молекули в пробата предполагат, че идва от разрушен геологично активен свят; и набор от пребиотични съединения, включително всички видове аминокиселини, бяха открити в този първичен астероид.
Накратко, тази извадка вече пренаписва това, което знаем за произхода на Слънчевата система – и учените са изследвали само един процент от нея. Кой знае какво още има там?
Изкуственият интелект разкрива тайните на белтъците
Тъй като изкуственият интелект (AI) става все по-видима част от живота ни, той се разглежда с повече подозрение, но тази година стана ясно, че той ще помогне да се разкрие как работи самият живот.
През октомври Нобеловата награда за химия беше присъдена на няколко изследователи, участващи в изучаването на белтъците – подобните на кълчища „машини“, които стоят в основата на голяма част от биохимията.
Да разбереш как работят белтъците, означава (наред с други неща) да знаеш как болестите – от малария до Паркинсон – се разпространяват, след което да откриеш начини да ги спреш.
Google DeepMind
Трябва да се отбележи, че двама от тримата получатели на наградата – Демис Хасабис и Джон Джъмпър, и двамата от Google DeepMind – дължат разкритията си на своя AI модел, наречен AlphaFold2.
С безмилостна ефективност този AI успял да предскаже структурата на почти всички 200 милиона белтъка, за които учените са открили, че съществуват – което означава, че учените вече разполагат с инструмент, който може бързо и точно да определи в какви видове белтъци ще участват или резултат от всички видове химични реакции или набори от начални условия.
Способността на учените да декодират толкова много озадачаващи аспекти на биохимията – от антибиотичната резистентност до неврологичните заболявания – никога не е била по-забележителна.
