Минулий рік був багатим на наукові події. Встановлення світових рекордів, дослідження космічного простору, вагомі відкриття у галузі генетики, мікробіології та фізики елементарних частинок, ознаки незворотної зміни клімату на планеті, – все це відбулося у 2012 році. Розглянемо 10 найцікавіших наукових історії минулого року услід за авторитетним американським виданням Scientific American.
10. Відчайдухи підкорюють вершини і низини
Буквально можна ствердити, що наука і технології досягнули у 2012 році водночас найвищих вершин і найнижчих низин. 14 жовтня австрієць Фелікс Баумгартен поставив рекорд найвищого в історії стрибка з парашутом з стратосфери (39,45 км). Цим самим він побив рекорд американця Джо Кітінгера (31,33 км), який незмінно протримався з 1960–го року. Стрибок Баумгартена тривав 9 хв. 3 сек., з яких 4 хв. 22 сек. він провів у вільному падінні. При цьому екстремал досягнув швидкості 1342,8 км/год, ставши першим в історії парашутистом, який подолав швидкість звуку (1236 км/год).
Інше досягнення належить американському кінорежисеру Джеймсу Кемерону («Термінатор», «Титанік», «Аватар»), який на батискафі «Челленджер» досягнув дна Маріанського жолоба – найглибшої точки світового океану (10898 м.). Цим самим він став третьою людиною, яка туди добралася і першою, яка зробила це самотужки. Занурення тривало 7 годин; близько 3 годин Кемерон провів на дні, збираючи зразки грунту для мікробіологічних, геологічних та астрофізичних досліджень. Рекорди Баумгартена і Кемерона стали можливими не лише завдяки сміливості та завзятості їх творців, але й завдяки найсучаснішим досягненням науки і технологій.
9. «Голодна дієта» не продовжує тривалість життя
Дослідження американських науковців з Національного інституту старіння (National Institute on Aging, NIA) на макаках–резус показало, що зменшення калорійності харчування не продовжує тривалості життя. Впродовж 25 років контрольну групу тварин годували на 30% менше звичного. Хоча попередні дослідження на тваринах (зокрема, щурах) засвідчили, що зменшення калорійності харчування уповільнює старіння організму, на піддослідних макаках це ніяк не відобразилося. Дане дослідження спростувало результати попереднього експерименту, поставленого у Національному дослідницькому центру приматів Вісконсина (WNPRC), який виявив, що макаки, які споживають менше їжі, таки живуть довше. Помилка науковців із WNPRC полягала в тому, що тварин годували нездоровою їжею, вміст цукрози в якій досягав 28,5% (на відміну від 3,9% у NIA). Дослідження NIA однозначно продемонструвало, що зменшення вживання нездорової їжі продовжує тривалість життя. Водночас питання, чи зменшення калорійності харчування впливає на старіння організму, досі не має однозначної відповіді.
8. Приватний сектор заполонює вакантні місця NASA
У той час, коли NASA згорнула програму Space Shuttle, a самі космічні човники знайшли останні притулки у музеях авіації («Індевор» – у Каліфорнійському науковому центрі у Лос–Анджелесі, «Атлантіс» – у Космічному центрі ім. Кеннеді у Флориді, «Діскавері» – у Національному музеї авіації і космонавтики Вашингтона, а «Ентерпрайз» – у Національному Морському та аерокосмічному музеї Нью–Йорка), реалізацію мрій щодо польоту людини у космос поступово перебирає на себе приватний сектор. У 2012 році каліфорнійська компанія Space X вивела на орбіту перший приватний космічний апарат Dragon, започаткувавши цим самим еру комерційних польотів у космос. Dragon розроблений так, що він може перевозити не лише вантажі, але й екіпаж до 7 чоловік. Перший комерційний політ людини у космос Space X планує здійснити до 2015 року.
Space X – не єдина компанія, яка взяла на себе місію доставки на орбіту приватних вантажів та «космічних туристів». Її конкуренти – ATK, Blue Origins, DreamChaser та Stratolaunch – заявляють про не менш амбітні проекти. Найамбітнішим, однак, є проект компанії Golden Spike, яка планує здійснити приватний політ людини на місяць. Деталі та строки реалізації проекту поки не розголошуються. Засновників компанії – колишніх директорів NASA Алана Стерна та Джеррі Ґріффіна – не лякає навіть вартість «квитка на місяць», яка досягає $ 750.000.000. Охочі, переконані автори проекту, обов’язково знайдуться.
7. Оприлюднено рецепт смертельного вірусу «пташиного грипу»
Спеціально розроблений вірус, який випадково або згідно з чиїмсь злим умислом покидає стіни лабораторії та спричинює глобальну пандемію, є популярним сценарієм голлівудських бойовиків. У 2012 році група вчених під керівництвом Йошіхіро Каваоки з Університету Вісконсина–Медісона опублікувала статтю з «рецептом» такого вірусу. Ця публікація стала кульмінацією запеклої дискусії про те, чи слід розголошувати результати дослідження.
З часу сумнозвісної «іспанки», яка забрала десятки мільйонів людських життів у 1918 р., вчені побоюються повторення подібної пандемії. Чи не найбільше занепокоєння викликав вірус «пташиного гриппу» H5N1, який десять років тому вбив десятки мільйонів птахів по всьому світу. Наслідки ураження вірусом людей, які контактували з хворими птахами, були смертельними у 60% випадків. На щастя, вірус не розповсюджувався повітрям, залишаючись локалізованим на невеликих територіях.
У 2011 році дві дослідницькі групи незалежно одна від одної визначили, які саме мутації потрібні для того, щоб вірус H5N1 міг поширюватися повітрям. Побоювання, що результатами дослідження можуть скористатися терористи для створення бактеріологічної зброї, спершу утримувало уряд США від дозволу на їх публікацію. Проте перемогла точка зору, що ці результати будуть життєво важливими для вчених всього світу, якщо вірус H5N1 мутує у природніх умовах. 21 червня у журналі Nature вийшла перша з кількох статей з рецептом вірусу.
6. Танення льодовиків Північного Льодовитого океану б’є усі рекорди
16 вересня 2012 року площа льодового покрову над Північним Льодовитим океаном досягнула найменшого показника за усю історію спостережень – 3,4 млн. кв. км. Мінімальна природна площа льодовиків перестала відновлюватися з 2000 року, а з 2007 почала танути надзвичайно стрімко.
Танення льодовиків матиме надзвичайно негативні наслідки для глобальної зміни клімату. По-перше, воно оголює темні води океану, які поглинають значно більше сонячного тепла. Це, у свою чергу, підігріває атмосферу та зумовлює танення нових льодовиків. По-друге, на думку вчених, саме зменшення льодового покрову зумовило різкі коливання погоди взимку у Європі та Північній Америці. Річ у тім, що зменшення площі льодової шапки заставляє висотну струмову течію (швидка стабільна повітряна течія в верхній тропосфері та нижній стратосфері) відхилятися від свого звичного курсу та мігрувати далі на північ або на південь. Саме це викликає чергування днів незвичного холоду та незвичного тепла по обидва береги Атлантики. Крім того, танення льодовиків, на думку багатьох вчених, утворило «зону високого тиску» над Північною Атлантикою, яка не дозволила сумнозвісному урагану «Сенді» повернути в сторону моря та спрямувала його натомість на Нью–Йорк.
5. Верховний суд США майже підтримав медичні ініціативи президента Б. Обами
Закон «Про Захист Пацієнта та Доступні Медичні Послуги» (Patient Protection and Affordable Care Act, ACA) – одна із ключових законодавчих ініціатив президента Б. Обами, яку він обіцяв втілити ще під час своєї кампанії 2008 р. У своєму первісному вигляді законопроект передбачав поширення доступних медичних послуг на понад 32 млн. американців, які не мають медичного страхування; запровадження інформаційних технологій при зборі медичної інформації, що має на меті зменшення лікарських помилок, та оптимізацію витрат у галузі охорони здоров’я, які у 2010 р. сягнули 2,6 трлн. доларів.
Доля закону залежала від висновку Верховного Суду, який мав або підтримати його, або відкинути. 28 червня Суд схвалив більшість положень закону (окрім поширення обов’язкової державної програми страхування MedicAid додатково на 16 млн. людей). Таким чином стартувала наймасштабніша за останні 50 років програма реформування американської системи охорони здоров’я.
4. «Енциклопедія елементів ДНК» – наріжний камінь досліджень геному людини
12 років тому у світовій генній інженерії сталася важлива подія – з’явилася публікація повної нуклеотидної послідовності геному людини (розміщення А, Ц, Г і Т–елементів, які є первинними блоками ДНК). У 2012 році відбувся ще один крок уперед – у світ вийшла «Енциклопедія елементів ДНК», яка не лише містить послідовність нуклеотидів, але й встановлює, за яких умов вони перетворюють в РНК та в яких клітинах. Енциклопедія – підсумок роботи проекту Encode, спрямованого на систематичне дослідження усіх функціональних елементів геному людини. У 2012 році над ним працювали 440 вчених в 32 лабораторіях США, Західної Європи, Японії та Сингапуру, а його сумарний бюджет становив 300 млн. доларів.
Більшість вчених сходяться на думці, що «Енциклопедія елементів ДНК» не є «святим граалем» чи «детальною програмою життя», як її охрестили чимало журналістів. Проте немає сумніву, що вона допоможе пролити світло на чимало фундаментальних загадок життя.
3. Зонд Curiosity приземляється на поверхні Марса
6 серпня 2012 року «Червона планета» прийняла чергового гостя з Землі – дослідницький зонд «Curiosity» («Допитливість»). Елегантне приземлення «Curiosity» в районі Кратера Гейла, яке спеціалісти NASA заздалегідь назвали «сімома хвилинами страху» (натякаючи на високий ризик та чималу вартість проекту), зробило із його інженерів справжніх знаменитостей.
«Curiosity» проведе на поверхні Марса близько двох років. Він має чотири основні цілі: 1. з’ясувати, чи існувало коли–небудь життя на Марсі; 2. отримати докладні відомості про клімат Марса; 3. отримати докладні відомості про планетологію Марса; 4. здійснити підготовку до висадки людини на Марс. Незважаючи на те, що місія зонду лише розпочалася, він уже встиг знайти русло стародавньої ріки, а також отримати сліди (поки що офіційно непідтверджені) вуглецю у грунті Марса, який є одним з ключових елементів загадки, чи існувало коли–небудь на «Червоній планеті» життя.
2. Виявлення «божественної частинки» – ще один крок до розгадки проблеми походження Всесвіту
4 липня 2012 року фізики, які працюють на великому адронному коллайдері святкували справжнє свято. Приводом стало відкриття елементарної частинки, більшість параметрів якої відповідають т. зв. бозону Гіґґса – елементарній частинці, яка у Стандартній моделі відповідає за масу. Гіпотеза про існування такої частинки була зроблена Пітером Хіггсом ще у 1960 році на основі механізму спонтанного порушення електрослабкої симетрії. Відтоді саме бозон Гіґґса був тим невловимим елементом, якого фізикам бракувало для завершення Стандартної моделі – теоретичної конструкції, яка описує взаємодію усіх елементарних частинок та вважається чи не найдовершенішою теоретичною моделлю за усю історію науки. Підкреслюючи важливість бозону Гіґґса, американський фізик, лауреат Нобелівської премії 1988 року Леон Ледерман навіть назвав його «божественною частинкою». Хоча остаточного підтвердження того, що виявлена частинка є саме «бозоном Гіґґса», ще немає, багато вчених вірять, що 4 липня 2012 р. може стати золотою сторінкою в історії фізики.
1. Ураган «Сенді» атакує Північно–Східне узбережжя США
Потужний тропічний циклон «Сенді», який наприкінці жовтня пронісся Ямайкою, Кубою, Багамськими островами, Гаїті та Флоридою, завдавши найбільших спустошень Північно–Східному узбережжю США, показав усі масштаби загрози від глобального потепління. Важливим фактором, що спричинився до виникнення урагану, стало танення арктичних льодовиків. Крім того, як зазначає Джеймс Франклін, директор Національного центру ураганів (National Hurricane Center), «додаткове підсилення він отримав від ненормально теплих вод, якими проліг його маршрут». Особливої руйнівної сили ураган «Сенді» набув через поєднання кількох несприятливих факторів, зокрема припливу та холодного західного штормового вітру. Завдавши збитків на 50 млрд. дол. та забравши 250 життів, він чітко продемонстрував, наскільки вразливими є мегаполіси Північно–Східного узбережжя США. Проте найважливішим його уроком стало те, що він чітко показав, що в умовах глобальної зміни клімату такі катаклізми відбуватимуться дедалі частіше. Це, у свою чергу, вимагає пошуку шляхів протидії подібним катастрофам та зміни мислення щодо взаємодії людини та природи в цілому.
Євген ЛАНЮК
01.02.2013