И снова конец света. К весне физики снова попробуют включить коллайдер на границе Франции и Швейцарии
Глобальный экономический кризис не помешал научному миру в уходящем году совершить несколько революционных прорывов. Не помешает он бурному развитию науки и в следующем году. К такому выводу пришли научные обозреватели нескольких авторитетных изданий, таких как Time, Science, Guardian, по традиции публикующие в конце года свои варианты рейтингов крупнейших открытий уходящего года и прогнозы на год грядущий.
2008 год принес хорошие результаты в медицине – в области исследования стволовых клеток и расшифровки генетических изменений, которые ведут к раковым заболеваниям. Физикам удалось создать новый вид сверхпроводников, который может оказать существенное влияние на промышленность уже в ближайшем будущем. Астрономы впервые разглядели планеты у других звезд – ранее их существование на страницах многочисленных произведений фантастов ничем на практике не подтверждалось.
Следующий год обещает новые открытия в области стволовых клеток, которые являются главной надеждой в борьбе раком, заболеваниями нервной системы, например, болезнью Альцгеймера. 2009 год также станет временем для жарких дискуссий о глобальном потеплении, которое никак не торопится наступать несмотря на настойчивость пессимистов. На радость любителям порассуждать о глобальных катастрофах в следующем году ученые все таки обещают запустить на полную катушку Большой адронный коллайдер.
УЧЕНЫЕ ОСВАИВАЮТ ПРОГРАММИРОВАНИЕ ГЕНОВ
Вечная память. Расшифрован геном давно вымерших неандертальцев
Генетическое программирование – главный научный прорыв уходящего года. Ученым давно известно, что стволовые клетки, из которых на начальной стадии своего существования состоит эмбрион, со временем способны превращаться в клетки многих тканей организма. Именно поэтому стволовые клетки считаются самым перспективным направлением современной медицины – их можно использовать для восстановления нервных тканей спинного мозга, для борьбы с наследственными заболеваниями. Органы, выращенные для трансплантации с использованием стволовых клеток пациента, после пересадки не будут вызывать отторжения.
Ранее для получения этих "волшебных" клеток приходилось убивать эмбрионы, поэтому во многих странах такие исследования были запрещены из этических соображений. Однако в этом году ученым удалось освоить технологию управления клетками настолько, что стало возможным превращать зрелые клетки обратно в стволовые. Ранее подобные эксперименты также имели место, однако в них использовались ретровирусы, в перспективе способные вызывать в клетках раковые заболевания. Новые методы исключают подобный риск. Вершиной исследований в этой области стал эксперимент японских ученых, в ходе которого клетки поджелудочной железы мыши одного типа были превращены в другой тип.
Летом 2008 года ученые из Гарвардского университета совершили очередной революционный шаг в этих исследованиях. Им удалось перепрограммировать клетки кожи 82-летней пациентки, страдавшей от расстройства двигательных функций, в стволовые, а затем еще раз перепрограммировать их, превратив их в клетки спинного мозга.
Не менее революционным открытием в области биологии стала первое видеоизображение развития эмбриона, полученное немецкими учеными. С помощью лазерного сканирования они отследили движение 16 тыс. клеток зародыша одного из популярных видов аквариумных рыб. Затем с помощью компьютерного моделирования был создан соответствующий видеоряд.
Есть чем похвастаться и генетикам. С тех пор как был полностью расшифрован геном человека, подобная процедура стала возможной практически для любого биологического организма. В том числе и для тех, которые в природе уже не встречаются. В 2008 году удалось расшифровать геном неандертальца и на 80% завершить расшифровку генома мамонта.
БОЛЬНЫМ РАКОМ ПОДБЕРУТ ЛЕКАРСТВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕНОВ
В 2008 году генетики сделали несколько серьезных шагов в борьбе с раковыми заболеваниями. Удалось значительно расширить перечень генетических мутаций, которые приводят к появлению раковых опухолей, и определить, какие именно гены отвечают за рост опухоли и появление метостаз.
Наиболее революционным открытием в этой области стала первая полная расшифровка генома человека, больного раком, осуществленная учеными из Вашингтонского университета. "В прошлом мы работали с отдельными частями генома, наблюдая мутации, – пояснил руководитель исследования Тимоти Лей. – Но полностью геном больного раком был изучен впервые".
Добиться успеха удалось, сравнив ДНК здоровых клеток и ДНК зараженных клеток 50-летней пациентки, которая страдала от тяжелой формы лейкемии и умерла еще до того, как исследование было завершено.
Всего ученые обнаружили 10 видов мутаций. Ранее были известны, хотя и не считались полностью изученными только 2 из них. Остальные стали откровением для ученых. Сложив полученные в ходе исследования данные с результатами предыдущих исследований, ученые теперь с большей определенностью предполагают, что некоторые люди рождаются с генетическими ошибками, которые и предопределяют их подверженность онкологическим заболеваниям.
По мнению британского исследователя рака Кэт Арни, открытие американских ученых носит абсолютно революционный характер и может во многом изменить способы лечения онкологических заболеваний в будущем. Благодаря ему, в будущем ученые смогут создавать лекарства в зависимости от конкретных генетических особенностей пациента и более эффективно определять, помогает ли лекарство тому или иному пациенту.
АСТРОНОМЫ УВИДЕЛИ ПЛАНЕТЫ У ДРУГИХ СОЛНЦ
Мечта фантастов. У других звезд все-таки есть планеты
Наличие планет у других звезд всегда считалось чем-то само собой разумеющимся. Раз у нашего Солнца их целых 8 (с учетом недавнего понижения в статусе Плутона), то почему бы и другим звездам не обладать своими планетами? Во всяком случае, все фантасты на протяжении последнего столетия спокойно фантазировали о множестве планету у других звезд во Вселенной.
Загвоздка заключалась в том, что подтвердить существование этих планет фактически никак не получалось. В первую очередь из-за того, что планеты обладают крайне слабым светом, который заглушается излучением звезд. В 2008 году ситуация в корне изменилась. Орбитальный телескоп Hubble помог американским ученым рассмотреть планету около звезды Фамальгаут на расстоянии 25 световых лет от Земли. А используя сверхмощные телескопы Keck и Gemini ученые получили четкие изображения трех планет у одной из звезд в созвездии Пегаса, которая находится ни много ни мало на расстоянии 130 световых лет от Земли.
Физики не сильно отстали от астрономов, открыв новое семейство сверхпроводников – материалов, которые при определенной температуре полностью или почти полностью теряют электрическое сопротивление и в таком состоянии способны проводить электроток без потерь. До сих пор эффективными считались высокотемпературные сверхпроводники, произведенные из меди и соединений кислорода. Они теряли сопротивление при температуре не ниже 138 градусов выше абсолютного нуля. Однако в этом году японским ученым из Токийского университета удалось создать новый тип сверхпроводников на базе соединений железа с температурой потери сопротивления 55 градусов выше абсолютного нуля.
Прорыв. Новые сверхпроводники изменят мировую электронику
Еще одним достижением физиков, которое может иметь практическое воплощение стало создание нового типа катализаторов на базе фосфора и кобальта, в присутствии которых облегчается электролиз воды. Ранее наиболее эффективные катализаторы производились из дорогих материалов, например, из платины. Возможность существенного удешевления катализаторов делает возможным более массовое использование воды в качестве электрического аккумулятора. Ведь при электролизе воды выделяется водород, которые может сжигаться в топливных элементах и превращаться в электричество.
ВСПОМНИТЬ ГАЛИЛЕЯ И ДАРВИНА
Следующий год будет дважды юбилейным для мира науки. 400 лет назад – в 1609 году Галилео Галилей впервые использовал телескоп для того, чтобы посмотреть на звезды. Несмотря на то, что оборудование было по сути примитивным, оно все же позволило рассмотреть поверхность Луны и обнаружить спутники Юпитера. Итоги своих наблюдений Галилей изложил в первом астрономическом трактате "Звездный вестник". А в 1859 году был издан еще один научный труд, который во многом определил развитие современной науки – "Происхождение видов" Чарльза Дарвина.
Эксперты сходятся во мнении, что 2009 год вряд ли принесет столь же значимые открытия, однако несмотря на экономический кризис, охвативший планету, большинство основных направлений современной науки будут планомерно развиваться. Для некоторых из них следующий год может принести много громких событий.
Например, в США биологи возлагают большие надежды на труды биолога Крейга Вентера, который уже 10 лет занимается синтезом искусственной жизни. Не исключено, что в 2009 году он наконец представит миру свое творение, которое может стать подлинной научной революцией. Речь идет о простейшей бактерии, которая будет собрана в лаборатории по генам. Для нее уже даже придумали название Mycoplasma laboratorium. Научившись создавать живых существ по заранее определенным параметрам, ученые вплотную приблизятся к эпохе киборгов, о которой так давно говорили фантасты.
2009 год может стать решающим в исследованиях стволовых клеток. Приход к власти в США либерального Барака Обамы может означать большую свободу для американских ученых в исследованиях подобного рода. 8 лет правления Джорджа Буша стали для них настоящей эпохой застоя – республиканцы запретили исследования стволовых клеток из моральных соображений. Эти клетки извлекаются из зародышей, которые теоретически могли бы развиться в нормальные человеческие организмы. В своей предвыборной программе Обама утверждал, что готов дать зеленый свет перспективным исследованиям, которые могут принести лекарства от смертельных болезней. Стволовые клетки в таком контексте — вне конкуренции. Теоретически стволовые клетки могут использоваться для борьбы с многими болезнями, которые ранее считались неизлечимыми.
2009 ГОД ПРОЙДЕТ ПОД ЗНАКОМ ЭКОЛОГИИ
"Зеленый мегаполис". В мире появится первый экологичный город
Одной из главных тем 2009 года обещает стать экология. Сторонники активной борьбы с глобальным потеплением выглядят в последнее время несколько обескураженными. Согласно компьютерному моделированию, 2007 и 2008 года должны были принести жуткие ураганы, по сравнению с которыми легендарная Катрина, уничтожившая Новый Орлеан, показалась бы детским садом. При этом уровень воды в мировом океане уже должен был ощутимо измениться, а среднегодовая температура – резко повыситься. Однако этого не происходит. Голоса скептиков, утверждающих, что глобальное потепление – вовсе не то, о чем принято говорить в последние годы, начинают звучать все громче.
Тем не менее, "зеленые" технологии, призванные спасти планету от призрачной угрозы продолжают бурно развиваться. В 2009 году будет завершен начальный этап постройки первого на планете экологически чистого города Масдар в ОАЭ неподалеку от столицы страны – Абу-Даби.
Масдар (в переводе с арабского – источник), который является проектом Всемирного фонда дикой природы и агентства по экологическому консалтингу BioRegional, будет представлять собой 6 кв. км жилых кварталов, возведенных с использованием только экологически безопасных технологий. Всю энергия для нужд города дадут солнечные панели и ветрогенераторы, в роли транспорта выступят электромобили. В город будут допускать только компании с экологически чистым производством, а количество отходов на свалках сократят до минимума благодаря самым совершенным технологиям повторной переработки. Использование воды на душу населения разработчики проекта планируют сократить вдвое благодаря повторному использованию сточных вод.
Подтаяло. Глобальное потепление останется темой №1 в науке
К 2010 году в Масдар въедут первые 2 тыс. жителей. В перспективе город сможет принять около 50 тыс. Город только на первый взгляд кажется забавным экспериментом. В будущем для по-настоящему эффективной борьбы с глобальным потеплением сегодняшние грязные мегаполисы должны будут уступить место таким городам, построенным по образцу Масдара, считают власти ОАЭ. Масдар — ключевая часть экологического проекта, на который в стране выделено $15 млрд.
И конечно, говоря о научных перспективах 2009 года, нельзя не упомянуть о Большом адроном коллайдере. Одно из самых ярких событий уходящего года – запуск БАК по сути не состоялось. И дело вовсе не в том, что обещанный желтыми СМИ конец света в результате работы "адской машины" не состоялся, а в том, что ученые так и не успели получить ощутимых результатов от работы БАК. Коллайдер сломался, и на его ремонт потребует $21 млн. Так что конец света откладывается на весну или даже лето 2009 года. Читатели бульварных газет снова замрут в ожидании "черной дыры"на границе Швейцарии и Франции, которая поглотит планету, а ученые будут с нетерпением ждать еще одного шага к загадкам мироздания.