Мы расскажем о самых необычных научных исследованиях 2020 года по версии издания New Atlas. В список вошли самые удивительные, захватывающие и странные научные новости уходящего года. Со многими из них Вести.Ru уже знакомили своих читателей, и по ссылкам можно найти подробные материалы об этих открытиях.
Человек, который не видел цифр
В 2020 году нейробиологи описали удивительную аномалию. Пациент под псевдонимом RFS, страдающий редким нейродегенеративным заболеванием, потерял способность распознавать цифры от 2 до 9. Вместо них он видел хаотичный набор линий, похожий на картины абстракционистов. При этом RFS отлично различал буквы и другие символы.
Пациент также не мог распознать никакое изображение, нанесённое поверх цифры или достаточно близко к ней. Например, он видел хаотичное нагромождение линий вместо человеческого лица. Однако зона распознавания лиц в его мозге при этом активизировалась как обычно.
Крайне необычный случай стал очередным ярким напоминанием о том, что мысль материальна в самом буквальном смысле слова. За каждое наше умение отвечают конкретные нейронные структуры в мозге, и если их повредить, то навык "выключается".
Говорящая мумия
В уходящем году исследователи воссоздали голос египетского жреца, умершего три тысячи лет назад. Учёные провели компьютерную томографию мумии, чтобы учесть все индивидуальные детали анатомии, влияющие на образование голоса.
Опираясь на эти данные, экспериментаторы распечатали на 3D-принтере модель голосового тракта жреца. Это устройство они подключили к искусственной гортани и динамикам.
Правда, полученная система издавала один-единственный звук, так как искусственный голосовой тракт оставался неподвижным. Однако специалисты надеются со временем научиться более точно воспроизводить голоса умерших.
Женщина, которая мочилась алкоголем
Неожиданным и странным достижением удивили мир и медики. Они зафиксировали первый в истории случай, когда мочевой пузырь человека самостоятельно производил спирт.
В моче 61-летней пациентки, страдающей диабетом, постоянно обнаруживался алкоголь. При этом женщина категорически отрицала употребление горячительного. К тому же этанол не определялся в её крови.
В конце концов учёные выяснили, в чём дело. В мочевом пузыре пациентки жили дрожжи. Её моча из-за диабета была богата сахаром, из которого микроорганизмы производили спирт. Этанол не попадал в кровь женщины и не доставлял ей никаких неудобств, кроме беспочвенных обвинений в алкоголизме.
Эффект бабочки в квантовом мире
В 1952 году Рэй Брэдбери написал рассказ "И грянул гром". Его герой отправляется в прошлое и там случайно наступает на бабочку. Вернувшись домой, он обнаруживает, что мир очень изменился. Из-за этой раздавленной бабочки в конечном итоге не родились какие-то люди, а вместе с ними и все их потомки, и вся история мира потекла по-другому. Крошечное изменение в прошлом вызвало цепь событий, перекроившую настоящее. Это и есть знаменитый эффект бабочки.
Кстати, похожую картину без всяких путешествий во времени рисует известное детское стихотворение "Гвоздь и подкова": "Враг вступает в город, пленных не щадя, оттого что в кузнице не было гвоздя". Математикам и физикам давно известно явление, когда крошечное изменение в настоящем кардинально меняет будущее. Оно называется динамическим хаосом.
В 2020 году исследователи проверили, не происходит ли нечто подобное при квантовом шифровании. Что, если злоумышленник слегка повредит данные? Не изменится ли от этого всё сообщение до неузнаваемости?
Однако моделирование на квантовом компьютере показало: такого не происходит. Небольшое вмешательство, случившееся в прошлом, не меняет настоящее коренным образом. Квантового эффекта бабочки нет. Это значит, что системы квантового шифрования достаточно устойчивы к помехам, будь они случайными или созданными преднамеренно.
Как перепутать рыбу с розой
В уходящем году биологи обнаружили у некоторых людей любопытную мутацию. Её носители могут перепутать запах рыбы с ароматом карамели или розы.
В геноме человека около 400 действующих и более 450 "сломанных" генов, влияющих на обоняние. Учёным ещё предстоит досконально выяснить функции каждого из них. Чтобы разобраться в этом хаосе, исследователи расшифровали ДНК более девяти тысяч добровольцев и заставили их вдыхать разные ароматы. Испытуемый должен был оценить, насколько запах силён и приятен, и попытаться угадать, чем это пахнет.
Оказалось, что носители определённой мутации в гене TAAR5 слабее среднего человека чувствуют запах рыбы. Также они находят этот запах более приятным и чаще путают с другими ароматами. Так, некоторые испытуемые заявляли, что образец пахнет картофелем, карамелью или розой.
Животные, одомашнившие животных
На уходящий год пришлось и другое замечательное открытие в биологии. Учёные впервые обнаружили позвоночных животных, которые завели себе… собственных домашних животных.
Речь идёт о связи рыб вида Stegastes diencaeus с мизидами – мелкими ракообразными. S. diencaeus известны как "огородники", выращивающие себе водоросли на пропитание. Растениеводство и само по себе исключительное явление в дикой природе. Но эти рыбы оказались ещё и животноводами. Они в буквальном смысле одомашнили мизид.
Каждый "плантатор" имеет собственную стаю ракообразных, живущую на его "огороде". Рыба защищает мизид от хищников, а те взамен удобряют её "поля" отходами своей жизнедеятельности.
Учёные уже сталкивались с животными, одомашнившими животных. Например, некоторые виды муравьёв "приручили" тлю. Но впервые такая стратегия замечена у позвоночных (исключая, конечно, человека).
Чёрные дыры как генераторы
В 2020 году физики провели эксперимент, подтверждающий, что сверхцивилизация могла бы использовать чёрные дыры как источник энергии.
В 1969 году британский исследователь Роджер Пенроуз теоретически предсказал существование необычного эффекта. Пусть над самой "поверхностью" (точнее, горизонтом событий) вращающейся чёрной дыры пролетает частица. При определённых условиях всепоглощающий монстр может ускорить эту частицу, отдав ей часть энергии своего вращения. Таким путём можно использовать чёрную дыру в качестве источника энергии. Правда, на практике эта задача по плечу разве что сверхцивилизациям со страниц фантастических романов.
У человечества нет под рукой чёрной дыры для опытов. Но в 1971 году советский физик Яков Зельдович предложил несколько более реалистичный эксперимент для проверки теоретических выводов Пенроуза. В нём роль частиц играет свет, а роль чёрной дыры – вращающийся цилиндр. Правда, чтобы эффект достиг измеримой величины, этот цилиндр должен делать миллиард оборотов в секунду, а это требование из области фантастики.
В 2020 году учёные нашли изящный выход: они заменили свет звуком. Вращающийся диск придавал звуковой волне дополнительную энергию, как это происходило бы со светом вблизи цилиндра в схеме Зельдовича и с частицей вблизи чёрной дыры в расчётах Пенроуза. Предсказания теории блестяще подтвердились. Это означает, что из чёрных дыр действительно можно извлекать энергию способом, предложенным Пенроузом. Остаётся пустяк: стать сверхцивилизацией.
Экология и бегемоты наркобарона
Виды, занесённые человеком в чуждые им экосистемы, обычно считаются источником бед. И такая точка зрения не лишена оснований. Однако недавно экологи сделали неожиданный вывод: иногда такая небрежность человека может пойти на пользу природе.
В 1993 году в результате спецоперации был застрелен колумбийский "кокаиновый король" Пабло Эскобар. В пруду на его ранчо жили четыре гиппопотама. Оставшиеся без присмотра животные вырвались на волю и размножились. Теперь во всех крупных реках страны живут бегемоты, их общее количество оценивается в 80–100 особей.
Гиппопотамы никогда не водились в Южной Америке, и обычно считается, что их вторжение вредит местной экологии. Однако на сей раз учёные усомнились в этом.
Эксперты обратили внимание, что некогда на этом континенте водились собственные крупные млекопитающие. Так, вымершие гигантские ламы были похожи на бегемотов по размеру и рациону. А другие крупные звери были полуводными, как и гиппопотамы. Все эти виды вымерли по не до конца выясненным причинам (возможно, всему виной первобытные охотники).
Возможно, говорят биологи, нынешние бегемоты займут в экосистемах континента давным-давно пустующую экологическую нишу, что принесёт природе пользу, а не вред.
Воскрешение через 100 миллионов лет
В 2020 году произошло событие, похожее на начало блокбастера о конце света. Учёные подняли из скважин в морском дне микробов возрастом сто миллионов лет и… оживили их.
Исследователи пробурили дно Тихого океана под шестикилометровой толщей воды. Глубина скважин составила сто метров. Учёные извлекли образцы грунта возрастом от 4,3 до 101,5 миллиона лет.
К удивлению специалистов, во всей исследованной толще морского дна присутствовали микробы. Более того, когда экспериментаторы поместили пробы в питательную среду, микроорганизмы ожили и начали размножаться. Другими словами, биологи устроили в пробирке настоящий парк юрского периода.
Последнее событие во Вселенной
В уходящем году астрофизик Мэтт Кэплэн (Matt Caplan) вычислил, каким будет последнее впечатляющее событие в истории мира.
Оно случится, когда звёзды перестанут рождаться и давно догорит их последнее поколение. Когда даже чёрные дыры капля за каплей испарятся из-за излучения Хокинга. Когда во Вселенной, казалось бы, не останется ничего, способного на какие-либо изменения.
Только тогда белые карлики – давно остывшие остатки погасших светил – начнут взрываться. Эти термоядерные взрывы станут прощальным салютом миру, который некогда мог похвастаться тем, что в нём хоть что-нибудь происходит.
Правда, это последнее интересное событие во Вселенной случится очень нескоро: через 101100 лет. Для сравнения: в наблюдаемом космосе "всего" 1080 атомов. Даже самое изощрённое воображение подавляется такими масштабами.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о самых интересных астрономических открытиях 2020 года. Писали мы и о том, чем нас в уходящем году порадовали российские учёные.
