Новейшие открытия в науке: Новости науки. Последние мировые научные достижения и обзоры – 17 открытий ученых, которые вот-вот перевернут наш мир с ног на голову

Москва, 9 декабря — «Вести. Экономика». За последнее десятилетие ученые совершили ряд важных открытий и экспериментов и добились интересных результатов.

Они изобрели ракеты повторного использования, отправили два аппарата на Марс, а также обнаружили возможно обитаемые планеты за пределами нашей солнечной системы.

Кроме того, они достигли определенных успехов в изучении нашей планеты, ее истории и развития.

Ниже мы расскажем о 39 самых выдающихся достижениях ученых за последние 10 лет.

1. В марте 2010 года антропологи обнаружили небольшую кость пальца руки в пещере Денисова в Сибири. Они обнаружили, что она принадлежит ранее неизвестному виду предков человека.

2. После того, как ученые обнаружили кость пальцы в пещере Денисова, генетики завершили расшифровку генома неандертальца.

3. 2010 год был выдающимся для антропологии, а вот 2011 стал годом достижений в космосе. НАСА отправило новый марсоход Curiosity на Марс.

4. В ноябре 2011 года НАСА объявило о том, что их телескоп Kepler, который занимается поиском других планет, обнаружил первую потенциально обитаемую планету Kepler 22-b.

5. Впечатляющие достижения в освоении космоса продолжились в 2012 года. В ноябре этого года зонд Voyager 1 НАСА покинул солнечную систему и вышел в межзвездное пространство.

6. В мае 2012 года аэрокосмическая компания Илона Маска SpaceX отправила первый коммерческий космический аппарат на МКС.

7. Другие отрасли также развивались в 2012 году. Физики заявили о том, что им удалось обнаружить новый тип частиц, которые получили название Бозон Хиггза.

8. Также в 2012 году был одобрен патент на использование технологии редактирования гена CRISPR-Cas9.

9. В 2013 году астрономы НАСА наблюдали клубы пара на поверхности спутника Юпитера, Европы.

10. В 2013 году марсоход НАСА Curiosity обнаружил доказательства того, что красная планета является не только единственной планетой, на поверхности которой есть жидкая вода, но также она может быть обитаемой.

11. С тех пор были найдены другие доказательства того, что на Марсе есть жидкая вода по крайней мере в одном подземном озере.

12. В ноябре физики обнаружили 28 частиц, которые называются найтрино, глубоко подо льдами Антариктики. Эти нейтрино, по их мнению, имеют происхождение за пределами нашей солнечной системы.

13. Ученые достигли важного результата: в 2013 году в лаборатории был выращен первый гамбургер.

14. Европейское космическое агентство оказалось в центре всеобщего внимания в 2014 году, когда в ноябре 2014 года его зонд Rosetta смог приземлиться на комете.

15. В 2015 году антрополог Ли Бергер объявил о том, что его команда в Южной Африке обнаружила новый вид предков человека, который получил название Homo Naledi.

16. 2015 год также стал годом, когда ученые составили карту эпигенома впервые в истории.

17. Человечество впервые в истории оказалось на Плутоне в 2015 году, когда зонд New Horizons НАСА приблизился к карликовой планете.

18. Еще один космический аппарат НАСА — Cassini — достиг новый высот также в 2015 году. В сентябре астрономы объявили о том, что они подтверждают наличие жидких океанов под ледяной коркой на спутнике Сатурна — Энцеладе.

19. В 2015 году компания Space X запустила и восстановила первую многоразовую ракету Falcon 9.

20. В 2016 году программа искусственного интеллекта, разработанная подразделением Google DeepMind, под названием AlphaGo обыграла чемпиона мира в четырех из пяти матчей в игру Го.

21. В 2016 году физики обнаружили столкновение двух черных дыр на расстоянии миллиардов световых лет.

22. В 2016 году астрономы обнаружили доказательства того, что загадочная планета или космический объект размером в 10 раз больше орбиты Земли находится во внешней солнечной системе. Объект получил название «Планета 9».

23. В 2017 году геологи объявили о том, что они обнаружили новый континент, который называется Зиландия, в Тихом океане.

24. 2017 год стал прорывным в области генетики: ученые успешно создали синтетический ДНК.

25. Этот год также стал успешным в развитии беспилотных автомобилей.

26. В 2017 году астрономы также наблюдали межзвездное столкновение. Когда столкнулись две нейтронные звезды, ученые смогли увидеть, как появилось все золото во вселенной.

27. В том же году исследователи в Гавайской астрономической обсерватории также наблюдали первый межзвездный объект в нашей солнечной системе, который получил название Оумуамуа.

28. 2017 год также стал печальным для астрономов, которые были вынуждены попрощаться с аппаратом Cassini, совершившим фатальное путешествие на Сатурн в октябре.

29. К концу 2017 года Управление США по пищевым продуктам и лекарственным веществам (FDA) одобрило новую генную терапию для слепых пациентов.

30. В следующем году появились удивительные новости из мира генетики: китайский ученые Хэ Цзянькуй объявил о том, что ему удалось генетически модифицировать человеческие эмбрионы.

31. В 2019 году НАСА запустило еще один марсоход — InSight, который совершил посадку на Марс 26 ноября.

32. В 2018 году ученые пришли к выводу о том, что уровень диоксида углерода достиг максимального уровня за последние 800 000 лет.

33. Ученые, изучающие проблемы климата, обнаружили, что ледниковые покровы в Антарктике и Гренландии тают, причем скорость их таяния достигла невиданных до сих пор темпов.

34. 1 января 2019 года космический аппарат НАСА New Horizons обнаружил неизвестный объект размером с гору на расстоянии 4 млрд миль от Земли.

35. В июле 2019 года японский космический аппарат приземлился на поверхность астероида Рюгу.

36. 2019 также стал годом открытий в области изучения черных дыр. В апреле команда Event Horizon Telescope опубликовала первый снимок черной дыры.

37. Ученые НАСА обнаружили экзопланету, которая может быть обитаемой, за пределами нашей солнечной системы.

38. Спустя 30 лет исследований и разработок в апреле 2019 году начала работу первая программа вакцинации против малярии.

39. В декабре 2019 года Всемирная организация здравоохранения предварительно одобрила вакцину от Эболы. Это стало важным шагом на пути ускорения ее лицензирования.

Новости науки

Ученые из Техаса применили новый метод радиоизотопного анализа и уточнили возраст обнаруженной на шотландском острове окаменелости многоножки. Выяснилось, что она на 75 миллионов лет младше, … Подробнее →

Метки Палеонтология, Эволюция

Несмотря на то, что более глубокие слои океана прогреваются медленнее, чем поверхностные, животные, обитающие в глубоком океане, даже в большей степени столкнутся с проблемами потепления … Подробнее →

Метки География, Климатология

Планетологи подтвердили, что ближайшая к Земле экзопланета – Проксимы b – существует, и точно измерили ее минимальную массу. Она может быть в 1,17 раз тяжелее … Подробнее →

Метки Астрономия, Планеты

Данные опроса свидетельствуют, что люди не желают разбираться в научной стороне вопроса о вакцинации, а склонны принимать точку зрения в соответствии с политическими предпочтениями.    … Подробнее →

Метки Наука и общество, Общество

Археологи из Узбекистана, Китая и Германии  получили доказательства , что уже около 250 года до нашей эры в Средней Азии важной пищей служил рис. Во … Подробнее →

Метки Археология, История

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):                                        … Подробнее →

Метки Астрономические наблюдения, Астрономия

Орбитальная обсерватория «Хаббл» получила снимки самой древней из известных науке ударных кольцеобразных галактик. Ее открытие указывает на то, что подобные объекты были очень редкими и … Подробнее →

Метки Астрономия, Космология

Биоинформатики Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ и Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали ассемблер metaviralSPAdes — новый сборщик, позволяющий найти и собрать геном вируса среди множества других … Подробнее →

Метки Биология, Генетика, Медицина, Микробиология

 Океанологи обнаружили, что европейские лангусты оказались самыми шумными животными Земли – трение их усиков можно услышать или почувствовать на расстоянии около трех километров от них.  … Подробнее →

Метки Биология, Зоология

Несмотря на свой крошечный мозг, шмели — насекомые исключительно развитые. Они демонстрируют весьма сложное поведение, включая способность к обучению и даже игре в футбол. Авторы новой работы — … Подробнее →

Метки Биология, Зоология, Энтомология

Ученые перенесли гены полыни в хризантему, чтобы получить первое отечественное лекарство от малярии. Трансгенные растения будут отличаться высоким содержанием природного антибиотика артемизинина, который играет в … Подробнее →

Метки Биология, Ботаника, ГМО, Медицина

РИА Новости. Используя статистические и биохимические методы для реконструкции и экспериментальной характеристики древних белков, ученые смогли восстановить мутации, которые привели к появлению 400 миллионов лет … Подробнее →

Метки Биология, Биохимия, Молекулярная биология, Эволюция

Снимки телескопа подтвердили данные трехлетней давности, которые собрала обсерватория ALMA. Новые фотографии молодой двойной звезды AB в созвездии Возничего указывают на то, что в ее … Подробнее →

Метки Астрономия, Космология

Древнейшие известные галактики образовались всего за какие-то сотни миллионов лет, но наш Млечный Путь оформился лишь примерно через шесть миллиардов лет после Большого взрыва. Такие крупные спиральные … Подробнее →

Метки Астрономия, Космология

При помощи камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRC2), установленной на телескопе Keck II в обсерватории на горе Мауна-Кеа на Гавайях, астрономы получили снимки двух газовых гигантов — зарождающихся … Подробнее →

Метки Астрономия, Планеты

Антропологи изучили структуру кистей рук австралопитеков седиба – предполагаемых предков рода Homo – и обнаружили, что они могли использовать передние конечности как для изготовления орудий труда, так … Подробнее →

Метки Антропология, Эволюция

Руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ профессор Алексей Кавокин стал первым за всю историю российским ученым, удостоенным премии Quantum Devices Award. Эту награду вручают за новаторский вклад в области сложных … Подробнее →

Метки Наука и общество, Физика

Генетика, археология и климатология позволили реконструировать историю распространения риса начиная с катастрофических засух и похолодания 4200 лет назад.                … Подробнее →

Метки Биология, Ботаника, Генетика

Ученые разработали мозговой имплантат, состоящий из сети электродов, которые вживляли над первичной зрительной корой головного мозга незрячих людей: технология позволила им различать «форму» букв и … Подробнее →

Метки Биология, Медицина, Нейробиология, Технологии

Российские палеонтологи описали первого найденного в европейской части России гигантского динозавра из группы завропод. Окаменевшие позвонки этого родственника диплодоков ученые нашли в подмосковном карьере почти … Подробнее →

Метки Палеонтология, Эволюция

Более 400 человеческих следов, сохранившихся в затвердевшем вулканическом осадке, дают исследователям новый взгляд на общественную жизнь древних восточноафриканских охотников-собирателей. Эти следы, найденные в северной Танзании … Подробнее →

Метки Антропология, Археология

Проанализировав распространение сейсмических волн при землетрясениях, авторы нового исследования  пришли к выводу , что внутреннее ядро Земли вращается со скоростью около 0,05–0,1 градуса в год.  … Подробнее →

Метки География, Геология

важнейшие достижения в физике / НВ

2019-й был богатым на новости из мира науки. Представляем вам открытия, которые нельзя было оставить без внимания.

З апутались с новостями из мира квантовой механики? Пропустили самое громкое открытие в истории астрофизики? Не беда, — специально для вас НВ вспоминает самые громкие открытя в науке в 2019 году.

Пока Грета Тунберг собирает молодежь по всему миру на восстание против мировых политических лидеров, физики борются за жизнь кота Шредингера и разбирают на кусочки пространство-время во всей Вселенной.

В уходящем году появилось еще больше научных исследований, которые доказывают, что наше представление о мире может быть ложным, и подчеркивают изъяны в трудах Альберта Эйнштейна и Стивена Хокинга.

Современные ученые пока не придумали новую теорию относительности и не разоблачили обманчивые законы гравитации, но они, как минимум, движутся в этом направлении, и дают нам возможность понять, что люди еще очень мало знают о своей природе и природе всего, что их окружает.

От фотографии горизонта событий черной дыры до проверки теории о невозможном двигателе EmDrive, от создания квантовых компьютеров до решения дилеммы кота Шредингера, — НВ собрало восемь самых интересных открытий из мира науки в уходящем году.

Фотография черной дыры

На самом деле увидеть черную дыру невозможно, поскольку эти сверхтяжелые объекты являются буквально невидимыми и поглощают любые виды электромагнитного излучения. Поэтому ученые получили изображение только ее очертаний — так называемого горизонта событий. Тем не менее, это одно из самых громких научных открытий не только в 2019-м, но и в целом за всю историю исследований.

Прорыв случился благодаря работе восьми телескопов проекта Event Horizon Telescope (EHT) или «Горизонт событий», которые последние несколько лет исследовали ближайшие к Земле черные дыры.

Ученые анализировали данные о наблюдениях за сверхмассивными черными дырами в галактике M87 и Стрелец А* в галактике Млечный путь, которые расположены на расстоянии примерно в 55 млн и 26 тыс. световых лет от Земли соответственно.

После расшифровки около 500 терабайт данных в начале апреля 2019-го руководители проекта EHT впервые показали фотографию отражения горизонта событий черной дыры в центре галактики Messier 87 в созвездии Девы. Горизонт событий — это условная линия за внешними границами черной дыры, после которой любой свет, попадающий туда, навсегда исчезает из нашего поля зрения.

«Сфотографировать тень, которую отбрасывает горизонт событий черной дыры — это все равно, что сфотографировать DVD-диск на поверхности Луны из Земли» — говорил астрофизик из Университета Аризоны Димитриос Псалтис. Отражение горизонта событий демонстрирует искривленный свет и всю окружающую среду, которую поглощает черная дыра, в прямом смысле изменяя известные человеку законы физики.

Несмотря на получение изображения горизонта событий, сегодня существуют только гипотезы о природе формирования и характеристиках черных дыр, поскольку приблизиться к ним практически невозможно. «Для меня большой вопрос, сможем ли мы когда-нибудь преодолеть эту границу. Возможно, нет. Это расстраивает, но мы должны принять это», — заявил председатель научного совета проекта EHT Хейно Фальке.

«Невозможный» двигатель возможен

Ровно 20 лет ученые со всего мира пытаются доказать, что двигатель EmDrive, проект которого предложил британский инженер Роджер Шойер в 1999 году, является невозможным, поскольку он противоречит фундаментальным законам физики.

Шойер предложил свою силовую установку как один из вариантов «вечного» двигателя для гипотетических межзвездных путешествий. В качестве движущей силы в EmDrive используется магнетрон, который генерирует микроволны, и, по заявлениям автора, накапливает энергию колебаний в резонаторе, создавая тягу.

Идея о том, что электромагнитные волны производят разное давление на стены двигателя и могут постоянно создавать тягу, противоречит закону Ньютона о сохранении импульса. Но, на практике, никому не удалось это опровергнуть, поскольку разные проекты EmDrive доказывали, что двигатель все же создает незначительную тягу в несколько микроньютонов. Этот эффект списывали на воздействия внешних сил, погрешности и плохое экранирование корпуса двигателя.

Летом этого года представители Немецкого Технического Университета Дрездена провели свой эксперимент, чтобы точно установить, работает ли двигатель EmDrive. Команда физиков под руководством Мартина Таймара разработала проект SpaceDrive, — «чрезвычайно чувствительный и невосприимчивый к вмешательству инструмент, который раз и навсегда положит конец дискуссии о EmDrive».

Авторы исследования создали точную копию двигателя EmDrive, с которым ученые NASA Пол Марч и Гарольд Уайт достигли незначительной тяги пару лет назад. Конструкция двигателя — это медный конус с обрезанным верхом, который помещен в вакуумную камеру. Источник микроволнового сигнала находится за пределами камеры и передается с помощью кабелей на антенны внутри конуса.

Чтобы засечь реальную тягу без каких-либо погрешностей, физики использовали маятниковые весы, которые измеряют силу крутящего момента, приложенного к оси маятника, а также лазерный интерферометр, который нивелирует физическое смещение маятниковых весов. Команда Таймара назвала свое устройство «самым чувствительным балансом тяги из когда-либо существовавших в мире».

Несмотря на создание специального экрана, который блокирует EmDrive от любых помех, включая действие магнитных полюсов Земли, сейсмические колебания планеты и тепловое расширение из-за нагрева от микроволн, ученые все же зафиксировали тягу в 3,4 микроньютона, что подтверждает дееспособность «невозможного» двигателя.

Теперь физики сетуют на нагревание меди, которое могло вызвать расширение конструкции и смещение центра тяжести двигателя, что, в теории, приводит к появлению тяги из-за внешнего воздействия. Как бы там ни было, Мартин Таймар собирается доказать, что сам EmDrive не может создавать тягу, и его команда уже разрабатывает два других измерительных прибора, которые должны исключить любое внешнее воздействие, включая термальную погрешность.

Квантовое превосходство Google

Как только квантовые компьютеры смогут производить вычисления, которые не под силу обычным компьютерам — человечество достигнет квантового превосходства. Это событие сулит нам настоящую революцию во всех сферах жизни, поскольку первый эффективный квантовый компьютер поможет создать буквально фантастические композитные материалы для новых видов транспорта, электронных устройств, не говоря уже о потенциальных изменениях в цифровых системах.

Пару месяцев назад в Google заявили, что их квантовый процессор Sycamore за три минуты и 20 секунд выполнил вычисления, которые классический суперкомпьютер будет производить около 10 тыс. лет.

Технически Sycamore создали из алюминия, индия (очень мягкий металл) и кремния. Объединить эти материалы удалось благодаря эффекту Джозефсона — протекания сверхпроводящего тока через два сверхпроводника. Чтобы достичь квантового состояния кубитов — минимальных единиц информации в квантовом компьютере, — процессор охладили до температуры, близкой к абсолютному нулю (20 милликельвинов), что примерно равняется минус 273 градусам Цельсия.

С помощью так называемых аттенюаторов — устройств, которые снижают интенсивность электромагнитных колебаний — и дополнительных фильтров, суперохлажденный Sycamore подключили к обычной электронике, которая работает при комнатной температуре. Считывать информацию из квантового компьютера можно было благодаря цифро-аналоговым преобразователям. Вся система поддерживала квантовое состояние кубитов и смогла доказать «случайность чисел, которые созданы генератором случайных чисел» за три с лишним минуты.

Но, на заявление о квантовом превосходстве сразу же отреагировали главные конкуренты Google на поле квантовых компьютеров — компания IBM. Представители корпорации объяснили, что произведенные вычисления квантовым процессором Google Sycamore имеют лишь технический характер, и их суперкомпьютер Summit сможет провести аналогичные вычисления всего за два с половиной дня.

«Квантовые компьютеры не могут „превосходить“ классические только на базе одного лабораторного эксперимента, который был нужен, чтобы реализовать одну очень специфическую процедуру квантовой выборки вне практического применения. На самом деле, квантовые компьютеры никогда не будут „господствовать“ над классическими компьютерами, а призваны работать в тандеме с ними, поскольку у каждого типа компьютеров есть свои уникальные преимущества», — прокомментировал для НВ директор IBM Research Дарио Гил.

Судьба кота Шредингера

Одним из наиболее загадочных явлений квантовой механики является квантовая суперпозиция — нахождение элементарных частиц в нескольких состояниях одновременно до момента их измерения наблюдателем.

В первой половине прошлого века один из основателей квантовой механики Эрвин Шредингер предложил мысленный эксперимент, который объясняет квантовую суперпозицию: условный кот в коробке с кислотой является и живым и мертвым одновременно до тех пор, пока мы не откроем эту коробку и не определим его состояние. Осенью 2019-го ученые из Японии и Индии придумали, как заглянуть в коробку с котом, не убивая его.

Физики предложили решение проблемы кота Шредингера благодаря изменению методов анализа данных о состоянии элементарных частиц, а не благодаря их измерению, как это делали ранее. С помощью математических вычислений ученые смоделировали условную ситуацию: закрытую коробку с котом Шредингера нужно сфотографировать с помощью камеры, которая установлена снаружи коробки, и при этом может заснять сквозь коробку самого кота.

После создания такого фото в камере будет храниться два типа информации: первый о том, как изменилось состояние суперпозиции кота (ученые называют это квантовой меткой) и второй о том, является ли кот живым или мертвым. Мысленный эксперимент заключается в том, что такое фото оказывается в запутанном состоянии вместе с квантовой системой, и то, как мы извлечем информацию из него — напрямую повлияет на судьбу кота.

В данном случае можно «проявить» фото в темной комнате и определить, жив он или мертв, или же восстановить на размытом фото квантовую метку с помощью компьютера и вернуть кота в состояние неопределенности между жизнью и смертью.

Авторы эксперимента взяли за основу своей математической модели способность фотонов входить в запутанное состояние вместе с квантовой системой. Вместо того, чтобы определить состояние частицы (кота) посредством ее измерения, т. е. прямого влияния света (фотонов) на нее, они использовали условную камеру, которая фотографирует кота сквозь коробку.

Запечатленные фотоны на изображении оказываются запутанными с квантовой системой, что сохраняет оба типа информации — о том, как изменилась суперпозиция и о реальном состоянии кота. Считывая данные из этого изображения тем или иным образом мы, в теории, можем оживить/убить кота или восстановить его суперпозицию.

Загадка темной материи

До сих пор ученым неизвестно, почему скорость обращения внешних объектов в космосе постоянно увеличивается, несмотря на то что расстояние между ними растет. Несколько десятков лет назад физики списали это противоречие в общей теории относительности Эйнштейна на темную материю — гипотетическое вещество, которое якобы формирует около четверти скрытой массы Вселенной и отвечает за высокую скорость обращения отдаленных объектов.

Темная материя не участвует в электромагнитном взаимодействии и является практически невидимой для нас, поэтому физики ищут различные частицы, которые могли бы с ней взаимодействовать. В этом году группа ученых из немецкого Института химической физики твердых тел общества Макса Планка и нескольких университетов США и Китая опубликовала исследование, которое может значительно приблизить нас к разгадке тайны темной материи.

Благодаря экспериментам с высокими энергиями и конденсированным состоянием, ученые определили, что электроны вейлевского полуметалла ведут себя так, как будто у них нет массы: они не взаимодействуют друг с другом и разделены на два типа, — левые и правые. Это химическое свойство называется хиральность, и оно позволяет молекулам вейлевского полуметалла не совпадать в пространстве со своим зеркальным отражением.

Охлаждая их до минус 11 градусов Цельсия, ученые заставили необычные электроны взаимодействовать и конденсироваться в кристаллические версии самих себя. Полученные частицы этих кристаллов проявляли те же свойства, которые должна проявлять гипотетическая темная материя — аксион.

Оказалось, что кристаллы хиральных электронов полуметалла состоят из квазичастиц — фононов, которые одновременно представляют из себя волны вибраций. В результате эксперимента ученые обнаружили такие фононы, которые реагируют на электрические и магнитные поля так же, как и предложенные 40 лет назад аксионы.

Это означает, что авторы исследования не только обнаружили, где можно искать аксионы, но и, возможно, открыли долгожданную темную материю, которая взаимодействует с видимым нам веществом.

Пространство не бесконечно

Принято считать, что Вселенная бесконечна. Однако, это утверждение имеет физическое и математическое доказательство: согласно действующим космологическим теориям, все пространство вокруг нас равномерно расширяется во всех направлениях, и в нем соблюдается Евклидова геометрия (параллельные прямые любой длины никогда не пересекутся, а сумма углов любого треугольника будет равна 180 градусам).

Ученые также доказывают равномерное расширение Вселенной во всех направлениях с помощью определения плотности вещества в ней: концентрация всей материи и энергии, включая пока не обнаруженные нами темные материю/энергию, должна уравновешивать энергии внешнего расширения и внутреннего гравитационного притяжения.

В начале 2000-х исследователи определили критическую плотность материи во Вселенной — 5,7 атомов водорода на квадратный метр. Этот показатель подтверждает, что Вселенная является открытой, плоской и бесконечной. В ноябре 2019-го ученые из Римского университета Ла Сапиенца из Парижского института астрофизики заявили, что реальная плотность материи во Вселенной может быть на 5% больше, чем действующий показатель критической плотности.

Таким образом, в инфляционной модели Вселенной должна преобладать гравитация, а все пространство вокруг нас в какое-то время должно было захлопнуться из-за его положительной кривизны. Иными словами, Вселенная может быть не бесконечной, а иметь форму замкнутой сферы. Астрофизики уверены, что их расчеты позитивной кривизны Вселенной верны «более чем на 99%».

Гипотетически, такое исследование позволяет нам даже определить размеры Вселенной, и означает, что путешествуя из любой точки в одном направлении длительное время, мы все равно вернемся в самое начало. Такое заявление ставит под угрозу теории о расширении Вселенной и содержание в ней темных энергии и материи.

«Предположение о плоской Вселенной может скрывать космологический кризис, когда несопоставимые наблюдаемые свойства Вселенной кажутся взаимно несовместимыми. Дальнейшие исследования помогут выяснить, являются ли наблюдаемые расхождения следствием необнаруженной систематики, новой физики или просто статистической погрешности», — указано в работе астрофизиков.

Пустоты не существует

Главной загадкой современной физики является объяснение процессов, которые происходят с частицами на субатомном уровне. НВ не раз писал о гипотетической теории всего, которая могла бы объяснить, почему в макро- и микромасштабах действуют разные законы физики.

Но, в начале 2019-го ученые из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе добавили в это уравнение еще больше неизвестных. Исследователи провели эксперимент, который не удавалось осуществить физикам по всему миру несколько десятков лет: впервые в истории они измерили энергию в условиях абсолютной пустоты — вакууме.

Да, оказывается, что вакуум также может влиять на элементарные частицы, поэтому точность экспериментов, которые проводят якобы в идеальных условиях, можно поставить под сомнение. В этом случае, физики использовали частицы света — фотоны, — чтобы измерить, как потенциальная энергия в вакууме может взаимодействовать с ними.

Исследователи пропустили два лазерных импульса длиной в триллионную долю секунды через суперохлажденный оптический кристалл, и пустое пространство между элементарными частицами в вакууме незначительно влияло на свет. Пучки фотона запускали несколько раз в разных местах и в разное время, чтобы убедиться, что на них действительно что-то влияет.

Ученые предположили, что такие незначительные спонтанные изменения в пустоте вызваны законом неопределенности Гейзенберга. Этот закон предусматривает некоторые отклонения от правила сохранения энергии. Несмотря на то, что обнаруженная энергия в вакууме очень слабая — открытие может доказать, что некоторые постоянные, которые используют в современной физике, являются ложными.

«Вакуумные флуктуации электромагнитного поля имеют четко видимые последствия и, среди прочего, они приводят к тому, что атом может самопроизвольно излучать свет», — объясняла одна из авторов эксперимента физик Илеана-Кристина Бенея-Хелмус.

Структура Вселенной

Подобно экспериментам с пустотой в вакууме, недавно астрофизики из Японии, Европы и США определили, из чего состоит все пустое пространство во Вселенной. Ученые подтвердили на практике существование галактических нитей или филаментов, — самых крупных структур, которые объединяют разные галактики.

Фундаментальные космологические теории гласят, что филаменты начали формироваться одновременно с расширением Вселенной сразу после Большого взрыва. Эти нити состоят из газообразного водорода, и, по сути, являются питательными трубопроводами для всех наблюдаемых нами галактик. Мало того, на пересечении филаментов появляются черные дыры, что делает галактические нити крупнейшей известной нам космической структурой, которая является источником жизни для всего во Вселенной.

В новом исследовании ученые подтвердили существование филаментов, которые связывают галактики в кластере SSA22 в созвездии Водолея. Обнаруженные огромные водородные структуры простираются в длину на расстояние в три миллиона световых лет (более одного мегапарсека). Поскольку они расположены на расстоянии примерно в 12 млрд световых лет от нас, это означает, что нити были сформированы сразу же после Большого взрыва.

Открытие стало возможным благодаря спектрометру MUSE, который установлен на телескопах VLT в Чили. Астрофизики впервые засекли галактические нити с помощью ультрафиолетового излучения, которое позволяет увидеть процесс ионизации нейтрального газообразного водорода. Этот эффект называют излучение Лайман-альфа, и именно оно позволило впервые в истории увидеть очень тусклые галактические нити.

«Наблюдения самых тусклых и самых больших структур во Вселенной являются ключом к пониманию того, как Вселенная эволюционировала во времени, как галактики развиваются и созревают, и как изменяющаяся среда вокруг галактик создала то, что мы видим сейчас», — говорила астрофизик из университета Аризоны Эрика Хамден.

Как объяснил ведущий автор исследования Хидеки Умехата из Токийского университета, их открытие подтверждает, что источником образования сверхмассивных черных дыр, галактик и известной нам структуры Вселенной является газ, который поддается воздействию гравитации в галактических филаментах.

По подсчетам ученых, не менее 60% газа во Вселенной должно находиться именно в таких филаментах. Поэтому обнаружение галактических нитей также может стать отправной точкой для решения проблемы нехватки материи во Вселенной.