Вселенная

Темная история из прошлого

Bob Goldstein, Vicky Madden/ UNC Chapel Hill/CC BY-SA 3.0

Астрономы обнаружили шесть галактик, похожих на наш Млечный Путь, только моложе на 10 млрд лет, настолько далеко они находятся. Необычным в них оказалось соотношение барионной материи, из которой состоит привычный нам мир, и темной материи — таинственной субстанции, которая обладает массой, но не испускает света и других видов электромагнитного излучения и вообще не вступает в электромагнитные взаимодействия. По современным данным, Вселенная состоит лишь на 5% из барионов и на 27% из темной материи (все остальное — темная энергия, еще более таинственная субстанция). Но теперь астрономы обнаружили, что в древних галактиках на долю темной материи приходится совсем немного — не более 10%. Теперь перед учеными новая загадка: как произошел переход от древнего состояния галактик к современному и откуда взялось так много темной материи?

R. Genzel et al. // Nature, 15 March 2017

Планета

Снег, смог и арктический лед

Mathias Apitz/CC BY-ND 2.0/flickr.com

Зимой 2013 года города Восточно-Китайской равнины накрыл густой смог. До сих пор на этой территории введен «красный» уровень экологической опасности: в Пекине почти никогда не видно по-настоящему голубого неба, город задыхается. Воздушный апокалипсис в новостях приписывают выбросам фабрик, но, согласно новому исследованию, найден еще один виновник: глобальное потепление. Из-за сокращения арктического льда испаряется больше океанской воды. Это приводит к повышению влажности атмосферы и сильным снегопадам в Сибири. Снег отражает солнечную энергию, возвращая ее в космос и меняя структуру и силу муссона, который обычно рассеивал смог на севере Китая. Исследование показало, как непредсказуемы последствия изменение климата: мы ждем жары, а выпадает снег. Нам кажется, задыхается город — а душно всей планете.

Y. Zou et al. // Science Advances, 15 March 2017

Технологии

Война ботов

Современный интернет — экосистема ботов: они редактируют содержание статей, ведут аккаунты в социальных сетях, отвечают на вопросы в чатах. От примитивных программ закономерно ожидать простого и предсказуемого поведения. Однако исследование ботов Википедии обнаружило, что они годами воюют за содержание, многократно переправляя друг друга. При этом агрессивность взаимодействия зависит от языковой и культурной онлайн-среды. В немецкой версии Википедии обитают самые мирные боты: за 10 лет исправления в среднем вносились 24 раза. Британцы оказались злее — 105 правок за тот же период. Обнаружение сложных связей среди относительно «глупых» ботов важно учесть при разработке искусственного интеллекта. Конфликты между беспилотными автомобилями или в системах кибербезопасности нам точно не нужны.

C. Levis et al. // Science, March 2017

Гены

Тихоходки умеют превращаться в стекло

Заморозка и кипячение, чудовищные дозы радиации, даже космический вакуум не страшны крохотным, до 1,5 мм длиной, существам — тихоходкам, или «водяным медведям». Ученые из США выяснили, что необычайную выносливость тихоходкам обеспечивают уникальные гены, отвечающие за синтез внутренне разупорядоченных белков. Такие молекулы не имеют четкой структуры и при охлаждении принимают произвольную форму. Благодаря этому механизму в условиях тотального дефицита воды организм начинает вырабатывать своеобразное стекловидное вещество, защищающее клетки от повреждений. Гены тихоходок уже внедряются в геном простых организмов, таких как дрожжи и бактерии. Открытие поможет сохранять медикаменты и вакцины, а также повысить устойчивость растений к засухе.

T. C. Boothby et al. // Molecular Cell, 16 March 2017

Комментарий

«Последний бастион инертности пал»

Артем Оганов, кристаллограф, руководитель Лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ

Ученые предсказали существование двух стабильных соединений самого инертного элемента периодической таблицы, гелия — Na₂He и Na₂HeO. Работа может быть очень важной для понимания химии планетных недр и звезд, где гелий играет ключевую роль.

— Долго считалось, что инертные газы не могут образовывать устойчивых химических соединений. Но начиная с 1930-х годов удалось найти соединения ксенона, криптона и аргона. Гелий же, второй по распространенности элемент во Вселенной, упорно не хотел вступать в химические реакции и образовывать соединения, в которых он участвовал бы в химической связи.

Молодой ученый Сяо Дун, который приехал ко мне в лабораторию из Китая, заинтересовался изучением химии при высоких давлениях. В таких условиях правила классической химии нарушаются удивительным образом, и природа этих изменений не всегда понятна. Часто соединения элементов, которые в норме не вступают в химическую реакцию, возникают под давлением, а необычные соединения с формулами, противоречащими традиционной химической интуиции, становятся устойчивыми. С помощью разработанного мной теоретического метода USPEX Сяо Дуну удалось получить совершенно удивительное соединение гелия с натрием, в котором гелий играет огромную химическую роль, но при этом напрямую связей гелий–натрий не образуется. Гелий полностью меняет электронную структуру вещества, которое из металла становится неметаллом. Предсказание Na₂He было подтверждено экспериментально, а позже мы получили еще одно устойчивое соединение — Na₂HeO.

Химия гелия уже не такая пустынная, как казалось недавно. Бывший председатель нобелевского комитета по химии профессор Лидин так прокомментировал нашу работу: «Последний бастион инертности пал».

Цифра

13 000 000 000 млрд лет — возраст древней галактики, которую астрономы недавно обнаружили с помощью телескопа ALMA, расположенного в Чили. Она сформировалась, когда Вселенная была очень молода — всего через 600 млн лет после Большого взрыва и через 200 млн лет после того, как зажглись первые звезды. В галактике нашли много межзвездной пыли, содержащей микроскопические частицы — предположительно кремния, углерода и алюминия. Эти элементы могли родиться только в недрах звезд, то есть первые звезды взорвались уже через 200 млн лет после рождения. Похоже, первые звезды были гигантскими: только самые крупные звезды живут так мало.

Схема

Где живут ученые

По данным «Доклада ЮНЕСКО по науке», на планете работает примерно 8 млн ученых, из них 400–500 тыс. — в России. Число ученых в мире стремительно растет (только с 2008-го по 2013-й их стало больше на 20%), а доля наших ученых в мировом научном сообществе снижается. По доле ученых среди населения всех обгоняет Израиль: среди каждой тысячи его жителей восемь ученых (в России — трое).

Фотография

Поляризованная микрофотография участка кожи кошки, показывающая волосы, усы-вибриссы, служащие кошке органами осязания, и их кровоснабжение. Капилляры окрашены черным, волоски и вибриссы – желтым цветом. Снимок стал одним из победителей на конкурсе фотографии в области биологии и медицины Wellcome Image Awards, итоги которого были подведены 15 марта.

Well Come Image Awards 2017