Между Марсом и Богом

НВ называет десять самых значимых открытий в мире науки и технологий 2017 года

Алексей Бондарев

Уходящий год можно в равной степени назвать как годом космоса, так и годом Илона Маска. Причем Маск лишь отчасти будет обязан этим своим собственным космическим идеям. Его отчаянное стремление перевести мировую энергетику на солнечную энергию все меньше напоминает донкихотство и все больше становится вполне осязаемой стратегией.

Космос же в 2017 году был неиссякаемым источником потрясающих новостей. Самыми важными из них стали новые поводы говорить об обитаемых экзопланетах и технологиях, которые позволят человечеству шагнуть за пределы Земли.

Также многого добились в уходящем году физики, которые на основе реальных экспериментов выдвинули ряд теорий, способных поменять наши представления о Вселенной.

НВ выбрал самые яркие и запоминающиеся прорывы 2017 года в области науки и технологий.

1. Возможно, обитаемые планеты.

На сегодня астрономы обнаружили уже более тысячи экзопланет (так называют планеты, вращающиеся вокруг других звезд), но в большинстве случаев это откровенно “нежилые” объекты. По крайней мере, с точки зрения современной науки, которая предполагает, что для возникновения жизни требуются условия, в существенной степени аналогичные земным.

В феврале 2017 года американское космическое агентство NASA объявило об одной из важнейших находок в истории поисков экзопланет.

Вокруг звезды TRAPPIST-1, красного карлика, расположенного на расстоянии 39 световых лет в созвездии Водолея, вращаются семь экзопланет. В отличие от большинства ранее открытых экзопланет, эти сопоставимы по размерам с Землей (самая маленькая имеет массу 0,4 от земной, самая большая — 1,4).

В целом эта планетная система похожа на Юпитер и его спутники. Если поместить ее в масштабы Солнечной системы, а звезду TRAPPIST-1 — на место Солнца, то все планеты находились бы в пределах орбиты Меркурия. Но сама звезда примерно в 2.000 раз тусклее нашего Солнца, поэтому на таком небольшом расстоянии ее света может быть достаточно для того, чтобы обогревать планеты и создавать на них условия для жизни.

По мнению ученых, как минимум на трех планетах в этой системе такие условия вполне могут возникнуть, то есть на них могут быть вода и кислород.

2. Ну очень большая ракета.

Илону Маску не чужды ни юмор, ни провокативность. Представляя новую разработку своей компании SpaceX, он использовал короткую аббревиатуру BFR, у которой нет официальной расшифровки. Некоторые считают, что это всего лишь Big Falcon Rocket. Но многим фанатам Маска больше нравится иная трактовка — Big Fucking Rocket.

Как бы там ни было, но BFR — одно из самых громких технологических событий года.

Под этим термином понимается ракета-носитель многоразового использования и космический корабль.

Система придет на смену существующим ракетам Falcon 9 и Falcon Heavy, а также космическому кораблю Dragon. Грузоподъемность системы на низкую орбиту составит 150 т.

По замыслу Маска, у BFR предусмотрен широкий спектр применения. Система будет задействована для вывода грузов на земную орбиту и космического туризма, а также для скоростных дальних перелетов в пределах земной атмосферы (полчаса из США в Китай) и для создания лунной базы и начала колонизации Марса.

На Марс беспилотная миссия с грузами отправится уже в 2022 году, обещает Маск. А первые люди полетят к Красной планете двумя годами позже.

3. Новый iPhone.

Apple наконец разродилась продуктом, который имеет все шансы доказать скептикам, что компания еще жива и способна креативить, а не только катится по инерции, набранной еще при Стиве Джобсе.

В 2017 году Apple выпустила сразу три новых смартфона, два из которых — iPhone 8 и iPhone 8 Plus — выступили во вполне традиционном для компании жанре (пара новых функций в старом дизайне). Но третья новинка — iPhone X — представляет собой именно ту революционную новинку, которую так давно ждали от компании ее фанаты.

Гигантский экран без рамок и отказ от сканера отпечатков пальцев в пользу технологии распознавания лиц стали визитными карточками “десятки”. Как, впрочем, и феноменально высокая цена — от $ 999.

Скептики говорили, что новинка при всем своем пафосе все равно уступает конкурентам и потому просто “не пойдет”. Но к концу года появились первые итоги продаж, которые показывают, что продажи iPhone X опережают продажи “восьмерок”.

4. Супердинозавр.

Под конец 2017 года наступил праздник и на улице палеонтологов. В пустыне Гоби на юге Монголии было обнаружено огромное скопление останков динозавров в куске песчаной скалы.

Среди них удалось найти останки прежде неизвестного вида, который получил название Halszkaraptor escuilliei. Это совершенно уникальный вид, который сочетает в себе черты лебедя, пингвина, крокодила и велоцираптора одновременно.

Это “чудо-юдо” было, разумеется, хищником, который питался рыбой, рептилиями и млекопитающими. К тому же это первый динозавр, образ жизни которого был схож с образом жизни современных водоплавающих птиц. Таким образом, находка дала жизнь целому новому подсемейству динозавров.

5. Квантовый компьютер.

Над созданием квантового компьютера ученые бьются уже довольно давно. Усилия в этой сфере прилагают практически все ведущие технологические компании. Ставки высоки — теоретически квантовые компьютеры будут намного мощнее существующих и буквально перевернут многие отрасли, связанные с вычислениями.

Секрет прост — квантовые компьютеры могут использовать состояние так называемой квантовой запутанности, при которой одна и та же частица способна пребывать одновременно в нескольких состояниях (как пресловутый кот Шредингера, который одновременно и жив, и мертв, пока наблюдатель не откроет коробку, где находится кот).

Это существенное отличие от обычных компьютеров, в которых вычислительная единица бит может иметь лишь одно из двух возможных значений (0 или 1) в один момент времени.

Квантовые компьютеры работают с кубитами — единицами, которые могут иметь несколько состояний одновременно. Это позволяет достигать неслыханной вычислительной мощности, которая крайне важна для обработки больших массивов информации. Например, только с помощью квантового компьютера удалось смоделировать структуру молекулы гидрида бериллия, что ранее не удавалось сделать с помощью традиционных компьютеров.

В 2017 году инженерам компании IBM удалось разработать квантовый компьютер с рекордными 50 кубитами, а также компания запустила первый в мире коммерческий квантовый компьютер, расположенный в “облаке”. Доступ к нему осуществляется удаленно — через интернет-сервис IBM. Теперь возможностями квантовых вычислений могут пользоваться ученые по всему миру.

6. Летающий Клондайк.

В уходящем году NASA обозначило еще один важный проект, связанный с космосом, который получил официальное одобрение. Этот проект когда‑нибудь будут описывать в энциклопедиях как начало новой эры.

NASA заявило, что планирует отправить разведывательный беспилотный зонд к астероиду 16 Psyche, который называют “летающим Клондайком”. Это один из самых крупных объектов в поясе астероидов, который расположен между Марсом и Юпитером. Он почти полностью состоит из различных видов железа, а также из никеля.

Если на секунду предположить, что все это богатство кто‑то доставил бы на Землю одним махом, то при нынешних ценах на металлы астероид стоил бы в тысячи раз больше, чем вся мировая экономика. Разумеется, это лишь умозрительные расчеты, поскольку при появлении нового источника металлов цены на них на Земле тут же рухнут.

Как бы там ни было, отправка зонда к 16 Psyche запланирована на 2022 год. В NASA пока не называют даже гипотетических сроков возможного начала добычи металлов на астероиде или других космических объектах. Однако космическое агентство в 2016 году опубликовало отчет, согласно которому никакой промышленной революции для начала эры космического старательства не требуется. Даже при нынешнем уровне технологий добыча полезных ископаемых в космосе может стартовать уже в ближайшие 20–30 лет, считают в NASA.

7. Самые древние следы.

Как давно появилась жизнь на Земле и где именно — одна из самых старых и ожесточенных дискуссий в научном мире.

В 2017 году группа австралийских и новозеландских ученых подбросила в этот костер немного дровишек. Они обнаружили на севере Австралии — в регионе, где некогда действовало несколько вулканов,— останки древних микроорганизмов, возраст которых составляет около 3,48 млрд лет.

Это как минимум на 580 млн лет больше, чем у любой другой аналогичной находки в истории наук. Следовательно, мы до сих пор неверно оценивали возраст жизни на Земле, заключают исследователи. Мы ошибались всего-навсего на полмиллиарда лет.

8. Иллюзорность бытия.

Австралийские физики Эндрю Траскотт и Роман Хакимов потрясли научную общественность, осуществив на практике знаменитый мысленный эксперимент Уилера, который в сущности доказывает, что реальности не существует. До тех пор, пока ее не “измерит” сторонний наблюдатель. По крайней мере, в квантовом мире.

Суть эксперимента заключается в наблюдении за поведением объекта, который может повести себя и как частица, и как волна. Согласно общепринятой логике, объект изначально является либо частицей, либо волной. Таким образом, на его природу никак не влияют сторонние наблюдения.

Американский физик-теоретик Джон Уилер предположил, что на самом деле это не так, и предложил эксперимент, проверяющий гипотезу, еще в 1970‑х. Однако тогда у ученых не было технических средств для его осуществления.

Теперь же, используя современное оборудование, австралийские физики Траскотт и Хакимов использовали атом гелия охлажденным до состояния конденсата Бозе—Эйнштейна, в котором становится возможным наблюдение за квантовыми эффектами.

Его эксперименты, по крайней мере на квантовом уровне, подтверждают, что наблюдения имеют решающее значение для природы объекта, а будущие измерения влияют на его прошлое.

О том, что квантовые эффекты вполне реальны, можно судить и по появлению первых квантовых компьютеров, но эксперимент Траскотта и Хакимова заходит дальше. По сути, он доказывает, что реальности не существует, пока мы ее не наблюдаем. Осталось понять, действуют ли те же законы и на макроуровне.

9. Электрический грузовик.

Казалось бы, зачем заниматься проблемами наземных транспортных перевозок, если у тебя на столе — проект колонизации Марса? Илон Маск считает иначе.

Для него вопрос электротранспорта важен как ключевое звено в создании новой, экономически эффективной и экологически чистой энергетики. К тому же эти технологии могут позже пригодиться и в ходе колонизации Марса.

Осенью 2017 года Маск представил следующий революционный продукт своей второй компании Tesla. Электрический тягач Tesla Semi может похвастаться не только футуристическим дизайном, но и впечатляющими 500 км запаса хода от одной зарядки.

Semi выглядит так, словно сошел со страниц комиксов. Внутри — тоже сплошная революция. Чего стоит хотя бы место водителя, размещенное по центру кабины.

Грузовик будет стоить нешуточные $ 150 тыс. Скептики ворчат, что тягач слишком дорог, к тому же может проехать лишь 500 км без розетки (700–800 км в топовой версии). Но Маск делает расчет не на дальнобойщиков, а на локальные перевозки. И судя по тому, что заказы на сотни грузовиков уже разместили UPS, PepsiCo и DHL, он не прогадал.

10. Бог повсюду.

Американский физик Грегори Матлофф наделал много шума, опубликовав работу, в которой доказывает, что Вселенная может представлять собой гигантский организм, наделенный сознанием.

Теория о сознании Вселенной не нова, но раньше ее исследовали преимущественно философы и богословы. В то время как Матлофф опирается на анализ движения звезд, предлагая доказательство того, что по крайней мере некоторые из них могут самостоятельно контролировать свой путь через галактики.

Да, у звезд нет нейронов и других элементов, которым приписывают сознание, однако в составе “холодных” звезд, таких как наше Солнце, встречаются простые молекулы. Возможно, именно с этим связан тот факт, что холодные звезды движутся с несколько большей скоростью относительно галактического центра, нежели их горячие сестры. Некоторые звезды также демонстрируют загадочные выбросы энергии, возможно, используемые как средство изменения траектории движения.

Возможно, существует некое поле “протосознания”, которое связано с молекулярным миром с помощью неких квантовых эффектов, предполагает Матлофф.

Работа Матлоффа интересна тем, что увязывает существующие представления о возможной квантовой природе сознания с гипотезами о том, что сознание как таковое может быть вовсе не эксклюзивной особенностью биологических организмов.