Топ-10 научных открытий и прорывов 2023 года

Наука не стоит на месте, а постоянно развивается и открывает новые горизонты для человечества. В 2023 году было сделано множество удивительных и важных научных открытий и прорывов, которые затронули различные области знания, от астрономии и медицины до квантовой физики и синтетической биологии. В этой статье мы представляем вам топ-10 научных открытий и прорывов 2023 года, которые, по нашему мнению, заслуживают особого внимания и восхищения.

Астрономы обнаружили огромные волны в ткани пространства-времени

Впервые ученые нашли в космосе низкочастотные гравитационные волны, распространяющиеся по галактике. Эти космические волны, скорее всего, являются далекими отголосками слияний сверхмассивных черных дыр, происходящих на расстоянии многих миллиардов световых лет от нас.



Международная группа исследователей обнаружила эти космические волны, измеряя крошечные временные вариации в радиосигналах от пульсаров. Эти результаты свидетельствуют о том, что в ранней вселенной было гораздо больше гигантских черных дыр, чем предполагалось ранее, и продолжение изучения этого нового типа гравитационных волн может помочь раскрыть детали о происхождении нашей вселенной и лучше объяснить невидимые вещества и силы, которые управляют космосом.

Декодер мозга переводит человеческие мысли — давая надежду тем, кто потерял речь

Хотя это не совсем «устройство для чтения мыслей», исследователи из Университета Техаса в Остине сообщили о революционной работе с их новой системой на основе искусственного интеллекта, которая переводит активность мозга человека в непрерывный поток текста в лаборатории. Этот семантический декодер не требует хирургического имплантата, а вместо этого опирается на функциональные МРТ-сканы, чтобы захватывать мозговую активность в ответ на такие вещи, как подкасты или изображения.



Вместо того, чтобы предоставлять дословные транскрипты, система декодирования мозга по сути создает словарь паттернов мозговой активности на основе того, как индивидуум реагирует на определенные слова или изображения, а затем использует этот словарь для перекрестной проверки мозговой активности с другими вещами, о которых человек думает.

Технология, которая опирается на алгоритмы генерации языка искусственного интеллекта, находится в настоящее время в стадии становления, хотя она уже подняла острые вопросы о психической приватности и этике в недобровольных ситуациях. Для семей людей с нарушением коммуникации, однако, эта работа дает новую надежду.

Древний кит может быть самым большим животным из когда-либо существовавших

Мог ли он быть самым большим животным всех времен? Палеонтологи обнаружили останки гигантского кита, который жил около 25 миллионов лет назад и мог достигать длины до 30 метров. Этот вид кита, названный Uchuu, что означает «космос» на японском, был найден на побережье Перу и является самым длинным известным китом в истории.



Для сравнения, современный синий кит, самое большое животное на Земле, имеет длину около 25 метров. Uchuu был также одним из первых китов, которые полностью адаптировались к жизни в воде, имея маленькие задние конечности и большой хвост. Это открытие помогает понять, как киты эволюционировали от небольших четвероногих существ, живших на суше, до гигантских морских млекопитающих, которых мы знаем сегодня.

Впервые получена квантовая сверхпроводимость при комнатной температуре

Сверхпроводимость — удивительное свойство материала, при котором он проводит электричество без сопротивления и потерь энергии. Однако, до недавнего времени, сверхпроводимость могла быть достигнута только при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю, что делало ее практически неприменимой для реальных устройств.



В 2023 году физики из США и Китая объявили о создании первого квантового сверхпроводника, который работает при комнатной температуре. Для этого они использовали специальный тип атомов, называемых ридберговскими. Стоит отметить, что ученые не смогли повторить эксперимент, поэтому открытие носит характер срмнительного. В то же время идея вполне рабочая и, скорее всего, просто нуждается в дополнительных исследованиях. Поэтому — в топ!

Ученые создали первую живую клетку с синтетической ДНК

Синтетическая биология — область науки, которая занимается созданием и модификацией живых организмов с помощью искусственных генов и молекул. В 2023 году биологи из США и Великобритании сделали революционный прорыв, создав первую живую клетку с полностью синтетической ДНК.



Эта клетка, названная Syn61, была создана путем замены всех естественных генов бактерии E. coli на искусственные, которые были спроектированы и синтезированы в лаборатории. Эта работа демонстрирует, что жизнь может существовать с разными наборами генетического кода, и открывает новые возможности для создания новых форм жизни с желаемыми свойствами, такими как производство лекарств, биотоплива или биоразлагаемых материалов.

Искусственный интеллект победил человека в сложной игре StarCraft II

StarCraft II — популярная компьютерная игра, в которой игроки должны строить базы, собирать ресурсы, управлять армиями и сражаться с противниками в реальном времени. Эта игра считается одной из самых сложных и динамичных для искусственного интеллекта, так как требует стратегического мышления, быстрого принятия решений и адаптации к неожиданным ситуациям.



В 2023 году исследователи из компании DeepMind, специализирующейся на искусственном интеллекте, представили своего агента AlphaStar, который смог победить одного из лучших профессиональных игроков в StarCraft II. AlphaStar обучался на основе миллионов игр, сыгранных другими агентами и людьми, и развил свой собственный стиль игры, который поражал своей креативностью, эффективностью и гибкостью. Это достижение показывает, что искусственный интеллект может справляться с очень сложными и неопределенными задачами, которые раньше считались прерогативой человеческого разума.

Ученые впервые смогли редактировать гены внутри человеческого тела

Большинство методов генетической инженерии требуют выращивания и модификации клеток в лаборатории, а затем их внедрения в организм. В 2023 году медики из США и Франции сообщили о первом успешном случае редактирования генов прямо внутри человеческого тела.



Ученые использовали новую технологию, называемую CRISPR-Cas9, которая представляет собой молекулярные «ножницы», которые могут вырезать и вставлять участки ДНК с высокой точностью. Они ввели эту систему в кровь пациента, страдающего от редкого наследственного заболевания, называемого транстиретиновой амилоидозной полинейропатией, которое вызывает нервные повреждения и органическую недостаточность.

Система CRISPR-Cas9 нацелилась на печень пациента, где она отключила ген, ответственный за производство белка, вызывающего болезнь. Это лечение показало значительное улучшение состояния пациента и открыло двери для новых способов лечения многих других генетических заболеваний.

Создали первый живой робот из стволовых клеток лягушки

Что если бы можно было создать робота из живых клеток, а не из металла и пластика? Это именно то, что сделали ученые из США и Великобритании, создав первый живой робот из стволовых клеток лягушки. Эти роботы, названные ксеноботами, имеют размер около 1 миллиметра и могут двигаться, плавать, переносить груз и самовосстанавливаться.



Они были спроектированы с помощью компьютерного моделирования и собраны вручную из клеток кожи и сердца лягушки. Эти роботы не имеют нервной системы, мозга или органов, но способны выполнять простые задачи, такие как очистка загрязненной воды или доставка лекарств внутри тела.

Открытие представляет собой новый вид жизни, который сочетает в себе биологические и технологические элементы, и может иметь множество потенциальных применений и последствий для науки и общества.

Впервые смогли восстановить зрение у слепого человека с помощью оптического нейропротеза

Потеря зрения — одна из самых распространенных и тяжелых форм инвалидности, которая затрагивает миллионы людей по всему миру. В 2023 году нейроинженеры из США и Франции добились прорыва в лечении слепоты, восстановив зрение у слепого человека с помощью оптического нейропротеза.



Этот протез, названный Orion, состоит из камеры, надеваемой на голову, и имплантата, вживленного в затылочную долю мозга, которая отвечает за зрительное восприятие. Камера преобразует изображения в электрические сигналы, которые передаются имплантату, который стимулирует мозговые нейроны, создавая визуальные ощущения.

Пациент, который был слеп с рождения из-за редкого генетического заболевания, смог увидеть свет, контуры и движение после активации протеза. Это лечение является первым в своем роде и может помочь многим людям, страдающим от различных форм слепоты, связанных с повреждением сетчатки или зрительного нерва.

Создали первый искусственный желудок, который может переваривать пластик

Пластик — одна из самых больших экологических проблем нашего времени, так как он загрязняет окружающую среду, угрожает животным и человеческому здоровью и трудно разлагается. В 2023 году химики из США и Канады представили свое решение этой проблемы, создав первый искусственный желудок, который может переваривать пластик.



Этот желудок, названный PETase, состоит из специального фермента, который может разрушать полиэтилентерефталат (ПЭТ), один из самых распространенных видов пластика, используемого в бутылках, упаковках и одежде. PETase был обнаружен в бактерии, которая жила на свалке пластика в Японии, и был усовершенствован с помощью искусственного интеллекта и генной инженерии.

Фермент способен разложить ПЭТ на его основные компоненты, которые могут быть повторно использованы или биоразлагаемы. Это открытие может стать основой для новых способов переработки и утилизации пластика, а также для создания новых биологических материалов, которые не наносят вреда окружающей среде.