В начале времени и в центре каждой чёрной дыры находится точка бесконечной плотности, называемая сингулярностью. Чтобы исследовать эту загадку, мы берём всё, что знаем о пространстве, времени, гравитации и квантовой механике, и применяем это к месту, где все эти знания и формулы перестают работать. Пожалуй, во Вселенной нет ничего, что могло бы бросить больший вызов воображению. Физики до сих пор верят, что если им удастся придумать связное объяснение тому, что происходит в сингулярностях и вокруг них, то их посетит откровение — новое понимание того, из чего состоят пространство и время.

В конце 1960-х годов некоторые физики предположили, что сингулярности могут быть окружены областью беспорядочного хаоса, где пространство и время бессистемно расширяются и сжимаются. Чарльз Миснер из Университета Мэриленда назвал эту область «вселенной миксмастера», в честь популярной в то время линии кухонной техники. Если бы астронавт упал в чёрную дыру, «можно представить, как она перемешает части тела астронавта, подобно тому как миксмастер или взбиватель яиц перемешивает желток и белок яйца», — писал позже Кип Торн, лауреат Нобелевской премии по физике.

Когда вы какаете, ваш организм выбрасывает из кишечника сотни миллиардов микробов, в том числе множество «полезных бактерий», которые помогают поддерживать кишечник и все остальные органы в отличной форме. В 1958 году врачи использовали эти знания для проведения первой современной трансплантации фекальной микробиоты: когда с помощью процедуры колоноскопии людям с проблемами кишечника пересаживается группа микробов из кала здорового донора. Результаты оказались чудесными. Пересадка восстановила недостаток здоровых микробов у реципиентов, увеличив количество «хороших» микробов в их кишечнике. На первых порах подобная пересадка проводилась только для людей с тяжёлыми бактериальными инфекциями или дисбалансом кишечника из-за недостатка полезных бактерий.

Однако, когда исследователи начали понимать, насколько важен здоровый микробиом кишечника для психического здоровья, эту процедуру стали тестировать на людях с тяжёлыми психическими расстройствами, такими как депрессия. Положительные результаты исследований показали, что восстановление сбалансированного микробиома может, как по нажатию кнопки, поменять состояние человека — так проявила себя чёткая связь между микробами кишечника и настроением.

• Инженеры открыли новый класс материалов, которые пассивно собирают воду из воздуха

• Разработаны инфракрасные контактные линзы, позволяющие видеть в темноте даже с закрытыми глазами

• Всего три ночи плохого сна могут навредить вашему сердцу — исследование

• Учёные из ЦЕРНа создали контейнер для перевозки антиматерии за пределами лаборатории

• В США одобрен первый анализ крови на болезнь Альцгеймера

Недавно я использовал искусственный интеллект для создания ужасного белка. Следуя пошаговым инструкциям, я создал элементарную модель белкового языка (PLM) — инструмент искусственного интеллекта (ИИ), который выдаёт не слова, а белковые последовательности. С помощью пары строк скопированного из другого места кода я попросил модель придумать короткую последовательность аминокислот.

Я не знал, насколько плох мой белок, пока не спросил AlphaFold, предсказателя структуры белка от Google DeepMind, как он выглядит. В предсказанной структуре были спирали, петли и другие реалистичные элементы. Но AlphaFold очень мало доверял своему предсказанию — знак того, что мою молекулу, вероятно, не получится создать в клетках в лаборатории, не говоря уже о том, чтобы она смогла делать что-то полезное.

Спустя почти два тысячелетия после расцвета Римской империи некоторые из её сооружений всё ещё стоят. Эти чудеса выдержали испытание временем: Пантеон в Риме, римские акведуки в Сеговии, Испания, и римские бани в Англии.

Долговечность этих сооружений во многом объясняется римским бетоном. Но что делает римский бетон таким особенным? Что такого в этом материале, что позволило сооружениям простоять тысячи лет?

Исследователи до сих пор ломают голову над тем, как именно был изготовлен римский бетон, но у них есть несколько подсказок, в том числе многие ингредиенты, входящие в его состав, и то, что он самовосстанавливается после дождя.

По оценкам, более 60 миллионов человек живут с деменцией, что приводит к смерти более 1,5 миллиона человек в год и ежегодно обходится мировой экономике здравоохранения примерно в 1,3 триллиона долларов США.

Несмотря на десятилетия научных исследований и миллиарды инвестиций, от деменции до сих пор нет лекарства. Но как же старая поговорка о том, что профилактика лучше лечения? Можно ли предотвратить деменцию? И если да, то в каком возрасте следует принимать меры для этого?

Несмотря на превалирующее мнение, деменция — это не просто неизбежное следствие старения или генетики. По оценкам специалистов, до 45 % случаев деменции потенциально можно предотвратить, если снизить воздействие 14 модифицируемых факторов риска, встречающихся у людей по всему миру.

Когда-то ожирение было заброшенной областью медицины, и некоторые сомневались, стоит ли вообще рассматривать это состояние как биологическое расстройство. Но появление нового класса препаратов, подавляющих аппетит, таких как Ozempic и Wegovy, превратило лечение ожирения в наиболее интересную с научной точки зрения и коммерчески прибыльную область здравоохранения.

Эти препараты приводят к резкому снижению веса, меняют восприятие и, согласно ряду результатов, объявленных на Европейском конгрессе по ожирению (ECO) в Малаге на этой неделе, обещают преимущества для здоровья, которые выходят далеко за рамки контроля веса.

«Это была необычная неделя», — сказала профессор Сьюзан Джебб, специалист по питанию в области общественного здравоохранения из Оксфордского университета, занимающаяся исследованиями в области лечения ожирения с 1980-х годов и представившая результаты на встрече ECO.

С ребёнком Кайла и Николь Малдун что-то было не так.

Врачи строили догадки. Может быть, это менингит? Может, сепсис?

Они получили ответ, когда Кей-Джею была всего неделя от роду. У него было редкое генетическое заболевание — дефицит CPS1, которым страдает лишь один из 1,3 миллиона младенцев. Если бы он выжил, у него были бы серьёзные задержки в психическом и умственном развитии, и в конечном итоге ему потребовалась бы пересадка печени. Но половина всех младенцев с этим заболеванием умирает в первую неделю жизни.

Врачи Детской больницы Филадельфии предложили Малдунам комфортный уход за их ребёнком и возможность отказаться от агрессивного лечения перед лицом мрачного прогноза.

«Мы любили его и не хотели, чтобы он страдал», — говорит г-жа Малдун. Но они с мужем решили дать Кей-Джею шанс.

Вместо этого Кей-Джей вошёл в историю медицины. Малыш, которому сейчас 9 1/2 месяцев, стал первым пациентом любого возраста, которому, по словам его врачей, была проведена индивидуальная процедура редактирования генов. Он получил инфузию, сделанную специально для него и предназначенную для устранения его личной мутации.

Идея о том, что деревья общаются друг с другом во время затмения и синхронизируют своё поведение, о чём много писали в последнее время, весьма убедительна. Захватывающая идея возникла в результате исследования биоэлектрических сигналов у елей (Picea abies) в итальянских Доломитовых горах во время 2-часового частичного солнечного затмения. Но многих исследователей не убедили эти выводы. Они утверждают, что количество исследованных деревьев ничтожно мало и что существуют более правдоподобные объяснения полученных результатов.

• Учёные готовят «супердерево» в качестве экологичной альтернативы стали и бетону

• Прорывная система позволяет гуманоидным роботам копировать движения человека в режиме реального времени

• Инженеры создали новый способ кодирования и декодирования цифровой информации с помощью синтетических молекул, похожих на пластик

• Декодеры дельфиньих сигналов выиграли приз в $100 000 долларов

• Исследователи представили самовосстанавливающуюся электронную кожу, открывающую путь к более прочным носимым устройствам

Более 60 лет назад поиск внеземного разума (SETI) официально начался с проекта «Озма» в обсерватории Гринбэнк в Вест-Бэнке, штат Вирджиния. Под руководством известного астронома Фрэнка Дрейка (знаменитого своим уравнением Дрейка) с апреля по июль 1960 года с помощью 25-метровой антенны обсерватории велось наблюдение за Эпсилон Эридана и Тау Кита — двумя близкими звёздами, похожими на Солнце. С тех пор было проведено множество исследований на разных длинах волн в поисках признаков технологической активности (так называемых «техносигнатур») вокруг других звёзд.

Хотя убедительных доказательств существования иной развитой цивилизации пока не найдено, учёные не исключают такую возможность. В своей недавней статье ветеран НАСА Ричард Х. Стэнтон описывает результаты многолетнего исследования более 1300 звёзд, похожих на Солнце, на предмет наличия оптических сигналов, полученных SETI. Как он указывает, это исследование выявило два быстрых идентичных импульса от солнцеподобной звезды на расстоянии около 100 световых лет от Земли, которые совпадают с аналогичными импульсами от другой звезды, наблюдавшимися четыре года назад.

Что, если бы вся наша планета обрела сознание? Человечество находится на борту корабля, бороздящего просторы Млечного Пути, — космического корабля «Земля», как его с удовольствием описывали Генри Джордж, Кеннет Боулдинг, Бакминстер Фуллер и другие. Но эти мыслители использовали эту фразу лишь для того, чтобы обозначить ограничения, накладываемые на человеческие общества в относительно закрытой системе с устойчивым состоянием. Они просто подразумевали, что наша экономика может расти только до тех пор, пока не столкнётся с очень реальными ограничениями ресурсов нашей крошечной планеты, парящей в огромной пустоте космоса.

Безусловно, растущие масштабы экологического опустошения, которое люди устраивают на нашей планете, заставляют обратить внимание на эти соображения.

Но что, если космический корабль «Земля» сам по себе развивает единое эмерджентное сознание, и даже уже создал большую часть инфраструктуры для его поддержки? Я называю эту идею «гипотезой гайяцефалии», в знак уважения к «гипотезе Гайи», выдвинутой Джеймсом Лавлоком, Линн Маргулис и другими, в которой утверждается, что взаимосвязанные экологические системы Земли можно рассматривать как единый организм.

Одомашнивание сделало кошек и собак более разнообразными, но в то же время удивительно похожими друг на друга, что серьёзно сказывается на их здоровье и благополучии, показывают новые исследования.

На первый взгляд кажется, что у персидских кошек и мопсов не так уж много общего. Одна — кошка, другая — собака, а между ними — 50 миллионов лет эволюции. Но когда биолог-эволюционист Эбби Грейс Дрейк и её коллеги просканировали 1 810 черепов кошек, собак и их диких родственников, они обнаружили нечто странное. Несмотря на далёкое прошлое, многие породы кошек и собак демонстрируют поразительное сходство в форме черепа.

• Исследование показывает, что мы не просто слушаем музыку, а «становимся ею»

• Кровь человека, пережившего 200 укусов змей, помогла создать мощное противоядие

• Учёные нашли в организме переключатель для регенерации важнейших клеток, связанных со зрением

• Учёные разработали метод МРТ, позволяющий определить, не стареет ли ваше сердце слишком быстро

• Учёные научились печатать полимеры внутри живых организмов с помощью звука

«Я только решил, что выбрался, а меня продолжают затягивать обратно!» С лукавой ухмылкой, к которой я скоро привыкну, Пол Гинспарг цитирует Майкла Корлеоне из «Крёстного отца». У Гинспарга, профессора физики Корнельского университета и стипендиата Макартура, может быть, и мало общего с мафиози в исполнении Аль Пачино, но обоих объединяет чувство, что им отказали в изящном уходе из созданной каждым из них организации.

Почти 35 лет назад Гинзпарг создал arXiv, цифровое хранилище, где исследователи могли делиться своими новыми результатами — до того, как эти результаты уходили на систематические обзоры или проверки. Зайдите сегодня на сайт arXiv.org (он произносится как «архив»), и вы всё ещё увидите его старый дизайн в стиле Web 1.0 с красным баннером и печатью Корнельского университета, который является институциональным домом платформы. Но за непритязательным фасадом arXiv скрывается тектоническая перестройка, которую он вызвал в научном сообществе. Если бы arXiv перестал функционировать, учёные со всех уголков планеты испытали бы немедленное и глубокое потрясение. «Все математики и физики пользуются им, — сказал мне Скотт Ааронсон, компьютерный учёный из Техасского университета в Остине. — Я этот сайт сканирую каждый вечер».

Аналитики, занимающиеся вопросами целостности научных исследований, предупреждают, что «похитители журналов» — компании, приобретающие научные журналы у авторитетных издательств, — превращают достойные некогда издания в низкокачественные публикации с сомнительной практикой.

В анализе, опубликованном в январе в репозитории препринтов Zenodo1, исследователи выявили три десятка журналов, которые попали в затруднительное положение после того, как их купила сеть недавно созданных международных компаний, не имеющих опыта работы в издательском бизнесе. После проведённого расследования научная база данных Scopus исключила эти журналы из своего индекса.

«Мы обнаружили по меньшей мере 36 журналов, но думаем, что их может быть больше», — говорит соавтор исследования Альберто Мартин-Мартин, специалист по информатике из Университета Гранады (Испания). Nature удалось связаться с одной из компаний, названных в исследовании, — издательством Oxbridge, которое оспаривает обвинения.

В наше время, когда мы изо всех сил пытаемся соответствовать ожиданиям общества в отношении продуктивности, производительности и оптимизации времени, правильно ли, что наши роботы-пылесосы и другие «умные» приборы бездействуют большую часть дня?

Специалисты по информатике из Университета Бата (Великобритания) считают, что нет. В своей новой работе они предлагают более 100 способов использования скрытого потенциала наших роботизированных устройств. По мнению исследователей, эти устройства можно перепрограммировать на выполнение полезных задач по дому помимо их основных функций, заставляя их двигаться в то время, в которое они обычно простаивают.

Новые функции могут включать в себя игру с кошкой, полив растений, перенос продуктов из машины на кухню, доставку завтрака в постель и закрытие окон во время дождя.

После Большого взрыва в ранней Вселенной появились водород, гелий и небольшое количество лития. Позже в звездах образовались некоторые более тяжелые элементы, в том числе железо. Но одна из самых больших загадок астрофизики заключается в следующем: как возникли и распространились по Вселенной первые элементы тяжелее железа, такие как золото?

«Это довольно фундаментальный вопрос с точки зрения происхождения сложной материи во Вселенной, — говорит Анирудх Патель, докторант Колумбийского университета в Нью-Йорке. — Это интересная головоломка, которая до сих пор [полностью] не решена».

Патель возглавил исследование, в котором на основе архивных данных 20-летней давности, полученных с телескопов НАСА и ЕКА, были найдены доказательства удивительного источника большого количества этих тяжелых элементов: вспышки от сильно намагниченных нейтронных звезд, называемых магнетарами. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.

• Почти четверть обломков от столкновения метеоритов с Луной в конечном итоге попадает на Землю

• Технология бурения НАСА прошла испытания на Луне

• Американские учёные разгадали 100-летнюю загадку кристалла

• Учёные считают, что впервые стали свидетелями «планетарного самоубийства»

• Учёные используют окаменелый коллаген для создания первой в мире кожи тираннозавра

Однажды вечером 1951 года астроном Уильям Уилсон Морган возвращался домой из обсерватории Йеркс в Висконсине, когда он посмотрел на ночное небо и испытал «вспышку вдохновения... творческий интуитивный всплеск». Это была разгадка одной из величайших тайн астрономии.

Наблюдаемая Вселенная содержит миллиарды, возможно, даже триллионы галактик. В скромный телескоп можно разглядеть их разнообразные формы — спирали, эллипсоиды и другие с нерегулярной структурой. Но как насчёт нашей собственной галактики, Млечного Пути?

Морган вычислял расстояния от Земли до групп больших, горячих, ярких звёзд, которые сегодня называют OB-ассоциациями. Он знал, что в спиральных галактиках эти скопления располагаются в рукавах. Вглядываясь в небо во время прогулки домой, он обнаружил знакомые точки звёздных OB-ассоциаций. Но на этот раз плоское изображение ночного неба слилось в его сознании с расстояниями до звёзд, которые он вычислил и запомнил, и ожило в трёхмерном виде. Морган увидел: звезды ассоциации OB расположены в длинной нити — рукаве нашей спиральной галактики.