Биологические структуры существуют в широком диапазоне масштабов. На одном конце находятся целые организмы, размеры которых варьируются от бактерий, диаметр которых составляет всего несколько микрометров, до млекопитающих, размеры которых измеряются в метрах.

Одним из самых маленьких известных цельных организмов является бактерия Mycoplasma genitalium, размер которой составляет примерно 200 нм. Напротив, сеть мицелия Armillaria ostoyae в национальном лесу Малхер в Орегоне, возможно, является самым большим живым организмом, занимая площадь почти 10 кв.км. и веся около 35 000 тонн.

Эти организмы можно увидеть невооружённым глазом или с помощью простых световых микроскопов, которые используются с середины 1600-х годов. На другом конце спектра находятся атомы, аминокислоты и белки, размер которых колеблется от нанометров до их десятых долей (ангстремов).

• Крупнейший в мире рентгеновский лазер обнаружил ранее неизвестный тип льда, который остаётся твёрдым при комнатной температуре

• Таинственное свечение в центре Млечного Пути может изменить одну из основных космических теорий

• Нанопористый кремний генерирует электричество за счёт трения с водой

• Растения самоорганизуются в незаметном на первый взгляд порядке, и эти закономерности возникают в разных частях природы

• Учёные создали искусственные нейроны, которые работают как настоящие

Возможно, это немного похоже на научную фантастику, но небольшая группа исследователей добивается реальных успехов в попытках создать компьютеры из живых клеток.

Добро пожаловать в странный мир биовычислений. Среди лидеров в этой области — группа учёных из Швейцарии, с которыми я встретилась. Они надеются, что однажды мы увидим центры обработки данных, заполненные «живыми» серверами, которые будут копировать аспекты обучения искусственного интеллекта (ИИ) и потреблять лишь небольшую часть энергии, по сравнению с существующими сегодня.

Такова концепция доктора Фреда Джордана, соучредителя лаборатории FinalSpark, которую я посетила. Мы все привыкли к понятиям «аппаратное обеспечение» и «программное обеспечение» в компьютерах, которые мы используем в настоящее время. Доктор Джордан и другие специалисты в этой области используют для обозначения того, что они создают, несколько удивительный термин «wetware» («мокрое обеспечение»).

В 1977 году на рынке появились три новых микрокомпьютера, которые оторвались от корней отрасли «компьютеров для хобби»: Apple II, Commodore PET и Tandy/Radio Shack TRS-80. Гораздо позже, в 1990-х годах, журналисты и историки стали с почтением называть эту группу «Троицей». Хотя все три машины имели разное происхождение и разные траектории развития (например, Apple в 1978 году казалась аутсайдером, но затем превзошла всех своих конкурентов), отличительность компьютеров поколения 1977 года – это не просто ретроспективная оценка более поздних авторов. Журналисты-любители того времени признали, что с появлением Троицы на сцену вышло нечто вроде «бытового» компьютера (сродни бытовой технике), «полностью отделившегося от коммерческих и любительских компьютерных систем, требующих от операторов технических навыков и преданности делу, и вышедшего на потребительский рынок, где от покупателей не требуется никаких квалификаций»[1].

Хитроумный математический инструмент, известный как виртуальные частицы, раскрывает странные и загадочные внутренние механизмы работы субатомных частиц. Без этого инструмента то, что происходит с этими частицами внутри атомов, осталось бы необъяснимым. Расчёты с использованием виртуальных частиц предсказывают странное поведение субатомных частиц с такой поразительной точностью, что некоторые учёные считают, что «они действительно должны существовать».

• Новый анализ крови позволяет выявить рак на 10 лет раньше

• Радиотелескоп MeerKAT демонстрирует невидимые кольца Млечного Пути

• Математики создают наземные телескопы, успешно конкурирующие с космическими обсерваториями

• Загадка фотосинтеза наконец-то решена спустя несколько десятилетий

• Экспериментальная «супервакцина» остановила рак в лабораторных условиях

Коперниканский принцип, названный в честь Николая Коперника (который предложил гелиоцентрическую модель Вселенной), гласит, что Земля и люди не занимают привилегированного места во Вселенной. С космологической точки зрения это означает, что Земля является представителем нормы, а жизнь, вероятно, существует по всему космосу. Хотя наши попытки найти внеземную жизнь (область исследований, известная как астробиология), пока не принесли результатов, эти попытки были ограничены в своём масштабе. В результате учёные вынуждены строить предположения, основываясь на единственной известной планете, поддерживающей жизнь, — Земле.

На протяжении десятилетий учёные, участвующие в проекте поиска внеземного разума (SETI), исследовали галактику, пытаясь найти признаки наличия искусственных радиопередач. Начиная с проекта Ozma в 1960 году, астрономы использовали радиоантенны для прослушивания возможных передач из других звёздных систем или галактик. Кульминацией этих усилий стал запущенный в январе 2016 года проект Breakthrough Listen, самый комплексный проект SETI на сегодняшний день. Этот проект объединяет наблюдения радиоволн из обсерваторий Грин-Бэнк и Паркс, а также наблюдения в видимом свете из Automated Planet Finder (APF).

Над швейцарским лугом и по его лесистым окраинам дрон протянул огромный ватный тампон, свисавший на 4-метровом тросе. По пути увлажнённый тампон собрал следы жизни: смесь отслоившейся кожи и шерсти, слизь, слюну и брызги крови, пыльцу и споры грибов.

Позже биологи использовали секвенатор размером с телефон, чтобы преобразовать ДНК ландшафта в код, выявив десятки и десятки видов, некоторые из которых находятся под угрозой исчезновения, а некоторые являются инвазивными. Исследователи никогда не видели ос, клопов или бражников, чьи генетические сигнатуры они собрали. Но все эти живые существа, как и многие другие, там присутствовали.

Исследователи из Швейцарского федерального института леса, снега и ландшафта проводили полевые испытания нового подхода к мониторингу биоразнообразия, в данном случае для картографирования жизни насекомых в различных видах растительности. Они составляют одну из многих команд, которые в настоящее время используют набор технологий для отслеживания природы с разрешением и скоростью, которые когда-то были невообразимы для таксономистов. «Мы знаем гораздо больше о том, что происходит, — сказала мне Камилла Альбуи, эколог из ETH Zurich и член команды, — даже если многое всё ещё ускользает от нас».

Нашу Солнечную систему окружает естественный и малоизученный космический щит, называемый гелиосферой — и для того, чтобы астрономы смогли изучить её получше, была запущена новая миссия.

Созданная солнечным ветром — постоянным потоком заряженных частиц, истекающих от Солнца, — гелиосфера действует как огромный пузырь, который защищает планеты нашей Солнечной системы от космической радиации, пронизывающей Млечный Путь, нашу родную галактику.

В дополнение к защитному магнитному полю Земли гелиосфера играет главную роль в поддержании жизни на нашей планете и, возможно, на других, на которых она когда-то существовала, например на Марсе.

• Астрономы, наконец, нашли «ветер», испускаемый гигантской чёрной дырой в центре Млечного Пути

• Телескоп «Уэбб» нашёл свидетельства того, что чёрная дыра пронеслась сквозь далёкую галактику, оставив за собой след

• «Тёмная сторона» Луны также оказалась и её холодной стороной

• Новое исследование подтверждает: на Марсе когда-то был океан

• «Уэбб» обнаружил гигантскую звезду, готовую взорваться

Вопрос о том, существует ли пространство-время, не кажется ни спорным, ни концептуально сложным, учитывая определения «пространства-времени», «событий» и «моментов». Идея о существовании пространства-времени не более состоятельна, чем устаревшее представление о небесной сфере: обе эти идеи являются ориентированными на наблюдателя моделями, которые мощны и удобны для описания мира, но ни одна из них не представляет саму реальность.

Изучение происхождения нашей Вселенной — это в некотором роде сражение с фундаментальными сущностями типа вопроса о курице и яйце. Мы знаем, что Большой Взрыв произошёл. Космологи видят его послесвечение в небе. Но никто не знает, существовали ли законы физики или даже само время до этого момента. Мы также не можем сказать точно, что случилось потом. Очерёдность, в которой формировались небесные объекты в самой ранней Вселенной — предмет бурных обсуждений.

Долгое время после Большого Взрыва не могло образоваться почти ничего. Всё пространство было пронизано бурлящей плазмой. Слишком жарко и хаотично, чтобы какая-либо структура могла сформироваться. Прошли сотни тысяч лет, прежде чем даже крошечный атом водорода смог бы не развалиться. Ещё через 100 миллионов лет или около того, огромные облака водорода сконденсировались, и вспыхнули, появившись на свет, первые звёзды. Большинство космологов считают, что эти звёзды были первыми крупными, свободно плавающими структурами, которые осветили нашу Вселенную, и что чёрные дыры появились позже. Но некоторые предположили, что всё было наоборот.

Небольшие фрагменты породы могут раскрыть многое, когда их анализируют с помощью мощных лабораторных инструментов. Новое исследование крошечных фрагментов астероида Рюгу, собранных миссией «Хаябуса-2» (JAXA), показало, что вода протекала по нему более чем через миллиард лет после его формирования. Это новое открытие опровергает прежнее понимание того, что астероиды демонстрировали водную активность только на самых ранних этапах формирования Солнечной системы.

Когда миссия «Хаябуса-2» (JAXA) доставила образцы с астероида Рюгу, исследователи с нетерпением ждали доступа к ним. После того как JAXA провела первоначальный анализ, образцы стали доступны, и учёные со всего мира подали исследовательские заявки. Работа кипит, и в научных журналах продолжают появляться различные исследования.

Поиск пригодных для жизни планет в других звёздных системах значительно продвинулся за последние десятилетия. На момент написания этой статьи астрономы подтвердили существование 5989 планет в более чем 4500 планетных системах, и ещё более 15 000 кандидатов ожидают подтверждения. В то же время обсерватории нового поколения, такие как космический телескоп «Джеймс Уэбб», совершили удивительные прорывы в описании экзопланет. К сожалению, учёные ещё не достигли того уровня, на котором они смогут чётко определять характеристики планет меньшего размера, расположеных близко к своим звёздам — там, где, вероятно, и находятся планеты, подобные нашей Земле.

Другими словами, поиск аналогов Земли (Земли 2.0) продолжается и зависит от развёртывания более мощных инструментов, таких как космический телескоп «Нэнси Грейс Роман» (RST). Но что, если сами инструменты можно улучшить путём пересмотра их конструкции? В новом исследовании группа под руководством профессора Хайди Ньюберг из Политехнического института Ренсселера (RPI) предложила построить телескоп с треугольным зеркалом вместо традиционного круглого. Они утверждают, что телескоп такой конструкции может обеспечить более простой путь к открытию обитаемых миров.

• Употребление жирной еды в течение всего 4 дней подряд нарушает работу памяти

• После формирования Солнечной системы химический состав Земли сформировался максимум за три миллиона лет

• Учёные приблизились к созданию голографических дисплеев, скомбинировав OLED с метаповерхностями

• Учёные создали «квантовые чернила» для систем ночного видения следующего поколения

• Новая частица теоретически может объяснить тёмную материю

Возможно, кошкам и приписывают репутацию независимых животных, но новые исследования показывают, что между нами существует уникальная связь, которую питает химия мозга.

Главным химическим веществом здесь является окситоцин, часто называемый «гормоном любви». Это то же химическое соединение, уровень которого резко повышается, когда мать качает на руках своего ребёнка или когда друзья обнимаются, укрепляя доверие и привязанность. И теперь исследования демонстрируют, что окситоцин важен и для связи между кошкой и человеком.

14 сентября 2015 года на Землю поступил сигнал, несущий информацию о паре далёких чёрных дыр, которые сблизились по спирали и слились. Сигнал путешествовал около 1,3 миллиарда лет, чтобы достичь нас со скоростью света, но он состоял не из света. Это был сигнал другого рода: колебание пространства-времени, называемое гравитационными волнами, впервые предсказанное Альбертом Эйнштейном за 100 лет до этого. В тот день десять лет назад двойные детекторы Лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (LIGO) впервые непосредственно зарегистрировали гравитационные волны. Коллаборации LIGO и Virgo объявили об этом миру в феврале 2016 года после шести месяцев анализа и проверки.

Это историческое открытие означало, что исследователи теперь могут «ощущать» Вселенную тремя различными способами. Волны света, такие как рентгеновские, оптические, радиоволны и другие длины волн, а также высокоэнергетические частицы, называемые космическими лучами и нейтрино, улавливались и раньше, но впервые учёные стали свидетелями космического события через его гравитационное искажение пространства-времени. За это достижение, впервые задуманное более 40 лет назад, трое основателей LIGO получили Нобелевскую премию по физике 2017 года: Райнер Вайсс из MIT (профессор физики, emeritus, недавно скончавшийся в возрасте 92 лет), Барри Бариш и Кип Торн из Калтеха.

Исследователи из Университета Мэна выдвинули теорию, что человечество может находиться в процессе серьёзных эволюционных изменений, вызванных не генами, а культурой.

В статье, опубликованной в журнале BioScience, Тимоти М. Уэринг, доцент кафедры экономики и устойчивого развития, и Закари Т. Вуд, исследователь в области экологии и наук об окружающей среде, утверждают, что культура вытесняет генетику как основную силу, определяющую эволюцию человека.

«Эволюция человека, похоже, меняет направление, — говорит Уэринг. — Когда мы учимся друг у друга полезным навыкам, институтам или технологиям, мы наследуем адаптивные культурные практики. Анализируя факты, мы видим, что культура решает проблемы гораздо быстрее, чем генетическая эволюция. Это говорит о том, что наш вид находится в процессе серьёзного эволюционного перехода».

Представьте, что вы лидер одной из самых могущественных стран мира. У вас есть все, что вы могли бы пожелать: власть, влияние, деньги. Но проблема в том, что ваше время на вершине быстротечно. Я не говорю о перспективе переворота или революции, и даже не о демократических выборах: я говорю о вещи, которая в жизни ещё более неизбежна, чем налоги. Я говорю о смерти.

В начале сентября разговор Си Цзиньпиня из Китая и Владимира Путина из России был записан на случайно включённый микрофон. В этот момент они обсуждали стратегии сохранения молодости. «С развитием биотехнологий человеческие органы можно будет постоянно пересаживать, и люди смогут жить все моложе и моложе, и даже достичь бессмертия, — сказал Путин через переводчика Си. — Есть шанс, — продолжил он, — дожить до 150 [лет]». Но возможно ли это вообще, и что это будет означать для мира, если люди, обладающие властью, смогут жить вечно?