В лаборатории, расположенной между зазубренными вершинами австрийских Альп, редкоземельные металлы испаряются и вылетают из печи со скоростью истребителя. Затем множество лазеров и магнитных импульсов замедляют газ почти до полной остановки, делая его холоднее, чем в глубинах космоса. Приблизительно 50 000 атомов в газе теряют всякую индивидуальность, сливаясь в единое состояние. Наконец, под воздействием магнитного поля крошечные торнадо возникают, пируя в темноте.

В течение трёх лет физик Франческа Ферлайно и её команда из Университета Инсбрука работали над тем, чтобы получить изображение этих квантовых вихрей в действии. «Многие люди говорили мне, что это невозможно, — сказала Ферлайно во время экскурсии по своей лаборатории этим летом. — Но я была уверена, что у всё нас получится».

Каждый день люди постоянно учатся и формируют новые воспоминания. Когда вы начинаете заниматься новым хобби, пробуете рецепт, который вам посоветовал друг, или читаете последние мировые новости, ваш мозг хранит многие из этих воспоминаний годами или десятилетиями. Но как ваш мозг достигает этого невероятного результата?

В нашем новом исследовании, опубликованном в журнале Science, мы определили некоторые «правила», по которым мозг учится.

Американцы говорят, что птица в руке стоит двух в кустах, но для компьютерных учёных две птицы в гнезде ещё лучше. А всё потому, что эти сожительствующие птицы являются героями обманчиво простой математической теоремы, называемой принципом голубятни. Её легко сформулировать в одном коротком предложении: если шесть голубей гнездятся в пяти гнёздах, то по крайней мере два из них должны жить в одном гнезде. Вот и всё.

«Принцип голубятни — это теорема, которая вызывает улыбку, — говорит Кристос Пападимитриу, учёный-теоретик из Колумбийского университета. — Это прекрасная тема для разговора».

Но принцип гнёзд подходит не только для птиц. Несмотря на то, что он звучит до боли просто, он стал мощным инструментом для исследователей, занимающихся центральным проектом теоретической информатики: составлением карты скрытых связей между различными задачами.

Никогда заранее не знаешь, когда именно сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики проснётся и начнёт пожирать материю. Вопреки распространённому мнению о том, что эти монстры постоянно пожирают близлежащие звёзды и газовые облака, оказывается, часть своего существования они проводят в бездействии. Новые наблюдения с космического аппарата XMM-Newton Европейского космического агентства позволили обнаружить такое «включение» одного из подобных монстров в далёкой галактике.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики SDSS1335+0728 тихо спала на протяжении десятилетий. Но в 2019 году она внезапно засветилась, и астрономы зафиксировали вспышку как в оптическом, так и в рентгеновском свете. Галактика, расположенная на расстоянии около 300 миллионов световых лет от нас, переживала пробуждение своей центральной чёрной дыры. Астрономы назвали это новое активное галактическое ядро «Ански».

• Учёные утверждают, что нашли цвет, который никто не видел раньше

• Учёные создали суперметалл «Гиперадаптор», который практически не поддаётся разгибанию

• Учёные обнаружили причудливую систему из двух звёзд с экзопланетой, вращающейся на боку

• Главную проблему физики можно решить, если принять, что Вселенная вращается

• Компьютерная томография может быть причиной 5% раковых заболеваний, показало исследование

Во второй половине XX века в качестве объединяющей теории основ физики-теоретики предложили теорию струн. Однако теория струн не оправдала возложенных на неё надежд. Поэтому мы считаем, что научному сообществу необходимо пересмотреть вопрос о том, что представляют собой элементарные силы и частицы.

С первых дней существования общей теории относительности ведущие физики, такие как Альберт Эйнштейн и Эрвин Шрёдингер, пытались объединить теорию гравитации и электромагнетизма. Много попыток было предпринято в XX веке, в том числе Германом Вейлем.

Наконец, похоже, мы нашли единую основу для размещения теории электричества и магнетизма в рамках чисто геометрической теории. Это означает, что электромагнитные и гравитационные силы являются проявлениями пульсаций и искривлений в геометрии пространства-времени.

В поисках жизни задействованы самые сложные наблюдательные устройства, известные человечеству. Они вглядываются в пространство за много световых лет, ища доказательства — любые доказательства — того, что где-то там существует другая жизнь. Что, если, несмотря на все наши усилия, эти наблюдения не найдут никаких доказательств существования жизни в других местах нашей Галактики Млечный Путь?

Это страшный вопрос. Что, если мы продолжим строить всё более чувствительные телескопы для исследования экзопланет и всё равно ничего не найдём? Сколько планет нам нужно изучить, чтобы прийти к выводу, что в космосе нет никого, кроме нас? На сегодняшний день астрономам известна лишь малая часть планет — по последним подсчётам, около 7 000. Группа исследователей под руководством доктора Даниэля Ангерхаузена из ETH Zurich и Института SETI задумалась о том, какой вывод о возможности существования жизни во Вселенной мы сможем сделать, если будущие поиски окажутся такими же безрезультатными, как и нынешние. Для решения этих вопросов они использовали байесовский анализ, учитывающий постоянно меняющуюся информацию для вычисления и обновления вероятностей количества экзопланет, на которых может существовать жизнь.

Учёные нашли новые предварительные доказательства того, что на далёком мире, вращающемся вокруг другой звезды, может существовать жизнь. Команда из Кембриджа, изучающая атмосферу планеты под названием K2-18b, обнаружила признаки молекул, которые на Земле вырабатываются только организмами.

Это уже второй, и более многообещающий, случай обнаружения химических веществ, связанных с жизнью, в атмосфере планеты с помощью космического телескопа «Уэбб». Однако команда и независимые астрономы подчёркивают, что для подтверждения этих результатов необходимо получить больше данных.

С тех пор как космический телескоп имени Джеймса Уэбба начал научную работу, астрономы увидели галактики, существовавшие более 13 миллиардов лет назад. Именно в этот период, известный как «Космические тёмные века», первые звёзды и галактики образовались между 200 миллионами и 1 миллиардом лет после Большого взрыва. К сожалению, свет этого периода мы видим только в виде реликтового излучения, вызванного Большим взрывом. Это фотоны, высвободившиеся при реионизации нейтрального водорода под действием звёздного излучения.

Предыдущие обсерватории, такие как более старые космические телескопы «Хаббл» и «Спитцер», не могли наблюдать галактики в этот период из-за их ограниченной инфракрасной (ИК) чувствительности. Но благодаря передовым ИК-инструментам, коронографам и тепловому экрану «Уэбба» занавес с тёмных веков наконец-то снят. В недавнем исследовании международная группа учёных изучила архивные данные «Уэбба» по галактикам, существовавшим всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва – в этом смысле «Уэббу» поработал на пределе своих возможностей по созданию изображений.

Если вы пройдёте по любому пути генеалогического древа достаточно далеко назад, вы придёте к одной и той же точке. Начнёте ли вы с горилл, деревьев гинкго или бактерий, живущих глубоко в недрах Земли, или с самого себя — все дороги ведут к LUCA, «последнему универсальному общему предку». Этот древний одноклеточный организм (или, возможно, популяция одноклеточных организмов) был прародителем всех разнообразных форм, которые сегодня живут на нашей планете.

LUCA не относится к тому моменту, когда впервые зародилась жизнь — когда в результате химической алхимии молекулы превратились в форму, обеспечивающую самовоспроизведение и все механизмы эволюции. Скорее, это момент, когда зародилась жизнь в том виде, в котором мы её знаем. LUCA — это самая отдалённая точка в эволюционной истории, которую мы можем увидеть, работая в обратном направлении от того, что живёт сегодня. Это самый поздний предок, общий для всей современной жизни — наша коллективная родословная, восходящая к одной древней клеточной популяции или организму.

• Искусственно выведенные бактерии подают сигналы, которые можно уловить на расстоянии

• Учёные создали уникальный звук частотой 100 Гц, который облегчает укачивание

• Создана всеобъемлющая карта человеческой клетки

• Биологи превратили плодовых мушек в миниатюрных роботов

• Учёные впервые воссоздали соматосенсорный проводящий путь в лаборатории

В августе 1968 года Стивен Грей, единственный владелец Общества любителей компьютеров (ACS), опубликовал в информационном бюллетене общества письмо от энтузиаста из Хантсвилла, штат Алабама, по имени Дон Тарбелл. Чтобы помочь другим начинающим владельцам самодельных компьютеров, Тарбелл предлагал монтажную плату для интегральных схем, которую он продавал за 8 долларов от своей собственной компании Advanced Digital Design, специализирующейся на хобби-предпринимательстве. Тарбелл работал в компании Sperry Rand над проектами для Центра космических полётов НАСА имени Маршалла, но увлёкся компьютерами во время учёбы в Университете Алабамы в Хантсвилле, а компанию ACS нашёл через знакомого в IBM[1].

В последующие годы интегральные схемы стали намного дешевле и доступнее, и создание настоящего домашнего компьютера своими силами стало гораздо более реальным (хотя по-прежнему оставалось сложной задачей, требующей широкого спектра навыков работы с аппаратным и программным обеспечением). В июне 1972 года Тарбелл овладел этими навыками в достаточной степени, чтобы сообщить в бюллетене ACS, что у него (наконец-то) есть работающая компьютерная система с 8-разрядным процессором, собранным из интегральных схем, четырьмя тысячами байт памяти, текстовым редактором и программой-калькулятором, телетайпом для ввода и вывода данных и интерфейсом для долговременного хранения данных на восьмитрековых лентах. Вскоре после этого доклада в ACS Тарбелл покинул Алабаму и переехал в Лос-Анджелес, чтобы работать в компании Hughes Aircraft[2].

С помощью космического телескопа им. Джеймса Уэбба астрономы обнаружили самую удалённую (и, следовательно, самую раннюю) массивную «мёртвую» галактику на сегодняшний день. Это открытие позволяет предположить, что галактики начали «умирать» во Вселенной гораздо раньше, чем считалось ранее.

Под «смертью» галактики понимается замедление или даже прекращение интенсивного звёздообразования, которое останавливает рост галактики. Такие мёртвые галактики более формально называются «покоящимися» [quiescent] или «угасшими» [quenched]. Ранние мёртвые галактики, увиденные «Уэббом», называют «красными и мёртвыми» [red and dead] из-за отсутствия в них массивных горячих молодых голубых звёзд и обилия старых мелких красных звёзд. Их также окрестили «маленькими красными точками» из-за их появления на снимках «Уэбба».

Исследователи создали самую большую и подробную на сегодняшний день электрическую схему мозга млекопитающих, построив изображение клеток, содержащихся в кубическом миллиметре мозговой ткани мыши. Это знаковое достижение — впервые в нейронауке на диаграмме подробно описана активность отдельных нейронов в крупном масштабе.

3D-карта высокого разрешения содержит более 200 000 клеток мозга, около 82 000 из которых являются нейронами. Она также включает более 500 миллионов точек соединения нейронов, называемых синапсами, и более 4 километров нейронных «проводов» — и всё это в крошечном участке ткани в области мозга, связанной со зрением. Единственная карта мозга сопоставимого масштаба — это карта кубического миллиметра человеческого мозга, включающая 16 000 нейронов и 150 миллионов синапсов. Новая карта также отражает активность десятков тысяч нейронов, подающих сигналы и взаимодействующих друг с другом для обработки визуальной информации.

Около десяти лет назад Тонан Камата, ныне математик из Японского института передовых наук и технологий (JAIST), заворожённо стоял перед экспонатом математического музея, похожим на оригами. На нём была изображена треугольная плитка, разрезанная на четыре части, которые были соединены крошечными шарнирами. При простом повороте кусочки вращались, превращая треугольник в квадрат.

Экспозиция ведёт свою историю от математической головоломки, опубликованной в газете 1902 года. Генри Дьюдени, английский математик-самоучка и автор колонки головоломок, попросил своих читателей разрезать равносторонний треугольник на наименьшее количество частей, которые можно будет потом сложить в квадрат. В своей следующей колонке через две недели он отметил, что «мистер К. У. Макилрой из Манчестера» — Чарльз Уильям Макилрой, клерк, который часто писал Дьюдени с решениями головоломок, — нашёл решение из четырёх частей. Спустя ещё две недели Дьюдени сообщил, что никто из других читателей газеты не смог справиться с этой задачей, и с тех пор рекорд остаётся в силе. Однако до сих пор не доказано, существует ли решение с меньшим количеством кусочков.

В течение шести месяцев в 1893 году Чикаго был охвачен суматохой. Более 27 миллионов человек съехались в быстрорастущий мегаполис на событие века — Всемирную Колумбийскую выставку, она же Всемирная ярмарка. Пожалуй, самая новаторская экспозиция ярмарки находилась в Машинном зале, где были представлены такие американские изобретения, как волокноотделитель, фонограф и телеграф. Но ещё больший ажиотаж вызвала недавняя новинка: машина для мытья посуды Гэрис-Кокрейн, единственное устройство в этом огромном зале, изобретённое женщиной. В подставки для посуды машины можно было загрузить более 200 грязных тарелок, которые затем перемещались в коробку, окружённую шкивами и шестерёнками. Через две минуты посуда выходила оттуда сверкающей чистой. Эта машина была не просто экспонатом: многочисленные рестораны выставки использовали её для мытья десятков тысяч тарелок каждый день.

• Новое открытие, связанное с кварками, раскрывает важнейшую тайну рождения Вселенной

• Невероятная фотография показывает сверхмассивную чёрную дыру, выбрасывающую струю материи в межзвёздное пространство

• Учёные «неправильно» использовали приборы «Уэбба» для получения прямых изображений экзопланет

• НАСА вывело мышей в космос, и это сделало что-то страшное с их костями

• Рой космических аппаратов может обнаружить межзвёздных гостей, проносящихся через нашу Солнечную систему

Несколько десятилетий назад, во время бурного соперничества в космической гонке между бывшим Советским Союзом и Соединёнными Штатами, весь мир наблюдал за тем, как первый искусственный спутник Земли поднялся на орбиту.

Запуск «Спутника-1» 4 октября 1957 года вызвал беспокойство в США, которое усугубилось позорной и унизительной неудачей первого американского запуска спутника, когда ракета ВМС США «Авангард» вместо того, чтобы вывести на орбиту спутник, испытала «капутник» — его носитель перевернулся и взорвался.

Эмоциональное спасение Америки пришло через первый американский искусственный спутник. «Эксплорер-1» вывели в космос 31 января 1958 года. Тем не менее, несмотря на неудачи, 17 марта 1958 года «Авангард-1» всё же достиг орбиты, став вторым американским спутником.

Почти 4 000 лет назад житель Месопотамии по имени Нанни был настолько разочарован медью, которую он купил у торговца по имени Эа-насир, что решил написать официальную жалобу. Сегодня эта глиняная табличка бронзового века является самой древней из известных нам жалоб покупателей.

Письменность и торговля имеют неразрывную историю. Одними из самых древних сохранившихся примеров письменности являются инвентарные и бухгалтерские книги, записанные древней месопотамской клинописью.

Поскольку медь — ключевой ингредиент той самой бронзы, по имени которой был назван век, неудивительно, что бизнес, построенный на этом ресурсе, иногда приводил к конфликтам.

Физики утверждают, что, возможно, нашли долгожданное объяснение тёмной энергии — таинственной силы, которая движет ускоренным расширением Вселенной, — так говорится в новом исследовании, препринт которого был опубликован недавно.

Их расчёты показывают, что на самых малых масштабах пространство-время ведёт себя глубоко квантовым образом, резко отличаясь от гладкой, непрерывной структуры, которую мы наблюдаем в повседневной жизни. Согласно их выводам, координаты пространства-времени не «коммутируют» — это означает, что порядок их появления в уравнениях влияет на результат. Это похоже на то, как ведут себя положение и скорость частицы в квантовой механике.