В математике поиск оптимальных моделей никогда не заканчивается. Не является исключением и задача упаковки шаров — как максимально эффективно запихнуть шары в коробку (с большим числом измерений). Она привлекает математиков уже несколько столетий и имеет важные приложения в криптографии, дальней связи и многом другом.

Это обманчиво простая задача оборачивается чрезвычайно сложной. В начале XVII века физик Иоганн Кеплер показал, что, укладывая трёхмерные сферы так, как укладывают апельсины в продуктовом магазине, можно заполнить около 74% пространства. Он предположил, что это наилучшее возможное расположение. Но математикам потребовалось почти 400 лет, чтобы доказать это.

Название «тёмные карлики» может звучать как новая раса обитателей Средиземья, поклоняющаяся Саурону, но на самом деле это новый тип небесных тел, предположительно существующих в сердце галактик.

Приставка «тёмный» здесь относится не к Тёмному Властелину, а к тёмной материи — загадочному веществу, составляющему 85% материи во Вселенной. Эта форма материи остаётся фактически невидимой, потому что она не взаимодействует со светом, но взаимодействует с гравитацией.

Новое исследование показывает, что коричневые карлики, также известные как «несостоявшиеся звёзды», могут выступать в качестве гравитационных ловушек для тёмной материи, притягивающих и взаимодействующих с экзотической материей. При этом высвобождается энергия, которая нагревает эти несостоявшиеся звёзды и превращает их из коричневых карликов в тёмные. И чем больше тёмной материи накапливают тёмные карлики, тем больше энергии излучают эти тёмные звёзды.

Вот удивительный эксперимент, который вы можете попробовать провести у себя дома: соберите несколько игрушечных блоков и положите их на стол. Возьмите один блок и медленно, сантиметр за сантиметром, продвигайте его за край стола, пока он не окажется на грани падения. Если у вас есть терпение и твёрдая рука, у вас должно получиться сбалансировать его так, чтобы ровно половина свисала с края. Стоит сдвинуть его ещё дальше, и гравитация победит. Теперь возьмите два блока и начните сначала. Укладывая один блок на другой, как далеко вы сможете завести конец верхнего блока, чтобы он высунулся за край стола?

• ИИ неожиданно хорошо справился с управлением симулятором космического корабля

• Астрономы получили первое в истории изображение звезды, которая взорвалась дважды

• Машинное обучение удивительно хорошо справляется с моделированием Вселенной

• Учёные утверждаютнашли убедительные доказательства того, что мозг взрослого человека способен создавать новые нейроны

• ИИ помогает найти формулу краски для охлаждения зданий

После приключений в Стране чудес вымышленная Алиса в романе Льюиса Кэрролла «Алиса в зазеркалье» (1871) прошла через зеркало над камином, чтобы узнать, чем отражённый мир отличается от её собственного. Она обнаружила, что все книги были написаны задом наперёд, а люди «жили задом наперёд», перемещаясь по миру, где следствия предшествовали причинам.

Когда предметы отличаются от своего зеркального отражения, учёные называют их хиральными. Например, руки являются хиральными. Представьте, что Алиса пытается пожать руку своему отражению. Правая рука в зеркальном мире превращается в левую, и нет никакой возможности идеально совместить их для рукопожатия, потому что пальцы сгибаются не в ту сторону. (На самом деле само слово «хиральность» происходит от греческого слова, означающего «рука»).

Под маской богатства нашего мира скрывается первозданная простота. Всё состоит всего из 17 фундаментальных частиц, и эти частицы, хотя и различаются по массе или заряду, бывают всего двух основных типов. Каждая из них является либо «бозоном», либо «фермионом».

Физик Поль Дирак ввёл оба термина в своей речи в 1945 году, назвав эти два царства частиц в честь физиков, которые помогли выяснить их свойства: Сатьендра Натх Бозе и Энрико Ферми.

В 1924 году Бозе работал в Университете Дакки, расположенном на территории современной Бангладеш. Ранее, около 1900 года, Макс Планк предложил закон, определяющий, сколько света каждого цвета излучает горячий объект. (То, что свет испускается в виде дискретных пакетов, или «квантов», послужило толчком для физиков на пути к квантовой механике). Бозе нашёл более сильное математическое обоснование закона Планка. Он написал Альберту Эйнштейну, прося помочь представить результат в немецкий журнал, а затем сотрудничал с Эйнштейном, чтобы довести идею до совершенства.

Самые простые идеи в математике одновременно могут быть и самыми сложными.

Возьмём, к примеру, сложение. Это простая операция: одна из первых математических истин, которую мы узнаем, гласит, что 1 плюс 1 равно 2. Но у математиков до сих пор остаётся много вопросов о том, к каким закономерностям может привести сложение. «Это одна из самых простых вещей, которые можно сделать», — говорит Бенджамин Бедерт, аспирант Оксфордского университета. «Но почему-то она до сих пор остаётся во многом загадочной».

Исследуя эту загадку, математики также надеются понять пределы возможностей сложения. С начала XX века они изучают природу «свободных от сумм» множеств — наборов чисел, в которых сумма никаких двух чисел не окажется равным третьему числу из этого множества. Например, сложите любые два нечётных числа и получите чётное число. Таким образом, множество нечётных чисел свободно от сумм.

После почти 20 лет работы орбитальный аппарат НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) находится на подъёме и выполняет новый манёвр, чтобы выжать ещё больше данных из занятого научными делами космического аппарата, который кружит вокруг Красной планеты. Инженеры, по сути, научили зонд переворачиваться так, что он оказывается почти «вверх ногами». Это позволит MRO заглянуть глубже под землю в поисках жидкой и замёрзшей воды, а также других объектов.

Новая возможность подробно описана в статье, недавно опубликованной в журнале Planetary Science Journal, где описаны три «очень больших крена», как их называет миссия, выполненные в период с 2023 по 2024 год.

К 2028 году НАСА намерено высадить на Луну «первую женщину и первого цветного человека» в рамках миссии «Артемида 3». Это будет первый выход человека на поверхность Луны с момента последней прогулки астронавтов «Аполлона» в 1972 году. Вместе с международными и коммерческими партнёрами НАСА надеется, что «Артемида» позволит реализовать «устойчивую программу исследования и освоения Луны», которая может включать строительство долгосрочных объектов и мест обитания на Луне. Учитывая расходы на запуск полезной нагрузки, нецелесообразно отправлять на Луну всё необходимое оборудование и материалы для строительства.

• Непрофессиональные астрономы пополняют каталог затменных звёзд НАСА

• Новое исследование разочарует детей и перепишет историю динозавров

• Углеродная летопись показывает, что люди стали повсеместно использовать огонь ещё 50 000 лет назад

• Дайсон представил «колесо обозрения» для выращивания клубники

• Китай достиг отметки в 1 ТВт солнечной энергии

Мы знаем о слияниях чёрных дыр благодаря тому, что научились обнаруживать возникающие при этом гравитационные волны. Но когда астрономы пытаются собрать воедино историю слияний чёрных дыр в Млечном Пути, они прибегают к другой тактике. Им необходимо провести астрономическую «судебную экспертизу».

Астрономы считают, что в центрах всех крупных галактик, таких как Млечный Путь, находятся сверхмассивные чёрные дыры (СМЧД) с массой до миллиардов солнечных масс. Также известно около 50 предполагаемых или подтверждённых чёрных дыр звёздной массы (порядка десятков солнечных масс) в Млечном Пути, и, вероятно, их существует ещё десятки миллионов. Предсказанные теоретически чёрные дыры промежуточной массы (ЧДПМ) находятся в промежутке между двумя этими категориями и имеют массу до ста тысяч солнечных масс, хотя на данный момент их ещё никто не видел.

Невероятно, но это сказала Анджелина Джоли. Шёл 1995-й год. Представьте Джоли — ни волос, ни актёрского опыта — в роли подростка-хакерши в фильме «Хакеры». Не так уж много людей смотрели этот фильм. Ещё меньше людей оценили его актуальность. «„Хакеры“ ужасно раздражающие, — писал в то время журнал Entertainment Weekly, — ведь в них воплотился „мистический образ ребёнка за компьютером как элитарного бунтаря, которую сейчас пропагандируют журналы вроде WIRED“». Тридцать лет спустя Entertainment Weekly больше не издаёт журнал, а WIRED издаёт, и «Хакеры» входят в число основополагающих документов цифровой эпохи. Когда я в последний раз видел фильм, его проецировали на стену бара для крутых подростков, расположенного на соседней улице от моего дома.

Но самое невероятное не в этом. Невероятно, опять же, то, что сказала Джоли. Про будущее. В середине фильма «Хакеры» она наблюдает, как её возлюбленный (его играет Джонни Ли Миллер, за которого она позже выйдет замуж в реальной жизни) увлечённо печатает на ноутбуке нового поколения. «У него убийственная частота обновления», — говорит Миллер, учащённо дыша. Джоли отвечает: «Чип P6. Втрое быстрее, чем Pentium». Теперь Миллер действительно на взводе. Тогда Джоли наклоняется вперёд и в том самом крупном плане, который вскоре сделает её всемирно известной, говорит следующее: «Архитектура RISC изменит всё».

23 июня я испытал сильные эмоции, когда несколько белых зернистых пятен пронеслись по экрану моего компьютера, в то время как на заднем плане звучала фоновая музыка. Эти пятна были частью фильма, который демонстрировался во время долгожданной конференции по выпуску первых изображений обсерватории имени Веры К. Рубин, и каждое из них представляло только что открытый астероид. На моих глазах творилась история – и в доказательство этому я приведу два аргумента.

Во-первых, всего за несколько ночей команда обсерватории «Рубин» смогла обнаружить 2104 ранее не попадавшихся нам астероида в нашей Солнечной системе, семь из которых относятся к категории околоземных объектов. (Нет никаких свидетельств того, что они столкнутся с нашей планетой, не волнуйтесь). Для сравнения: на сегодня в нашей космической системе известно около миллиона астероидов; в ближайшие несколько лет «Рубин» вполне может увеличить эту цифру до пяти миллионов.

Джеффри Лоусон родился недоношенным в феврале 1985 года. Вскоре после этого новорождённому пришлось перенести операцию на сердце без анестезии. Он оставался в сознании на протяжении всей операции, и ему дали только павулон, мышечный релаксант, чтобы он не двигался. Через пять недель он умер.

После смерти Джеффри Лоусона его матери сказали, что её сын был слишком мал, чтобы перенести анестезию. А анестезиолог попытался заверить её, что нет никаких доказательств того, что недоношенные дети чувствуют боль.

История семьи Лоусон, ставшая знаменитой в области исследования боли, не была чем-то исключительным. До 1980-х годов хирургические операции на младенцах регулярно проводились с минимальной анестезией или вообще без неё. Даже явные защитные реакции на болевые раздражители считались простыми рефлексами.

Простые числа уже несколько столетий привлекают внимание математиков, которые продолжают искать новые закономерности, помогающие найти их и понять, как они распределяются среди других чисел. Простые числа — это целые числа больше 1, которые делятся только на 1 и на себя. Три наименьших простых числа — 2, 3 и 5. Выяснить, являются ли маленькие числа простыми, очень просто — достаточно проверить, на какие числа они могут делиться. Однако когда математики переходят к действительно большим числам, задача определения простых чисел быстро усложняется. Если проверить, имеют ли числа вроде 10 или 1 000 больше двух делителей, довольно просто, то такие простые подходы уже не работают в случае проверки того, являются ли гигантские числа простыми или составными. Например, самое большое известное простое число 2^136279841 - 1 требует для записи 41 024 320 цифр. Поначалу это число может показаться умопомрачительно большим. Однако, учитывая, что существует бесконечно много целых положительных чисел разного размера, это число ничтожно мало по сравнению с ещё более крупными простыми числами.

• В течение 10 лет все младенцы в Англии будут проходить тест ДНК для оценки риска заболеваний

• Люди с тяжёлой формой диабета выздоровели в ходе небольшого испытания нового препарата

• 100% мышей-самцов отрастили шерсть с помощью нового метода лечения облысения

• Деревья используют день летнего солнцестояния как естественную отметку в календаре для роста и размножения

• FDA одобрило единственную в мире прививку для профилактики ВИЧ, которую нужно делать всего дважды в год

Названная в честь выдающегося американского астронома Веры К. Рубин, которая нашла убедительные доказательства существования огромного количества невидимой материи, известной как тёмная материя, новая научная установка, совместно финансируемая Национальным научным фондом США и Управлением науки Министерства энергетики США, выпустила первые полные изображения, снятые камерой LSST.

Если наша Солнечная система кажется стабильной, то это только с точки зрения короткой жизни человека. Земля вращается, ночь сменяет день, Луна перемещается через свет и тень, а Солнце висит в небе. Но на самом деле всё движется и влияет друг на друга, и тонкий баланс, который мы наблюдаем, может легко разрушиться. Могли ли пролетающие звёзды нарушить орбиту Земли и привести к резким климатическим изменениям в прошлом нашей планеты?

Звёздный пролёт [stellar flyby] – это событие, при котором другая звезда проходит достаточно близко к нашей Солнечной системе, чтобы вызвать в ней заметные изменения. Наш район в Млечном Пути относительно малонаселён, поэтому звёздные пролёты происходят реже, чем в других частях галактики. Но они всё же происходят.

Среди животных, способных отращивать оторванные конечности, выделяются мексиканские аксолотли. Эти амфибии, находящиеся под угрозой исчезновения, также могут отращивать органы, включая части мозга и сердца. Теперь биологи присматриваются к слизи этих мастеров регенерации. Антимикробные пептиды (АМП) в слизи аксолотлей защищают их от патогенов. Теперь, согласно новому исследованию, это известное в Интернете животное может решить проблему устойчивости к антибиотикам. Его антимикробные пептиды были эффективны против бактерий с множественной устойчивостью, включая страшный метициллинрезистентный золотистый стафилококк (МРЗС), и помогали бороться с раковыми клетками. Результаты описаны в исследовании, недавно опубликованном в журнале PLOS ONE.

Большинство учёных согласны с тем, что взрывы сверхновых повлияли на климат Земли, хотя детали этого не совсем ясны. Скорее всего, они охлаждали климат несколько раз за последние несколько тысяч лет, как раз в то время, когда по всему миру зарождалось человечество. Доказательства видно в телескопы и по кольцам деревьев.

Мы живём в четвертичном периоде, который начался 2,58 миллиона лет назад и длится до наших дней. Четвертичный период характеризуется климатическими и экологическими изменениями, в первую очередь ледниковыми периодами. Четвертичный период также охватывает существование и эволюцию человека от ранних гоминид до нашего вида.