Ранее в этом году мы рассказывали о новой карте темной материи, создание которой во многом принадлежит искусственному интеллекту (ИИ). Эта подробная карта показывает ранее не обнаруженные нитевидные структуры, соединяющие галактики. Достижения ИИ сильно помогают ученым, которые используют его для создания еще одной карты темной материи, на этот раз – в локальной Вселенной, охватывающей намного меньшую область. Интересно и то, что создание подобной, невероятно точной карты, может привести к новому пониманию темной материи и внести наконец ясность относительно будущего нашей Вселенной. Карта содержит ранее неизвестные «скрытые мосты», которые связывают галактики, а также показывает ранее неизвестные «мосты», благодаря которым все галактики в локальной Вселенной связаны в единую сеть из нитевидных структур. Ученые надеются, что их карта, опубликованная вместе с их статьей в научном журнале Astrophysical journal, сможет дать новое представление о темной материи и истории нашей Вселенной.
До начала ХХ столетия считалось, что время – есть величина абсолютная. Но после того, как Альберт Эйнштейн опубликовал общую теорию относительности (ОТО), стало понятно, что время – понятие более субъективное и имеет отношение к наблюдателю, который его измеряет. И все же, многие продолжали трактовать время так, словно это прямая железнодорожная линия, двигаться по которой можно только вперед или назад. Но что, если эта железнодорожная линия ветвится или вовсе имеет окружные пути, двигаясь по которым поезд возвращается на станцию, которую уже проезжал? Иными словами, можно ли путешествовать в будущее или прошлое? Начиная со знаменитого романа Герберта Уэллса «Машина времени», научные фантасты придаются фантазиям во всю. Но в реальной жизни представить нечто подобное невозможно. Ведь если бы кто-то в будущем изобрел машину времени, неужто он бы не предупредил нас об угрозе пандемии COVID-19 или об ужасных последствиях глобального потепления? Но к нам так никто и не прибыл. Быть может, стоит посмотреть на время под другим углом?
Вопрос возникновения воды на Земле уже давно волнует геологов и астрономов. Предположительно вода появилась примерно 4,5 миллиарда лет назад. Версии ее возникновения выдвигаются самые разные, но единого мнения не существует. Согласно одной из наиболее распространенных гипотез, в нашу планету врезались астероиды или кометы, заполненные водой. Однако под сомнения ее ставит тот факт, что у воды на стероидах и каменистых планетах отличается изотопный состав от воды на Земле. Кроме того, на нашей планете гораздо больше воды, чем на других твердых планетах, она покрывает порядка 70% поверхности земного шара. Это может говорить о том, что у земной воды имеется как минимум еще один дополнительный источник. Недавнее исследование ученых показало, что этим дополнительным источником может быть солнечный ветер. Напомню, что последний представляет собой ионизированные частицы, которые вырываются из солнечной короны и несутся со скоростью 300—1200 км/с. Казалось бы, какая может быть взаимосвязь между водой в океанах и солнечным ветром?
Развитие научного метода за последние пять столетий привело к беспрецедентному технологическому росту, что значительно улучшило качество жизни людей. Не знаю, заметили ли вы, но нас буквально окружают высокие технологии. Те же плазменные телевизоры и экраны компьютеров, например – ни что иное как результаты достижений в области квантовой механики и квантовых технологий. Благодаря развитию науки мы смогли победить многие смертельные болезни, продолжительность жизни значительно выросла, а население планеты в ближайшем будущем достигнет рекордных восьми миллиардов человек. Казалось бы, вот оно, будущее. Мир, который становится все лучше и лучше. Но так ли это? Пандемия коронавируса, как это ни странно, обратила внимание на «слона в комнате»: оказалось, некоторые всерьез лечат ковид у «целителей», заговаривая болезнь или пересылая ее на неодушевленные предметы. Да-да, люди, с которыми мы работаем, дружим или просто знакомы, всерьез строят свою жизнь согласно астрологическим прогнозам, а об изменении климата и говорить не стоит, мол, «нет такой проблемы». Но как так получилось, что наравне с научно-техническим прогрессом миллионы людей во всем мире отрицают науку? И к чему может привести подобное положение вещей?
В начале этого года ряд экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) показал удивительные результаты – оказалось, что кварки превращаются в другие частицы под воздействием неизвестной силы. Иными словами, полученные данные свидетельствуют о возможном существовании новой фундаментальной силы природы, что ставит под сомнение основные принципы Стандартной модели – наиболее общепринятой физической теории, описывающей все, что мы знаем о материи, составляющей окружающий мир. Но так как ученые – люди осторожные, говорить о «крахе Стандартной модели» или новой силе природы рано – необходимо больше исследований и больше доказательств. И все же, работа физиков из Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН), которая предрекает скорый конец нашим представлениям о физике, вдохновила ученых из Кембриджского университета, да так, что те доказали наличие постоянной аномалии в мире мельчайших элементарных частиц: неизвестная науке сила природа действительно ожидает своего часа, чтобы объяснить квантовую гравитацию, Большой взрыв, темную материю и в конечном итоге создать Теорию всего.
Наш мир устроен невероятно сложно. Если посмотреть в телескоп, то перед нами откроется целая Вселенная, бесконечная и расширяющаяся все быстрее и быстрее. От одной мысли о том, что в одной лишь наблюдаемой Вселенной существует около 10 триллионов галактик, может закружиться голова. Но отложив в сторону телескоп, мы вскоре понимаем, что вокруг нас (и внутри) обитают триллионы крошечных бактерий, микроорганизмов и вирусов, таких, как COVID-19. И если с помощью специальных инструментов посмотреть на этот скрытый мир поближе, мы, в конечном итоге узрим микромир, наполненный не только бактериями, но и атомами, из которых они состоят. В результате, мы сталкиваемся со сложным макромиром с его планетами и галактиками, и микромиром, работающим по своим собственным законам. Как отмечают физики, квантовая механика позволяет описать движение электронов и протонов, а также изучить, какими законами управляется микромир. Интересно, что одним из нерешенных и наиболее острых вопросов современной физики является несогласованность квантовой механики и Общей теории относительности Эйнштейна (ОТО), которая описывает, как устроен и наш мир и мир за пределами Земли. А недавно ученые пошли еще дальше. Они не только связали два квантово-запутанных объекта, но и изобрели новый подход для квантовых вычислений.
Так как немалая часть моей работы – это «серфить» интернет и социальные сети, хочу у вас кое-что спросить. Вы чего устроили-то? Вы же наши статьи читаете, значит в компьютер и интернет умеете. Почему процент вакцинированных такой низкий? Откуда вдруг вылезло столько противников прививок? Я абсолютно серьезно спрашиваю. Ситуация ведь чрезвычайная. Ежедневно в России от ковида умирает больше 1000 человек. Это как если бы каждый день на землю падало по шесть пассажирских боингов. Но все перед локдауном побежали в магазины и бары, скупили все места в турецких отелях. Почему? Ответ на этот вопрос вряд ли один. Причин много. Но одна, все же, выделяется. И это – дезинформация. Еще год назад эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) заявили, что мы находимся в разгаре «инфодемии» — времени, когда вредная дезинформация распространяется подобно непреодолимой инфекционной болезни. Точно так же, как распространяется COVID-19, распространяется и дезинформация о нем. И это очень плохо.
Мы не так часто об этом задумываемся и все же, было ли у Вселенной начало? Согласно ведущей космологической теории, наша Вселенная родилась в результате Большого взрыва около 14 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется с ускорением. Но не все исследователи полагают, что в действительности дело было именно так. Профессор Ливерпульского университета в Великобритании, физик Бруно Бенто считает, что никакого начала Вселенной не было. Возможно, то, что мы называем Вселенной, существовало всегда – и новая теория квантовой гравитации, кажется, может объяснить почему. В ходе работы Бенто и его коллеги использовали новую теорию под названием теория причинных множеств, согласно которой пространство и время разбиты на дискретные фрагменты. На каком-то уровне, как отмечают исследователи, существует фундаментальная единица пространства-времени. Используя новый подход, основанный на причинно-следственных связях, физики обнаружили, что у Вселенной, вполне возможно, не было начала: она существовала всегда, в бесконечном прошлом и лишь недавно превратилась в то, что мы называем Большим взрывом.
Современные ученые проводят научные эксперименты только на лабораторных животных. Некоторые из опытов чрезвычайно жестоки, но такие работы сильно двигают науку вперед. В начале 2021 года я рассказывал про американских ученых, которые случайно активировали группу нейронов в миндалевидном теле мышей и тем самым пробудили у них охотничьи инстинкты, одновременно повысив физическую силу. В результате ученым удалось создать жестоких грызунов, которые с яростью бросались на других животных и буквально разрывали их на части. Звучит страшно и в какой-то мере даже бесчеловечно, но в предыдущие столетия ученые проворачивали и более шокирующие авантюры. Например, миру известны исследователи, которые проводили эксперименты со своими телами. Со стороны все это выглядело ужасно и временами они испытывали нестерпимую боль. Но в результате им удавалось остаться в живых и совершать важные открытия.
Наша планета удивительна. Жизнь на ней настолько разнообразна, что существует множество тел и веществ, как естественных (животные и люди, планеты и звезды) так и искусственных (созданных человеком). Эти вещества и тела бывают твердыми и жидкими, например, вода и кристаллы. Последние особенно интересны, так как представляют собой твердые тела, атомы в которых расположены закономерно, образуя так называемую кристаллическую решетку. По сути, естественное состояние кристалла – это форма правильных симметричных многогранников, которая основана на их внутренней структуре. То есть на одном из нескольких определенных и регулярных расположений, составляющих вещество частиц (ионов, атомов и молекул). Согласитесь, действительно интересно. Именно так в 1934 году размышлял Юджин Вигнер, один из основателей теории симметрии в квантовой механике. Он предсказал, что электроны в материалах теоретически могут выстраиваться в правильные кристаллические структуры, благодаря тому, что отталкиваются друг от друга. Таким образом, если энергия кристаллического отталкивания между парой электронов больше, чем энергия их движения, то их расположение приведет к тому, что полная энергия будет наименьшей, а мы получим систему, аналогичную твердому телу.