Наука: главные новости недели от «Образовача»

Шеф-редактор издания «Образовач» Александр Ершов еженедельно отбирает специально для TJournal семь самых важных новостей из мира науки и технологий. В этом выпуске: «Розетты», кометы, тараканы-киборги, «шумодав» для запахов, геном древнейшего европейца и проект квантового Интернета.

Космический зонд впервые в истории сел на поверхность кометы

Главная новость недели это, безусловно, посадка модуля «Филы» на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко. По сообщению Европейского космического агентства, посадка прошла успешно, однако гарпуны, которые должны были прикрепить аппарат, не сработали как планировалось. Обнаружить поломку удалось не сразу и пока непонятно, насколько она повлияет на исход миссии. По ходу спуска также стало известно, что вышли из строя двигатели, которые должны были обеспечивать прижатие аппарата к поверхности кометы.

Ключевой вопрос сейчас заключается в том, сможет ли «Филы» использовать свои солнечные панели – это зависит от количества пыли, которая поднялась в результате посадки. Даже если они окажутся полностью бесполезны, у аппарата будет три дня на проведение исследований. В таком случае миссию можно будет считать скоротечной, но все-таки выполненной.

Масса спускаемого аппарата составляет около ста килограммов, из которых 27 приходится на десять научных приборов. Ключевыми инструментами являются газовый хроматограф и масс-спектрометр. Оба они предназначены для химического анализа веществ в образцах, которые «Филы» будет добывать сверлением.

Полная версия доступна по клику

Тараканы-киборги научились бежать на звук

Инженеры из Университета Северной Каролины создали тараканов-киборгов, которые двигаются на звук: чем сильнее вы кричите, тем быстрее они к вам прибегут. По мысли ученых, такие животные могут помочь извлекать людей из-под завалов во время землетрясений.

У каждого из насекомых на спине имеется «рюкзачок» с микрофоном и чипом-контроллером. Управлять движением животных можно было за счёт имплантированных в мышцы электродов. Они направляли таракана влево или вправо примерно так же, как кучер управляет лошадью с помощью вожжей.

Работы по созданию насекомых-киборгов ведутся различными исследовательскими организациями уже несколько лет. Например, известно, что этим занимались израильские военные, которые научились дистанционно управлять полетом жуков-носорогов.

Астрономы сняли диск будущих планет в рекордном разрешении

Сотрудники недавно построенной обсерватории ALMA в Чили получили изображение протопланетного диска звезды HL в созвездии Тельца. Рекордное разрешение позволяет разглядеть пылевые кольца, из которых в будущем вокруг звезды образуются планеты.

Получить четкое изображение диска позволил крайне большой размер телескопа. ALMA представляет собой систему антенн, которые для получения снимка работают как единый телескоп. Чем больше удаление антенн друг от друга (то есть чем больше база интерферометра), тем четче изображение.

Авторы снимка не скрывают своего восторга: «Когда мы увидели это изображение, мы были потрясены невероятным уровнем детализации. Просто лишились речи. Звезде HL Тельца не более миллиона лет, но ее диск уже оказался полон формирующимися планетами. Один только этот снимок произведет революцию в теории образования планет».

Составной снимок области вокруг молодой звезды HL Tельца по данным ALMA и телескопа Хаббла

Математики придумали «шумодав» для запахов

Сотрудники Университета Иллинойса и Исследовательского центра IBM придумали устройство, которое теоретически может нейтрализовать восприятие практически любого неприятного запаха. Идея учёных заключается в том, чтобы подавить запах одного вещества с помощью вещества противоположного оттенка и превратить, таким образом, обонятельные ощущения в «белый шум».

Возможность создания подобного устройства основана на том, что восприятие запаха у человека не аналитическое (как, например, у собак), а синтетическое. Другими словами, человек не чувствует отдельные сигналы веществ, которые связываются с его обонятельными рецепторами, а воспринимает цельную «ароматическую картину».

Устройство будет получать информацию о составе пахучих веществ в воздухе, на основе которой будет создаваться таблица по 18 отдельным ароматических оттенкам. Затем устройство должно будет подмешать в воздух те вещества, запах которых превратит общую картину в «белый шум». Условно говоря, к «сладкому», но слабо «древесному» веществу будет подмешиваться вещество с «древесным» и «несладким» запахом, так, чтобы в восприятии человека запахи этих веществ стали неразличимы. По словам ученых, смеси из 38 веществ достаточно для того, чтобы нейтрализовать, например, запах дуриана, кислой капусты или лука.

Секвенирован геном древнейшего европейца

Крупная команда ученых из России, Германии и других стран прочитала полный геном мужчины, останки которого были найдены в стоянке Костёнки-14 в Воронежской области. Кости, возраст которых составляет 37 тысяч лет, были найдены в еще 1954 году. Только сейчас технология секвенирования древней ДНК развилась настолько, что позволила узнать особенности его наследственности.

Главный вывод, который удалось сделать ученым из анализа генома, заключается в том, что мужчина принадлежал к группе людей, которые после выхода из Африки уже успели разделиться на западную и восточную ветви. Если Усть-Ишимский человек, геном которого был опубликован менее месяца назад, был одинаково далек как от современных европейцев, так и от азиатов (и, видимо, не оставил потомства), то человека из Костёнок можно назвать древнейшим отсеквенированным европейцем.

Раскопки в Костёнках в 1954 году

Кошки поумнели за время жизни с человеком

Биологи опубликовали первый полный геном домашней кошки. В результате тщательного анализа ДНК абиссинской кошки и ещё 22 пород удалось найти 13 генов, которые подверглись наибольшему отбору в результате процесса одомашнивания. Среди них оказались те, что играют важную роль в процессах запоминания новой информации и обучении.

В настоящее время самым древним свидетельством одомашнивания кошек является погребение на Кипре возрастом в 9,5 тысяч лет. В начале существования Древнего Египта, около 5 тысяч лет назад, кошки уже были широко известны на Ближнем Востоке. Предком современных кошек является африканский степной кот Felis silvestris lybica, внешне очень похожий на своих домашних потомков полосатой окраски.

Нейробиологи занялись визуализацией идей

Учёные из Массачусетского технологического университета показали, что из полностью случайных шумовых изображений с помощью достаточно длительной классификации можно получить визуальные образы самых разных предметов. Такие «визуализованные идеи» можно использовать как в нейробиологии при изучении воображения, так и в машинном обучении для автоматического распознавания фотографий.

Авторы начинали исследование с компьютерной генерации ста тысяч случайных изображений, напоминающих работы абстрактных экспрессионистов. Изображения затем демонстрировали участникам проекта Mechanical Turk, которые должны были распределить их на две группы: те, которые хотя бы отдаленно напоминают определённый предмет (автомобиль, мяч, бутылку, пожарный гидрант и так далее) и остальные. Классифицированные таким образом изображения усредняли, получая визуальный «образ» того или иного предмета.

Взглянув на полученные результаты, можно убедиться, что полученные из шума картинки действительно в некоторой степени напоминают те предметы, с которыми они ассоциированы. Например, в «образе» автомобиля четко видно разделение на верхнюю светлую и темную нижнюю части, которые, видимо, соответствуют небу и дороге. «Образ» пожарного гидранта представляет собой ярко-красное пятно с несколькими ответвлениями.

Интересно, что процесс классификации выявил культурные различия в визуальных образах. Так, изображение мяча, собранного по классификации, которую проводили жители Индии, представляло собой красное круглое пятно. На соответствующем изображении, собранном американцами, пятно было оранжево-коричневого цвета. Авторы связывают это с тем, что среди индийцев особенно популярен крикет, в котором используется мяч именно красного цвета, а в США гораздо популярнее баскетбол и американский футбол.

Физики предложили схему глобального квантового Интернета

Учёные предложили новый подход к передаче спутанных квантовых состояний на большие расстояния, который теоретически может позволить создать неуязвимую к атакам хакеров глобальную сеть связи.

В квантовых сетях данные передаются виде квантовых состояний с помощью явления запутывания. Такая сеть благодаря законам квантовой механики теоретически является абсолютно защищённой: при попытке перехватить информацию, передающуюся в квантовом состоянии, оно будет уничтожено и злоумышленник будет легко обнаружен.

Эта технология особенно интересует военных, которые благодаря технологии квантового распределения ключа могут создавать невзламываемые шифры. Но пока дальность квантовых сетей не превышает 100 километров. Ученые описывают подход, который позволит сделать квантовую связь глобальной.