По мере продвижения в 2024 год, темп открытия новой научной информации продолжает захватывать и привлекать внимание как ученых, так и широкой общественности.
Эти открытия касаются как космических исследований вселенной, так и потрясающих технологических достижений, позволяя исследователям находить открытия, которые увеличивают наше понимание вселенной и предлагают инновационные решения для борьбы с экологическими проблемами. Эти уникальные научные открытия 2024 года изменили наш взгляд на мир и за его пределами.
1- Большое Кольцо
В 2024 году было сделано значительное открытие в области астрофизики, известное как «Большое Кольцо», которое оставило ученых как заинтригованными, так и сбитыми с толку.
Открытое аспиранткой Алекси Лопес при анализе дальних крупномасштабных структур с помощью обзора Sloan Digital Sky Survey, это гигантское кольцо скоплений галактик находится на расстоянии примерно 9,2 миллиарда световых лет от Земли. Его диаметр составляет около 1,3 миллиарда световых лет, что делает Большое Кольцо самой крупной структурой, наблюдаемой во вселенной.
Эти огромные размеры Большого Кольца бросают вызов текущим теориям о структуре вселенной. Существующие космологические теории предполагают, что крупнейшие структуры во вселенной не должны быть больше 1,2 миллиарда световых лет.
Этот предел основан на предположении о том, как материя, как полагают, сгруппировалась после Большого Взрыва в результате плотностных вариаций в ранней вселенной. Эти движения, известные как барионные акустические колебания, помогли распределить материю, которая сформировала галактики и скопления, которые мы наблюдаем сегодня.
Однако, Большое Кольцо описывается как превышающее этот размерный лимит, что указывает на возможные пробелы в нашем знании о структуре вселенной. Это поднимает вопросы о природе ранней вселенной и силах, которые помогли ей эволюционировать.
Этот вызов существующим теориям заставляет ученых пересматривать начальные модели космологии, что генерирует новые инсайты в историю вселенной. Это открытие является не просто наблюдением, но возможностью изменить наш взгляд на космос и его состав.
2- Устойчивый Аккумулятор
2024 год стал важным для аккумуляторов в их переходе к устойчивости и мерам по защите окружающей среды. Одним из самых значительных новшеств стала разработка команды ученых из Австралии, которые создали то, что они называют «перерабатываемыми водными батареями».
Эти батареи примечательны тем, что вода используется в качестве электролита, что является значительным изменением по сравнению с использованием токсичных соединений в большинстве аккумуляторов. Это делает батареи более безопасными и экологичными. Воду можно легко заменить, что удваивает срок службы батареи.
С другой стороны, китайские исследователи сделали прорыв в создании нового типа аккумуляторов из кальция, который дешевле лития, традиционно используемого в современных батареях. Кальциевые батареи являются еще одной опцией и имеют значительный потенциал для снижения стоимости аккумуляторов, делая их доступными для большего числа людей.
Они также гибкие, что открывает интересные возможности для их использования в носимой электронике, вплоть до интеграции источников питания в ткань одежды.
Эти два важные инновации на пути к минимизации экологического следа аккумуляторов и их использования. Они решают важные проблемы, такие как токсичность и дефицит материалов, используемых в традиционных аккумуляторах. Сосредоточение на устойчивости и экономической эффективности открывает путь к будущему, где хранение энергии будет менее вредным для нашей планеты.
3- Самая Древняя Галактика
В 2024 году космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) сфокусировался на галактике GNZ11, ранее изученной космическим телескопом Хаббл.
Эта галактика находится на очень большом расстоянии, примерно в 13,4 миллиарда световых лет от Земли. Она считается одной из самых древних галактик во вселенной, образовавшейся всего через 400 миллионов лет после Большого Взрыва, который, как считают многие ученые, привел к созданию вселенной.
Особенно интересен черная дыра в центре GNZ11. Это самая древняя из известных черных дыр. Размер черной дыры также впечатляет, ученые ожидали, что она будет намного меньше для своего возраста. Еще более удивительным является ее масштаб — все думали, что она будет намного меньше на этом этапе развития вселенной.
Первоначально ученые полагали, что яркий свет от этой галактики обусловлен большим количеством звезд. Однако при более тщательном изучении оказалось, что значительная часть этого света исходит от газа вокруг черной дыры, который светится интенсивно, когда он засасывается и нагревается.
Это открытие меняет наше понимание того, как растут черные дыры. Эта черная дыра, похоже, росла гораздо быстрее, чем это можно объяснить современными научными теориями. Это может означать, что черные дыры в ранней вселенной росли быстрее, чем те, что формируются сегодня, или, возможно, они изначально были большими.
Изучение GNZ11 и ее черной дыры дает представление о древней вселенной и побуждает ученых пересмотреть некоторые фундаментальные идеи о том, как структуры вселенной, такие как галактики и черные дыры, эволюционировали на протяжении миллиардов лет.
4- Клонирование Приматов
Прорыв был достигнут в этом году, когда исследователи из Китайской академии наук смогли клонировать макака-резуса по имени Ретро. Это событие является значительным достижением в генетических исследованиях, особенно потому, что макаки-резусы имеют близкое генетическое сходство с людьми, что делает их важными для медицинских исследований.
Метод клонирования, использованный в этом случае, называется переносом ядра соматической клетки (SCNT), который включает замену ядра яйцеклетки на ядро соматической клетки, которая может быть любой клеткой организма, кроме спермы или яйцеклетки. Этот процесс приводит к образованию новой клетки, которая является репликой донора ядра.
Для Ретро ключом к успеху стало преодоление проблем, связанных с плацентой, которая в предыдущих попытках не поддерживала правильное питание. Чтобы избежать аномального роста клонированного эмбриона, исследователи использовали здоровые клетки от неклонированного макака для выращивания плаценты.
Потенциальные преимущества, которые можно получить от исследований клонирования, такие как это, значительны. Использование генетически схожих макак может предложить более точные результаты в биомедицинских исследованиях и также помочь сократить количество животных, необходимых для экспериментов.
Однако, несмотря на то, что успех клонирования приматов является важным прогрессом в области науки, это открытие также поднимает этические вопросы относительно практики клонирования и использования животных в исследованиях и экспериментах.
5- Микроробототехника
Важный прорыв в области робототехники был достигнут учеными из Вашингтонского государственного университета, которые представили два новых крошечных робота под названиями Minibug и Water Strider. Эти роботы являются одними из самых маленьких в мире и смоделированы по образцу насекомых.
Minibug весит всего восемь миллиграммов или примерно столько же, сколько весит зерно песка, тогда как Water Strider немного тяжелее, весит 55 миллиграммов.
Что делает этих микророботов выдающимися, так это их скорость относительно их размера. Независимо от их размеров, они могут ползать со скоростью шести миллиметров в секунду. Это может показаться медленным, но это значительное достижение в области микроробототехники, где баланс скорости с размером и функциональностью является вызовом.
Способность двигаться так быстро достигается благодаря их актуаторам, которые сделаны из сплавов с памятью формы. Эти сплавы имеют интересную характеристику трансформироваться в другую форму при нагревании и возвращаться в исходную форму при охлаждении. Когда через эти провода проходит небольшой электрический ток, они быстро нагреваются и остывают, что позволяет роботам легко двигаться.
Перспективы использования таких микророботов бесконечны. Они могут использоваться в медицинских целях для минимально инвазивных операций, в экологическом мониторинге для доступа к труднодоступным районам или даже в промышленной среде для детализированных производственных процессов.
Исследователи планируют улучшить этих роботов, создавая микробатареи, которые позволят роботам стать беспроводными и быть полезными в реальных приложениях.
Мнения о Научном Прогрессе
Эти открытия, сделанные в 2024 году, доказывают способность человека преодолевать ограничения знаний и исследовать тайны вселенной. Эти прорывы не только предоставляют более глубокие инсайты в структуру вселенной и используемые нами технологии, но и бросают нам вызов критически мыслить о возможностях дальнейших достижений.
Каждое открытие подчеркивает необходимость учитывать этические аспекты при проведении научных экспериментов. Размышляя над этими достижениями, мы можем лучше оценить тонкую грань между исследованием и обеспечением того, чтобы окружающая среда и виды на нашей планете оставались защищенными от любого вреда.