Сделано в России: самые значимые научные открытия XXI века

С 1999 года 8 февраля страна отмечает День российской науки - праздник, учрежденный президентом Борисом Ельциным. Его аналог существовал и многим ранее - с 1724 года, года основания Российской академии наук. Тогда праздник 28 января (8 февраля по новому стилю) учредил Петр I. День российской науки также совпадает с днем рождения великого разностороннего ученого Дмитрия Ивановича Менделеева, открывшего периодический закон, изучавшего газы и растворы, метеорологию, кораблестроение и воздухоплавание. Обойти стороной такую важную дату Санкт-Петербург.ру не смог - выясняли, чем же могут похвастать наши современники.

Денисовский человек

Третий вид людей в 2008 году открыли на Алтае ученые из Института археологии и этнографии СО РАН. Денисовский человек стал вторым после неандертальцев открытым видом высшего древнего человека. В Денисовой пещере, расположенной на юге Алтайского края, археологи нашли двадцать культурных слоев, в одном из которых обнаружили мелкие костные останки. На основе ДНК, которую извлекли из них, ученые сделали вывод, что останки принадлежат особой ветви представителей человека, средней между неандертальцами и современными людьми.

В частности, исследовалась фаланга пальца маленькой девочки, жившей от 30 до 75 тыс. лет назад. Найденные там же коренные зубы и кости животных доказывают, что на генном уровне денисовские люди не были тесно связаны с неандертальцами или "сапиенс". Но неандертальцы могли быть соседями денисовского человека, поскольку их останки также были в пещере. Отсюда произошла теория о смешении видов.

В декабре 2010 года следы генома денисовского человека нашли в геномах современных полинезийцев и жителей островов Малайского архипелага. До обнаружения нового вида человека науке было известно лишь о двух высших видах древних людей - кроманьонцах и неандертальцах.

Те самые фрагменты фаланги, которые позволили открыть новый вид

_{Фото: Bence Viola}

Задача тысячелетия 

Одним из величайших событий в мире математики XXI века является решение одной из "задач тысячелетия" Григорием Перельманом, который в 2002 году доказал гипотезу Пуанкаре. В список "задач тысячелетия" ее включил Математический институт Клэя.

Гипотеза сформулирована в 1904 году физиком и философом Анри Пуанкаре. Она относится к разделу математики, изучающему явление непрерывности в общем виде, и гласит, что трехмерный объект без сквозных отверстий топологически эквивалентен сфере. Мы бы перевели это с русского на русский приблизительно так: трехмерная поверхность бублика подобна трехмерной поверхности апельсина. Тогда как двухмерная поверхность бублика и апельсина не подобны.

Григорий Перельман решил частный случай гипотезы геометризации Уильяма Терстона, которая подтверждает справедливость гипотезы Пуанкаре. Практической значимости для человечества решение задачи не несет, но для мира науки является прорывом.

К слову, от 1 млн долларов, который институт Клэя обещал за решение задачи, Перельман отказался, не пояснив причин.

_{Фото: rusinform.ru}

Неисчерпаемость газа и нефти

Ученые университета нефти и газа имени Губкина опровергли опасения защитников планеты о том, что максимум через сотню лет на Земле не останется горючих ресурсов, что могло бы в значительной степени отразиться на жизни современного человека. Они пришли к выводу, что природный газ и нефть - это возобновляемый и неиссякаемый источник энергии.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов. Месторождения нефти проходят "жизненный" цикл - от стадии освоения до консервации месторождения после падения добычи ресурса. Исходя из одобренной большинством ученых теорий (биогенной), нефть образуется из органических остатков. По менее популярной теории, нефть появляется в результате химической реакции в верхней мантии при высоких температурах и давлении.

Вторую теорию и доказали исследователи из университета имена Губкина. С помощью экспериментов и теоретических выводов было установлено, что в верхней мантии планеты примерно на глубине 100-150 километров есть условия для синтеза сложных углеводородных систем. А исходя из этого получается, что на производство углеводородов требуются не миллионы лет, а минуты.

_{Фото: news.rambler.ru} 

Сверхтяжелые элементы

Сотрудники лаборатории имени Флерова при Объединенном институте ядерных исследований в Подмосковье десять лет с 2000 года работали над синтезом тяжелых элементов, и в итоге смогли синтезировать шесть самых тяжелых, которые получили номера со 113-го по 118-й. Элементы №114 и 116 признал Международный союз чистой прикладной химии и присвоил им названия "флеровий" и "ливерморий". Остальные четыре элемента ждут утверждения статуса.

Флеровий, если бы его получили в весовых количествах, по плотности и виду наиболее близок к свинцу, однако температура его плавления составляет всего 67 °C. Флеровий может стать одним из самых легкоплавких металлов после ртути, коперниция, цезия, франция, галлия, рубидия и калия. Однако он потенциально и самый легкокипящий металл - температура его кипения составляет всего 140 °C.

Потенциально полезные свойства флеровия и ливермория пока что прорабатываются, но другой важной стороной открытия новых элементов является то, что все они подтвердили основополагающий закон периодичности свойств химических элементов, выведенный Менделеевым.

_{Фото: ownlab.ru}

Вода и метан на Марсе 2008

На стыке XX и XXI веков ученые из Московского физико-технического института во главе с Владимиром Краснопольским зарегистрировали линии поглощения метана на красной планете. Сделано это было с помощью инфракрасного спектрометра на гавайском телескопе CFHT. Значимость открытия заключается в том, что на Земле главный источник метана - живые существа. Поэтому неисключено, что на Марсе все-таки есть жизнь.

Успеха добился и Институт космических исследований РАН, который с помощью прибора ХЕНД на орбитальном аппарате НАСА "Марс Одиссей" доказал, что на полюсах Марса и в средних широтах есть большие запасы воды под поверхностью планеты. Вода находится не в привычном жидком состоянии, а представляет собой порошкообразный водяной лед. Позднее другие исследователи нашли на Марсе карбонатные отложения, которые не могли бы появиться без воды, что подтвердило открытие россиян.

В прошлом году НАСА заявила, что на планете может быть и жидкая вода.

_{Фото: uahirise.org}

Экзаваттные лазеры

В 2006 году институт прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода построил лазерную установку, которая смогла дать самое мощное световое излучение на планете. Прибор под названием PEARL (PEtawatt pARametric Laser) работает на основе технологии параметрического усиления света в нелинейно-оптических кристаллах и позволяет создавать импульсы мощностью 0,56 петаватта - это в несколько сот раз превосходит мощность всех электростанций Земли.

Сверхмощные световые излучения способны привести вещество в экстремальное состояние и при определенной мощности даже превратить электроны в абсолютно новую частицу. Также сверхмощные световые лазеры позволяют инициировать термоядерные реакции в мишенях, а это путь к созданию лазерных источников нейтронов с уникальными свойствами.

В будущем институт планирует создать лазеры мощностью до 200 петаватт и 1 экзаватт.

_{Фото: Патриотам.рф}