Наукові прориви 2024 року за версією Naked Science: від скасування смерті Всесвіту до причин Рагнареку.

Темна енергія — більше не константа, і це змінило долю Всесвіту

Хоча основним у спостережній астрономії 2024 року є нові дані космічного телескопа «Джеймс Вебб», на жаль, ми не можемо включити їх у прориви-2024. Так, вони революціонізували наші уявлення про ранній Всесвіт, але проблема в тім, що Naked Science вже у 2023 році відзначав, що така революція «Джеймсом Веббом» розпочата і призведе до перевороту в космології (ми навіть назвали кандидата на нову космологію, сумісну з спостереженнями космічного телескопа).

Але й у 2024-му відбулися астрономічні спостереження, що просувають фізику і космологію далеко вперед. Наукова колаборація Dark Energy Spectroscopic Instrument (за назвою однойменного інструмента) проаналізувала червоний зсув відразу мільйона галактик, що знаходяться на різному віддаленні від нас. І в них вийшло, що прискорення розширення Всесвіту, відкритого чверть століття тому, відрізняється. Тобто, так, розширення все ще відбувається з прискоренням, але це прискорення 13 мільярдів років тому було вищим. Що це означає?

В кінці XX століття астрономи помітили, що наднові типу Ia з раннього Всесвіту мають світність менше, ніж повинні. Фізично це малореально: цей тип наднових вибухає при досягненні однієї і тієї ж маси, тому й енергія спалаху однакова. Тому такі об'єкти і називають «стандартними свічками космології».

З цього можна було зробити тільки один науковий висновок: Всесвіт розширюється не з однаковою швидкістю, а поступово прискорюючись. Але що може змушувати його збільшуватися з прискоренням? Найпростішим і природним поясненням більшості вчених видавалася космологічна константа — певний розпираючий тиск вакууму.

Так от: спостереження DESI 2024 року закривають цю гіпотезу з ймовірністю 3,5 сигми. Окончальне закриття завершиться тоді, коли дані наберуть 5 сигм, але й 3,5 — досить багато, щоб уже сьогодні підсумок був трохи передбачуваним.

Які практичні наслідки того, що прискорення розширення Всесвіту поступово зменшується? Якби темна енергія була константою, Всесвіт розширювався б до безкінечності. Результатом цього стала б теплова смерть Всесвіту. Тобто DESI дозволяє зробити дуже важливий висновок: безкінечного розширення може і не бути. Збільшення Всесвіту в обсязі, в теорії, здатне загальмуватися або навіть розвернутися назад, від чого її теплова смерть не настане ніколи.

Звичайно, виникає питання: якщо Всесвіт розпирає не тиск вакууму, то що? Naked Science ще в підсумках 2023 року писав, що найбільш правдоподібна відповідь на це питання така: темної енергії не існує. А прискорене розширення Всесвіту після Великого вибуху викликане тим, що причини цього самого Великого вибуху — зовсім інші, ніж ми припускали раніше.

З деталями можна ознайомитися в нашому великому тексті, або в книзі російського фізика Миколи Горькавого, що вийшла в 2023 році, і вже витримала перше перевидання в 2024 році.

Біологи знайшли абсолютно нову форму патогенів — в тому числі всередині людей

Коли біологи вивчають якусь вкрай малу форму життя, ними рухає не тільки абстрактна цікавість. Ми досліджуємо бактерії, щоб дізнатися, як захиститися від чуми, туберкульозу та прокази. Протисти роду плазмодіїв викликають малярію, яка вбила 50 мільярдів людей з 110, що жили за всю історію нашого виду. Чому потрібно вивчати віруси — теж навряд чи потрібно пояснювати, враховуючи, що надмірна коронавирусна смертність в Україні і в 2024 році явно вища за 70 тисяч осіб.

У 2024 році біологи абсолютно несподівано виявили щось мікроскопічне і з генетичним кодом всередині, але що це таке, поки зрозуміло дуже слабо. Йдеться про дивні віроїдоподібні структури, що складаються з кільцевої РНК. Віроїд — це також замкнута кільцевидна РНК (з одинарної, а не подвійної ланцюга), в якій менше півтисячі нуклеотидів. Від вірусів їх відрізняє не тільки те, що у вірусів не менше двох тисяч нуклеотидів, але й те, що вірус має власну білкову оболонку, що значно спрощує йому поширення від одного організму до іншого (скажімо, по повітрю).

Так от: обеліски, схоже, відрізняються від віроїдів тим, що можуть кодувати як мінімум два білки (можливо, більше). У них близько тисячі нуклеотидних основ, тобто явно більше, ніж у віроїдів, але явно менше, ніж у самого компактного вірусу. А ще їх кільцева РНК прикрита стовпикоподібною зовнішньою структурою, за яку первовідкривачі і назвали знайдений клас патогенів обелісками.

Ясно тільки, що без якихось клітин господарів обеліски розмножуватися не повинні: занадто простий їх генетичний код, та й якихось механізмів самостійного, непаразитарного відтворення в них не проглядається.

Дуже складне питання: чи можна це вважати життям? Віруси і віроїди багато біологів не вважають живими, оскільки це облігатні паразити. Іншими словами, вони або паразитують на інших організмах, або не можуть відтворювати себе. Інші біологи традиційно заперечують: якщо аскарида не паразитує в іншому організмі, то вона теж не зможе відтворити себе, чи це означає, що аскарида — не живий організм?

Подібні суперечки трохи віддають філософією, тому ми не будемо в них включатися. Зазначимо ось що: у 50 відсотках зразків людської слини на найрізноманітніших континентах обеліски вже знайдені. Ще вони містяться в 7% зразків калу людей. Що вони роблять всередині нас, поки невідомо. Чи можуть вони викликати хвороби, як віруси в нас або віроїди в рослинах? Або ж, навпаки, вони паразитують на бактеріях, що живуть в нашому організмі, і допомагають підтримувати їх чисельність, безпечну для нас?