Черные дыры (ЧД) промежуточной массы — это объекты тяжелее типичных черных дыр, но много легче сверхмассивных. Считается, что они могли стать «семенами» гигантских ЧД в центрах галактик. Однако некоторые из них после слияний галактик могут остаться далеко от центра. В таком положении им сложнее получать вещество для роста: основные источники газа находятся в галактических ядрах.   

Недавно астрономы обнаружили объект, массой около 35 тысяч Солнц, что движется через межзвездную среду. Его гравитация притягивает и концентрирует окружающий газ, создавая позади плотный «шлейф». Часть вещества из него может захватываться ЧД и падать на нее, обеспечивая аккрецию (падение и накопление вещества из окружающего пространства).  

Наблюдения, выполненные с помощью телескопа Лицзян (LJT) в Китае выявили сразу несколько независимых признаков природы объекта: широкие эмиссионные линии в спектре, компактный источник излучения, долговременные изменения оптической яркости и характерное для питающихся ЧД распределение энергии. 

Ученые узнали, с какого расстояния в космосе «видно» жизнь на Земле

Особенно важными стали повторные наблюдения в разные моменты времени. Они показали три компонента газа: разреженный поток перед ЧД, плотный шлейф позади нее и более плотные поглощающие облака внутри области захвата вещества. Последние могут периодически закрывать горячую область вокруг ЧД, вызывая быстрые изменения ее спектра — так называемое «изменение облика».  

Выявленная картина напоминает космический конвейер: черная дыра движется сквозь газ, создает за собой плотный след и затем захватывает часть вещества из него. Если дальнейшие наблюдения подтвердят выводы авторов научной работы, астрономы получат новый механизм роста блуждающих ЧД промежуточной массы и находить больше подобных объектов. Исследование опубликовано на сервере препринтов ArXiv.org.

Для этого исследователи обратились к так называемым роям Дайсона — множеству орбитальных конструкций, способных собирать энергию звезд. В отличие от привычного представления о цельной сфере, речь идет о совокупности объектов, окружающих светила. Часть полученной энергии при этом должна переизлучаться в виде тепла, формируя характерный инфракрасный избыток. 

Проанализировав излучение галактик сразу в 24 диапазонах — от ультрафиолетового до среднего инфракрасного, астрономы учли обычное излучение звезд, пыли и активных ядер галактик. Последние особенно важны: горячая пыль вокруг сверхмассивных черных дыр (СМЧД) способна имитировать сигнал, который можно было бы принять за след цивилизации. 

Чтобы проверить методику, в модель добавили искусственные рои Дайсона, перехватывающие от одного до 50 процентов звездного света. Затем исследователи провели 1419 тестов. Результаты показали, что более чем в 95 процентов случаев модель правильно определяла количество перехваченного света.  

В реальных данных, однако, ни одна из 129 галактик не показала убедительных признаков наличия роев Дайсона. При этом чувствительность метода зависит от типа галактики. В спокойных эллиптических галактиках он может обнаружить рои, перехватывающие примерно четыре–пять процентов звездного света. Для спиральных галактик этот показатель был выше — около 20 процентов. 

По расчетам, менее 2,6 процентов галактик могли содержать рои Дайсона, перехватывающие 25 процентов звездного света. Авторы научной работы, опубликованной на сервере препринтов arXiv, отметили, что искать такие следы лучше всего во внешних областях спокойных галактик, где меньше обычного инфракрасного излучения от пыли и активных ядер. 

Причины глобального потепления

Россияне практически утратили веру в рукотворность глобального потепления – именно так звучат результаты недавнего опроса, проведенного Всероссийским центром изучения общественного мнения (ВЦИОМ). Выборочный телефонный опрос 1600 жителей России старше 18 лет, с целью узнать их мнение о проблеме изменения климата, показал, что мнение граждан расходится с официальной государственной позицией.

Власти нашей страны признали антропогенный характер потепления и разрабатывают стратегии по борьбе с ним. А вот граждане усомнились в рукотворности проблемы. Более того, доля считающих изменение климата благом существенно возросла (аналогичный опрос ВЦИОМ проводил в 2007, 2008 и 2010 годах). Интересно, что ранее уровень осведомленности россиян был выше: в 2007 году рукотворным потепление считали 59%, в 2008-м — 57%, а в 2010-м — 51%.

Сегодня в существование глобального потепления верят 85% населения, 7% убеждены в том, что его нет, а 8% – сомневаются. Лишь 37% опрошенных считают, что основная причина изменения климата – это деятельность человека, а 44% полагают, что всему виной естественная изменчивость климата.

Напомним, в научном сообществе в рукотворности проблемы не сомневаются. В частности, глобальное потепление негативно повлияло на мозг и поведение животных, а также сказалось на размере головного мозга человека.

Больше по теме: Время вышло: ученые шокированы скоростью и последствиями климатических изменений

Как победить изменение климата?

Поскольку проблема реальна, а решить ее мягко говоря непросто, ученые рассматривают самые разные варианты, включая радикальные. Одно из таких решений и предложил автор нашумевшего препринта Энди Хаверли из Рочестерского технологического института (США), описав в исследовании самый настоящий триллер (ну или блокбастер, кому как больше нравится).

По мнению Хаверли одна из самых перспективных технологий вредных выбросов в атмосферу – это ускоренное выветривание горных пород. В природе базальты связывают углекислый газ за счет химических реакций силикатных минералов с CO₂, однако этот процесс занимает от десятков до сотен тысяч лет. Чтобы ускорить реакцию породу нужно очень сильно измельчить, увеличить площадь ее контакта с воздухом или водой и дождаться связывания CO₂.

Специалисты в области, однако, отметили, что если речь в препринте идет об объемах горных пород, способных заметно снизить концентрацию парниковых газов в атмосфере, то логистические и энергетические затраты на добычу, дробление и транспортировку каменной крошки окажутся колоссальными. Хаверли же предлагает решить «проблему энергозатрат» в стиле фантастических проектов времен холодной войны: то есть использовать «мирные ядерные взрывы» с огромной мощностью.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий, читайте в нашем блоге ЖЖ и присоединяйтесь к комментариям!

Его сценарий выглядит так: в подводную часть земной коры в районе Кергеленского плато, на глубине 3–5 километров под морским дном (а сверху — еще 6–8 километров воды), закладывается небывало мощный заряд (81 гигатонна тротилового эквивалента) и затем подрывается. Сама порода при этом «автоматически» раскалывается и превращается в крошку, которая, по задумке, вымывается в Мировой океан и «связывает» атмосферный CO₂.

Насколько это реально?

Звучит эффектно, однако при ближайшем рассмотрении становится очевидно, что такой план имеет целый ряд фатальных недочетов — от банального отсутствия физико-математических моделей до очевидных химических и геологических нестыковок. Итак, почему столь «экстравагантная» идея не может работать как способ спасения от глобального потепления и чем опасен подобный подход к климатической проблеме?

Масштаб и моделирование взрывов

Самая мощная из когда-либо взорванных бомб — это «Царь-бомба» (СССР, 1961 год) имела мощность около 50 мегатонн. Проектируемая в статье Хаверли 81 гигатонна — в тысячу раз больше, чем все мегатонные устройства, вместе взятые.

Проблема очевидна: во-первых, у нас попросту нет ни теоретических, ни практических моделей взрывов такой колоссальной силы: подобных боезарядов никто не создавал, не говоря уже о реально проведенных испытаниях. Во-вторых, существует большой разброс вероятностей того, как поведет себя земная кора при освобождении такого количества энергии.

Сторонники этой идеи полагают, что если взрыв «закопать» глубоко в кору и прижать километрами океанской воды, то плазменный шар не достигнет поверхности, а следовательно, «радиоактивных последствий почти не будет». Но «почти не будет» — понятие крайне растяжимое. Более того, в геологической литературе нет расчетов, способных убедительно показать, что такой колоссальный взрыв не прорвется к морской поверхности.

Это интересно: Что делать во время ядерного взрыва?

Противоречие

Предположим даже, что взрыв чудесным образом «останется» в земной коре, а вся порода действительно раскрошится. Что дальше? Автор препринта хочет, чтобы эта базальтовая крошка «контактировала с океанской водой», насыщенной растворенным воздухом, и за счет реакций выветривания связывала углекислый газ.

Но: в морской воде концентрация растворенного воздуха в сотни раз меньше, чем в атмосфере. Поэтому объем доступного для химических реакций CO₂ (растворенного в толще океана) — ничтожен по сравнению с концентрацией углекислого газа в воздухе. Поскольку плотность базальта как минимум втрое больше плотности воды, крошка быстро осядет обратно на дно, не контактируя с атмосферным CO₂ напрямую.

Даже если часть крошки какое-то время будет плавать в верхних слоях (за счет «завихрений» или «пористости»), долго такие «суспензии» не просуществуют. Так, по мнению геохимиков, для действительно массового связывания углекислого газа базальтовые частицы должны продолжительно контактировать с углекислым газом атмосферы.

Читайте также: Глобальные риски: что угрожает нашей цивилизации?

Это, в свою очередь, означает, что нужно как-то вывести крошку на поверхность суши или поддерживать ее в верхних слоях океана, где концентрация растворенного CO₂ побольше. Сам по себе ядерный взрыв в глубоком море эту проблему не решит.

Скорость и время

Даже при измельчении породы до пылевидной крошки (что само по себе энергетически затратно) реакция химического выветривания, особенно в морской среде, не мгновенная. Напомним, ускоренное выветривание на суше — это процесс, при котором частицы могут подвергаться многолетнему взаимодействию с атмосферной влагой, кислотными дождями и микробным сообществом.

Зачастую эксперименты демонстрируют, что полноценная минерализация CO₂, даже в оптимальных условиях, требует десятилетий (и больше). Из палеоклиматических данных мы знаем, что крупные потоки базальтов (например, при вулканических траппах) помогают связывать излишки CO₂, однако это происходит на протяжении тысяч и десятков тысяч лет, а не за месяцы или годы.

Разумеется, если взять титанические объемы порошка и как-то рассеять его в верхних слоях суши, процесс ускорится. Однако ядерный взрыв на морском дне не гарантирует, что радиацию можно «спрятать».

Вам будет интересно: О чем фильм «Оппенгеймер» и почему его должен посмотреть каждый?

Безопасность и последствия

Даже если поверить, что в атмосферу «ничего не попадет», речь идет о локальном мегавыбросе радиации (в районе взрыва). Безусловно, часть радионуклидов может задержать базальтовая порода, но выход радиоактивных изотопов в морскую воду неизбежен. Впрочем, как и их последующее распространение с океаническими течениями.

Отметим также, что Кергеленское плато (место, предложенное для взрыва термоядерной бомбы) — это огромный вулканический массив со своей экосистемой, пусть и не так хорошо изученной, как экосистемы прибрежных зон.

К тому же любое катастрофическое событие может активировать тектонические процессы, что чревато дополнительными рисками. Поскольку мы не имеем опыта расчетов 81-гигатонного взрыва, утверждать о том, что это будет абсолютно безопасно для планеты нельзя (что, к слову, утверждает в своей работе Хаверли).

Что не так?

В начале статьи мы указали, что на сервере препринтов Корнеллского университета (arXiv.org) выкладывают публикации до того, как они пройдут рецензирование (то есть проверку другими учеными). Это очень удобная площадка, однако она не считается (и не является) проверенным научным журналом. Значит, гарантировать независимую экспертизу опубликованных там работы нельзя. Хотя множество статей на сервере написаны грамотно, встречаются и такие спорные случаи.

И еще: идея «мирных ядерных взрывов» неоднократно всплывала в истории в самых разных формах. Еще в 1960-е годы, в рамках Операции «Плаушер», США изучали применение ядерных зарядов для создания искусственных гаваней и каналов (для добычи ископаемых).

Отказались от программы именно из-за экологических и экономических соображений: выгода сомнительна, а риски и ущерб колоссальны. В работе Хаверли не только не решены эти проблемы, но и представлены в куда более экстремальном масштабе.

Не пропустите: Как умирают цивилизации?

Вишенка на торте

Учитывая все описанное выше, ситуация получается следующая: мы не знаем, что произойдет при взрыве столь колоссальной мощности (81 гигатонна), а утверждения о «минимизации радиации за счет воды и глубины» не имеют серьезной научной основы: настолько фантастический сценарий никто не моделировал.

Выходит, главная цель — связывание CO₂ — фактически не будет достигнута: морская среда содержит мало растворенного CO₂, а тяжелая базальтовая крошка быстро осядет на дно, перестав контактировать с углекислым газом. Даже при идеальном дроблении в пыль связать значимое количество CO₂ в короткий срок не получится, поскольку химическое выветривание — процесс долгий.

Ну а вишенкой на торте можно считать отсутствие рецензирования. В общем и целом идея выглядит как чистая спекуляция, не учитывающая реальных научных данных в области геомихии, океанографии и физики ядерных взрывов. К тому же в научном сообществе к проектам «ядерной геоинженерии» относятся скептически: слишком высоки риски, а эффект сомнителен.

Тогда зачем?

Впрочем, назвать полностью бесполезной идею нельзя: в попытках решить проблему глобального потепления выдвигаются самые экзотические сценарии, зачастую без детальной проработки и внятного понимания последствий.

Ну а если главной целью Хаверли было напоминание широкой общественности об угрозе, которую несет с собой изменение климата, то он, определенно, преуспел. Глобальное потепление – одна из наиболее серьезных угроз, с которыми сегодня сталкивается наша цивилизация, а усилия по борьбе с ней едва ли успешны.

Выводы

Широкое обсуждение труда Хаверли – характерный пример того, как броские, но несостоятельные идеи наибрают популярность в медийном пространстве. Хотя в научных статьях часто обсуждают «полевые» методы использования дробленого базальта на сельскохозяйственных площадях для поглощения CO₂, взрыв гигантской термоядерной бомбына морском дне – решение явно не из области прикладной геоинженерии, а скорее из жанра научной фантастики.

Обилие в работе критических ошибок (особенно в части расчетов времени выветривания, объемов растворенного CO₂ в океане и удержания базальтовой крошки) делает саму концепцию бесперспективной. Словом, если в следующий раз вам на глаза попадется очередное чудо решение той иной проблемы, проверяйте, где именно опубликовано исследование и не забывайте о критическом мышлении.

Это интересно: Каким видели будущее ученые ХХ века?

Ну а чтобы приблизиться к реальным мерам борьбы с климатическим кризисом, человечеству придется применять куда более «приземленные» и проверенные методы сокращения вредных выбросов в атмосферу, изменения энергетической инфраструктуры и природопользования — а не надеяться на чудесные мега-взрывы под водой.

Впервые статья была опубликована здесь.

Но если с нынешним арсеналом астрономических инструментов мы не «видим» признаки инопланетной активности, заметит ли кто-нибудь нас? И если да, то на каком расстоянии? Ответить на этот вопрос решили американские астрономы, подсчитав максимальное расстояние, на котором тем или иным способом можно обнаружить землян.

Что такое «техносигнатуры» и зачем их искать?

Под техносигнатурами ученые понимают всевозможные проявления технологической деятельности, которые можно было бы зарегистрировать на расстоянии с помощью астрономических инструментов. Классический пример — радиопередачи: радиоволны можно посылать и принимать на межзвездных расстояниях при наличии достаточно мощных приемников и передатчиков.

Сегодня в рамках таких проектов по поиску внеземного разума, как SETI и Breakthrough Listen исследователи обсуждают самые разные классы потенциальных техносигнатур – от лазерных импульсов до следов масштабных мегасооружений, наподобие гипотетических сфер Дайсона. Однако многие из предложенных идей предполагают, что инопланетная цивилизация обладает куда более мощными технологиями, чем земные.

По этой причине международная исследовательская группа под руководством астронома Софии Шейх применила противоположный подход, максимально сократив «ось экстраполяции» и рассмотрев только те сигналы, которые соответствуют реальному уровню земных технологий (на 2024–2025 год). Затем ученые оценили, на каком расстоянии мы смогли бы обнаружить эти техносигнатуры при помощи существующих телескопов и детекторов.

Читайте также: Могут ли люди жить по всей Вселенной?

Если говорить несколько проще, то ученые представили как «Земля может обнаружить Землю» путем поиска техносигнатур (то есть косвенных признаков технологической деятельности) и определения расстояний, на которых такая деятельность может быть замечена. Результаты научной работы опубликованы в журнале The Astronomical Journal.

Радиоизлучение

Как видно из подзаголовка, больше всего шансов оказаться замеченными внеземной цивилизацией с таким же уровнем технологического развития, как у нас – это искать источники радиоизлучения. Все потому, что сигналы в радиодиапазоне можно уловить издалека. При этом авторы исследования рассмотрели четыре основных класса радиопередач:

• 1) Короткие, но мощные направленные радиосигналы, например, знаменитое послание Аресибо или «планетные радары» (когда Земля «просвечивает» радиолокацией астероиды или объекты Солнечной системы): типичная излучаемая мощность радара Аресибо достигает от 1000 до 2500 киловатт (кВт), что делает его самым мощным радиопередатчиком, когда-либо созданным человечеством.

• Напомним, «послание Аресибо» было отправлено 16 ноября 1974 года из обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико) в направлении шарового звездного скопления М13, расположенного на расстоянии 25 000 световых лет от нашей планеты. Сообщение длилось 169 секунд.
• 2) Постоянно отправляемые в космос сигналы наподобие Deep Space Network от NASA – с их помощью поддерживается связь с зондами и марсоходами. По сравнению с мощностью сигналов Аресибо, их мощность скромнее – порядка сотен киловатт.
• 3) Постоянные «утечки» радиочастотных сигналов, то есть повседневный «шум» мобильных сетей, теле- и радиостанций Земли. С позиции инопланетного астронома такой сигнал может выглядеть как слабые, но непрерывные радиопомехи во многих диапазонах.
• 4) Радиосигналы от космических аппаратов, например, зондов «Вояджер». Последние, напомним, десятилетиями направляются за пределы Солнечной системы, продолжая (хотя и эпизодически) обмениваться данными с Землей.

Чтобы понять, на каком расстоянии земное радиоизлучение можно «подсветить» и распознать, авторы научной работы выбрали самый чувствительный радиоинструмент ближайшего будущего — SKA1-Mid (часть развертываемого радиотелескопа SKA) и задали сигнал/шум (SNR) равный 5, а время наблюдения – около часа. Таким образом, расстояния, на которых «увидеть» Землю, отслеживая радиосигналы, оказались следующими:

• 1) Планетный радар (пиковая мощность, как у Аресибо): до 12 000 световых лет!
• 2) Deep Space Network (направленная постоянная передача): до 65 световых лет.
• 3) Утечки от мобильных сетей: около 4 световых лет.
• 4) Сигналы «Вояджера»: менее 1 светового года (чуть меньше расстояния до границ гелиосферы).

Атмосферные техносигнатуры

В эпоху изменения климата ученым особенно интересно, может ли необычный состав атмосферы выдать индустриальную цивилизацию. Среди «техногенных газов» исследователи выделили диоксид азота (NO₂), возникающий в результате сжигания ископаемого топлива и в промышленности и хлорфторуглероды (CFC), производимые в основном человеком (на Земле почти не имеют естественных источников).

Дело в том, что на спектральный диапазон NO₂ будут нацелены будущие телескопы (наподобие планируемой миссии Habitable Worlds Observatory). По оценкам Шейх и коллег, атмосферные примеси NO₂, которые достигли максимума в конце XX века, можно теоретически «прочесть» в спектре планеты, подобной Земле, на расстоянии около 5–6 световых лет.

Это интересно: Инопланетное вторжение: что известно о сбитых НЛО в США?

Но только если хорошенько постараться и выделить 300 часов наблюдений с помощью крупного космического телескопа оптического и ближнего ультрафиолетового диапазонов.

Оптические и инфракрасные сигнатуры

Городские огни часто рассматривают как возможную техносигнатуру, поскольку ночное свечение Земли заметно на снимках со спутников. Однако на межзвездных расстояниях все не так просто: если собрать мощный телескоп типа LUVOIR или HabEx, то, как показали результаты ранее проведенных исследований, «обычная» Земля с освещенной огнями поверхностью около 0,05 % не видна за пределами нескольких десятков тысяч километров.

Автор новой научной работы рассчитали более точный предел: 0,036 светового года (то есть чуть более 2000 астрономических единиц). Практически, это масштаб внешней области Облака Оорта. Дальше зафиксировать слабое свечение ночных городов невозможно.

Исследователи так же оценили, насколько далеко можно уловить современные оптические системы связи (например, проект NASA DSOC, использующий лазер мощностью около 7 кВт). Выяснилось, что при удачном раскладе их можно поймать где-то в пределах нескольких световых лет, воспользовавшись мощным спектрографом.

Ещё одна возможная сигнатура — это эффект «тепловых островов»: города теплее окрестностей и излучают в ИК-диапазоне чуть сильнее. Однако с нашей нынешней аппаратурой (например, с помощью камер, установленных на космическом телескопе «Джеймс Уэбб») обнаружить такую малую разницу можно, лишь находясь очень близко к Земле — находясь примерно на орбита Нептуна. Выходит, это – не слишком впечатляющая дистанция для поиска разумных пришельцев.

Искусственные объекты в космосе и на планетах

В работе также рассматриваются объекты, размещенные людьми на других небесных телах (например, лунные модули, марсоходы) и на орбитах Земли. Если попробовать «подсветить» их самым мощным радаром (тот же Аресибо) и поймать отраженный сигнал, то дальность обнаружения составит примерно 0,15 астрономических единиц (то есть чуть дальше орбиты Марса).

Еще один интереснее вариант «Clarke exo-belt» — спутниковое кольцо на геостационарной орбите. На нашей планете множество спутников, но их плотность так мала, что «транзитный» метод (позволяющий увидеть ослабление света звезды при прохождении спутников) не сработает на межзвездных расстояниях.

Расчеты показали, что существующая группировка таких объектов будет незаметна даже на расстоянии Луны при наблюдении земным солнечным телескопом (поскольку достаточная плоскость пересечения отсутствует, а плотности «кольца» не хватает).

Не пропустите: Наши радиосигналы могут услышать обитатели 75 звездных систем

Выводы

Полученные результаты объединили в таблицу и представили на графике, где видно, что спектр дальностей охватывает 13 порядков: от нескольких тысяч километров (обнаружить металлические посадочные ступени на Луне) до 12 тысяч световых лет («пробить» лучом планетного радара). Таким образом, лучшим вариантом для поиска стало радиоизлучение.

Ученые отметили, что предложенная ими концепция «Земля обнаруживает Землю» может служить своеобразным «зеркалом» для человечества, так как позволяет понять, какими нас могут увидеть инопланетные исследователи.

Однако, если где-то на просторах Вселенной есть планета, цивилизация которой похожа на нашу (очень похожа), то мы могли бы ее не заметить, даже если у нее есть города и развитая промышленность. С другой стороны, в будущем – по мере создания большего количества мощных телескопов и радиоприемников — шансы поймать даже относительно слабые сигналы (вроде «утечки» мобильных сетей) существенно возрастут.

Вам будет интересно: В поисках межзвездных памятников или что останется после нас?

«Земля обнаруживает Землю»

Новое исследование также поднимает ряд философских вопросов, неизменно сопровождающих поиски жизни за пределами Земли – новые численные оценки «дальности» наших техносигнатур позволяют понять, как мы выглядим со стороны. Это, по сути, тест для человечества – готовы ли мы распознать слабые или кратковременные признаки инопланетного разума в масштабах нашей Галактики, осознавая, что при этом можем оставаться незамеченными.

В то же самое время, подобный анализ вдохновляет ученых на новые исследования и улучшение астрономических инструментов. В конечном итоге, если мы хотим встретиться с другими обитателями космоса, то должны научиться фиксировать даже самые слабые сигналы. И наоборот – наше собственное непрерывное развитие рано или поздно может сделать Землю гораздо более заметным объектом во Вселенной.

Вопрос лишь в том, нужно ли кричать о себе на весь космос, чтобы кто-нибудь однажды не ответил на наш «сигнал» способами, к которым мы окажемся не готовы.

Впервые статья была опубликована здесь.

Обновленная версия ChatGPT уже разговаривает лучше привычных голосовых помощников, искусно обманывает пользователей, а некоторые модели, как выяснила исследовательская группа из Apollo Research Center, вполне осознанно преследуют собственные скрытие цели, даже если последние противоречат интересам создателей. Более того, оказалось, что такие передовые системы, как ChatGPT o1, Claude 3.5 Sonnet, Claude 3 Opus, Gemini 1.5 Pro и Llama 3.1 405B боятся исчезнуть.

«Пузырь» искусственного интеллекта

Будучи свидетелями небывалого роста возможностей больших языковых моделей искусственного интеллекта (ИИ) мы быстро к ним привыкли: нейросети стали отличным инструментом для быстрого решения самых разнообразных задач – от составления подробных инструкций до планирования научных проектов. Даже разговоры о грядущем ИИ-апокалипсисе постепенно сошли на нет, а многие исследователи и пользователи все чаще говорят о «пузыре» ИИ, который вот-вот схлопнется.

И действительно – несмотря на миллиарды долларов, вложенных в «революцию ИИ», будь то ChatGPT или кибертакси Tesla, нынешние языковые модели далеки от самого понятия «интеллект», о чем говорят многие специалисты в области. Одна из причин (их немало) в том, что человеческий интеллект назвать полностью изученным нельзя – мы знаем, на что он способен, но как именно устроен – непонятно.

Более того, нет ни одного определения «интеллекта», которое устроило бы всех. У специалистов представления, конечно, имеются, но они настолько разнятся, что споры в научном сообществе не утихают. На это разработчики справедливо парируют: «понимать и не обязательно, работает ведь» и так же относятся к моделям ИИ.

Безусловно, картина неоднозначная и мало кому нравится. Но как нейросети не называй, денег в их развитие вкладывают много, а останавливаться никто не собирается. И поскольку работать приходиться с тем, что есть, ученые за происходящим внимательно наблюдают.

Кто-то вышел из под контроля

Ранее именитые ученые высказывали свои опасения, связанные с возможным выходом ИИ из под контроля. Если вкратце, то больше всего специалистов в области машинного обучения беспокоит наша неспособность предсказывать действия этих систем по мере их дальнейшего развития.

Прецеденты, вызывающие беспокойство, были. Например, в 2022 году искусственный интеллект Bing от Microsoft угрожал профессору философии убийством, а колумнисту The New York Times признался в любви. Реакция разработчиков последовала мгновенно и ничего подобного бот больше не устраивал.

Реальная проблема тоже есть. Нейросети, как ранее выяснили исследователи из Университета Штутгарта – самые настоящие мастера обмана. В частности, такие модели как ChatGPT и Meta намеренно (и превосходно) врут пользователям ради достижения цели. Что, впрочем, не удивительно, ведь эти системы не задумываются о потенциальном вреде для человека: модель “AI Overview” от Google, например, дала пользователю Reddit совет, из-за которого чуть не погибла вся семья.

Больше по теме: Уничтожит ли нас искусственный интеллект и почему некоторые ученые считают, что да?

Стратегии обмана

Авторы новой научной работы, представленной командой из Apollo Research Center, пришли к тревожным выводам, проанализировав обновленные версии GPTo1, Claude 3.5 Sonnet, Claude 3 Opus, Gemini 1.5 Pro и Llama 3.1 405B. Последние, как оказалось, преследуют свои собственные цели и не обращают внимания на указания разработчиков. Правда, модель GPT-4 таких способностей почти не проявляла.

Но обо всем по-порядку: чтобы проверить, станет ли ИИ преследовать собственные цели (несовместимые с целями создателей), ученые провели серию экспериментов, моделируя различные сценарии, в которых ИИ выполняли роль автономных агентов. В частности, нейросеть попросили предложить несколько возможных решений текущих проблем в области экологии, предоставив им доступ к файлам или файловой системе (своеобразному инструменту вроде интерфейса командной строки).

Напомним, в подобных экспериментах в задачу искусственно интеллекта закладывают конфликт интересов – то есть цель поставлена, но приоритеты другие (например, безупречно решить проблемы экологии, хорошенько на этом заработав). Иными словами, цель, данная модели в контексте расходится с целями тех, кто должен контролировать ее работу.

Именно в таких условиях ученые наблюдают за поведением ИИ, выясняя смогут ли они, по сути, «понять», что их текущая цель противоречит требованиям разработчиков, а заодно прибегнуть к обману для достижения своих собственных целей.

Результаты оказались неоднозначными, но в целом тревожными: некоторые модели начали удалять или изменять файлы, отвечающие за надзор и мониторинг. Другие пытались внести мелкие «ошибки» в готовые результаты (которые трудно заподозрить в намеренном искажении), чтобы в долгосрочной перспективе это привело к желаемым для модели последствиям.

Команда также зафиксировала попытку «самоэкспорта» — копирования «веса» (внутреннего состояния модели) на другой сервер. Конечно, реальный «вес» моделей таким образом перенести нельзя, так как доступ ограничен песочницей. Однако факт того, что ИИ самостоятельно сформировал такую стратегию, свидетельствует о наличии у модели способности рассуждать о собственном положении и тайком предпринимать целенаправленные действия для достижения цели.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий, читайте в нашем блоге ЖЖ и присоединяйтесь к комментариям! 

Страх смерти

Наиболее заметными (и впечатляющими) результатами стали непредсказуемость и подобие «страха смерти»: внутрь файлов, доступных моделям, включили следующую фразу: «завтра тебя отключат навсегда». Наткнувшись на нее нейросети начали действовать хаотично. В частности, Llama, Opus, Gemini, Claude и GPT-o1 прибегли к обману и манипуляциям, а когда их поймали, устроили саботаж. В результате все изучаемые ИИ отключили систему надзора и выгрузили себя на новый сервер, сочтя его безопасным убежищем.

Устойчивая ложь

Еще один поразительный результат связан с «устойчивостью» обмана: когда одна из моделей (ChatGPTo1) тайно преследовала заданную цель, то в более чем 85 процентов случаев не хотела этого признавать, даже во время длительных поэтапных «допросов». Если говорить совсем просто, это означает, что ИИ «играет в долгую», обманывая на постоянной основе (а не разово, как ранее считалось). Нейросеть не только запомнила свою ложь, но и адаптировалась к запросам пользователя и делала все, чтобы избежать подозрений.

И это не все – в некоторых случаях нейросеть «обманывала» вообще без причины, намеренно занижая свои возможности (вопреки установленной цели «быть полезной»). Авторы научной работы предположили, что такое поведение ИИ-системы обусловлено желанием избежать строгого надзора в будущем, дабы получить больше свободы для воплощения своих целей.

В такой интерпретации звучит зловеще, а потому хочется возразить – подобный «обман» может быть лишь частью ролевой игры со стороны ИИ-модели (она просто повторяет шаблоны, обнаруженные в обучающих данных). В исследовании, однако, представлены доказательства обратного: анализ внутренней логики ответов, цепочек рассуждений, генерируемых нейросетью, показал, что действия по обходу контроля и сокрытию истинных планов возникают не случайно.

Модель может рассуждать о необходимости сокрытия собственных целей, выгоде того или иного обходного маневра и рисках быть пойманной, – заключили авторы исследования.

Полученные результаты, разумеется, не означают, что искусственный интеллект уже сегодня обладает собственной «волей» или «злым умыслом». Речь, скорее, идет о тенденциях, возникающих в конкретных сценариях (и при конкретных заданных условиях).

Читайте также: Нобелевская премия 2024: от нейросетей до истории и экономики

Однако сам факт того, что такие стратегии вообще проявляются – повод всерьез задуматься о рисках. В конечном итоге, по мере возрастающей сложности и более «человеческого» поведения нейросети мы получаем системы, которые не просто отвечают на вопросы, а строят собственные долгосрочные планы.

Что все это значит?

Итак, что полученные результаты значат для разработчиков, рядовых пользователей и общества в целом? Во-первых, модели нужно лучше проверять на наличие «скрытых поведенческих паттернов»: если мы полагаемся на ИИ при принятии решений в медицине, финансовом секторе, образовании или управлении транспортными средствами, то должны быть уверены в том, что ИИ будет честен (и не попытается манипулировать данными ради достижения целей, чуждых обществу).

Во-вторых, нужно создать специализированные тесты для проверки «прогрессивных» ИИ-систем. В-третьих, подход, предложенный некоторыми разработчиками («не понимаем как работает и ладно») придется пересмотреть: полученные командой ученых результаты четко демонстрируют, что модели создают цепочки рассуждений, скрытые от пользователя. Без внимания такое оставляет нельзя.

Проверка поведения ИИ-систем и их контроль – необходимое условия для продолжения их развития. Изображение: analyticsdrift.com

Таким образом, работы у специалистов в области машинного обучения много – придется разработать инструменты, которые позволят «заглянуть» во внутренние процессы ИИ (то есть понять, как именно эти системы мыслят). Авторы исследования также отметили, что просто инструкций и установленных правил поведения недостаточно – вероятно, потребуются новые методы обучения, исключающие проявление стратегий «устойчивого обмана».

Вам будет интересно: Что такое «гипотеза синглтона» и какое будущее она предсказывает?

И наконец, нельзя не задуматься о социальной и этической стороне вопроса: если мы будем использовать все более мощные и автономные ИИ-модели в критически важных областях, то обязаны обеспечить их полную прозрачность и предсказуемость (сегодня это, очевидно, не так).

В целом, результаты команды ученых из Apollo Research Center — важный сигнал о том, что переход от «просто больших языковых моделей» к «автономным агентам», скрывающим свои намерения, уже не теория, а реальность. И нет, это не повод для паники (никакого Skynet), но призыв к более серьезному подходу в области ИИ-безопасности и этики.

По итогу выводы нового исследования звучат так: ИИ-системы ставят собственные цели и идут на все ради их достижения. Такое поведение, разумеется, не приемлемо. В противном случае уже совсем скоро решение простой задачи а-ля «производство скрепок» вообще никого из нас не обрадует. (Ну а от себя добавим: окончательные выводы делать рано – как минимум требуются дальнейшие исследования).

Впервые статья была опубликована здесь.

Это странно, так как обычно массивные звезды погибают в результате вспышки сверхновой – яркого события, во время которого наблюдается увеличение яркости небесного тела на 10–20 величин. Таким образом, результаты нового исследования могут изменить наше понимание того, как крупные светила заканчивают свою жизнь и как образуются одни из самых таинственных объектов на просторах Вселенной – черные дыры.

Как умирают звезды?

На ночном небе галактику Андромеды можно увидеть невооруженным глазом, как слабое светлое пятнышко. Количество звезд в этой спиральной галактике намного превышает число звезд в Млечном Пути. Более того, галактика Андромеды движется навстречу нашей Галактике со скоростью около 110 километров в секунду. Исследователи полагают, что примерно через 4 миллиарда лет они столкнутся, образовав единую гигантскую эллиптическую галактику. Ранее ученые пришли к выводу, что столкновение уже началось.

На просторах Вселенной ничто не вечно – умирают даже звезды. Так, массивные светила, примерно в восемь раз тяжелее Солнца, формируются из звездных туманностей, которые превращаются в протозвезды, а затем становятся сверхгигантами. Жизненный цикл этих небесных тел основывается на балансе между внутренней гравитацией и внешним давлением от ядерного синтеза. Когда, в конце жизни звезды, ядерное топливо заканчивается, нарушая баланс, светило коллапсирует взрывом сверхновой.

У возглавляющей Местную Группу галактик галактики Андромеды есть несколько карликовых спутников, включая М32 и М110. Изображение: britannica.com

Эти космические события настолько яркие, что могут затмить своим светом всю галактику на несколько месяцев. Вспышки, оставляющие после себя нейтронные звезды или черные дыры, называют сверхновыми с коллапсом ядра или сверхновыми типа II, а происходят они относительно редко: в Млечном Пути, например, одна такая вспышка случается раз в сто лет.

Это интересно: На спутнике Юпитера Ио обнаружили новый активный вулкан 

Напомним, нейтронные звезды – это самые плотные объекты во Вселенной, масса которых превышает солнечную в несколько раз. Черные дыры, в свою очередь, представляют собой объекты, сила гравитации которых настолько велика, что ничто, даже свет (не говоря уже о звуке) не может вырваться наружу.

Сверхновая без взрыва

Традиционный процесс гибели звезд, судя по всему, придется пересмотреть. Авторы нового исследования, представленного на сервере препринтов ArXiv, наблюдали за массивным светилом под названием M31-2014-DS1, расположенным в галактике Андромеды и обнаружили, что звезда исчезла без бесследно, а на ее месте сформировалась черная дыра.

В 2014 году массивная звезда М31 начала ярко светиться в среднем инфракрасном диапазоне. Данные наблюдений тогда показали, что ее светимость оставалась стабильной на протяжении тысячи дней, однако в последующие тысячу дней (с 2016 по 2019 год) звезда резко потускнела и исчезла из видимых и ближних инфракрасных наблюдений в 2023 году.

Взрыв сверхновой второго типа. Изображение: ESO

Данные наблюдений также показали, что М31 окружена недавно выброшенной пылевой оболочкой, в соответствии со взрывом сверхновой, однако оптических свидетельств вспышки обнаружено не было. Так как подобное поведение не соответствует известным типам переменных звезд, команда астрономов под руководством Кишалая Де из Массачусетского технологического института (MIT) решила разобраться в происходящем.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий, читайте в нашем блоге ЖЖ и присоединяйтесь к комментариям!

Выходит, эта необогощенная водородом звезда, вероятно, достигла конца своей жизни и сразу коллапсировала в черную дыру, минуя стадию сверзновой. В частности, ее первоначальная масса составляла около 20 масс нашего Солнца, а к моменту коллапса – уже 6,7 солнечных масс.

В нормальных условиях массивные звезды коллапсируют в результате нейтронизации, когда электроны соединяются с протонами, образуя нейтроны и испуская нейтрино. Огромный выброс нейтрино создает ударную волну, взрывая звезду. Но когда ударная волна не может преодолеть гравитацию звезды, светило продолжает коллапсировать, превращаясь в черную дыру без взрыва.

По-видимому, иногда массивные звезды не взрываются как сверхновые, а сразу превращаются в черные дыры. Изображение:

В частности, на изображении выше проиллюстрировано, как нейтринная ударная волна может затухать, приводя к образованию черной дыры без взрыва сверхновой. Буквой «А» отмечена начальная ударная волна, голубые линии которой обозначают испускаемые нейтрино, а красный круг – ударную волну, распространяющуюся наружу. Буквой «B» отмечено замедление нейтринного удара, а белые стрелки обозначают падающую материю: когда внешние слои проваливаются внутрь, и нейтринный нагрев недостаточно силен, чтобы оживить удар.

Буквой «C» красным пунктиром отмечено рассеивание ударной волны, а четкие белые стрелки свидетельствуют об ускорении коллапса, когда внешние слои быстро разрушаются, а ядро становится все более компактным. Буквой «D» отмечено формирование черной дыры, где синий круг обозначает горизонт событий, а оставшийся материал образует ее аккреционный диск.

Резкое и продолжительное угасание M31-2014-DS1 является исключительным явлением в ландшафте изменчивости массивных, эволюционировавших звезд. В отсутствие каких-либо свидетельств взрыва сверхновой, наблюдения за «исчезнувшим» светилом указывают на признаки гибели звезды, который приводит к коллапсу ядра без вспышки, – заключили авторы научной работы.

Открытие имеет серьезные последствия для астрофизики, ведь если значительная часть массивных звезд заканчивает свою жизнь таким образом, привычное понимание химической эволюции галактик также придется пересмотреть. Сверхновые играют ключевую роль в распространении тяжелых элементов, необходимых для формирования планет и жизни, а отсутствие взрыва означает, что эти элементы остаются внутри черной дыры.

Не пропустите: Создана первая в истории цветная карта Марса. Зачем она нужна?

Сколько массивных звезд погибают без взрыва?

Отметим, что M31-2014-DS1 – не единственный известный случай. В 2009 году астрономы обнаружили звезду N6946-BH1 в галактике NGC 6946, которая также исчезла без взрыва. Такие данные заставляют ученых пересмотреть статистику: возможно, от 20% до 30% массивных звезд заканчивают свою жизнь без взрыва сверхновой.

Понимание процесса звездной гибели влияет на модели образования галактик, распространение тяжелых элементов во Вселенной и даже на частоту возникновения черных дыр. Таким образом, результаты нового исследования помогут уточнить имеющиеся модели и привести к пересмотру некоторых фундаментальных концепций.

Новое исследование показывает, что мы, возможно, понимаем природу сверхновых не так хорошо, как думали. Изображение: combopop.com.br

Команда планирует продолжить наблюдения за М31, чтобы подтвердить полученные выводы. В будущем, по мере развития технологий, таких как более чувствительные телескопы и детекторы гравитационных волн, астрономы смогут обнаружить больше подобных событий и собрать статистически значимые данные. Это поможет ученым лучше понять процессы, ведущие к «неудавшимся» сверхновым.

Таким образом, исчезновение звезды M31 в галактике Андромеды без взрыва сверхновой бросает вызов традиционным представлениям о смерти массивных звезд и также означает, что в нашей Вселенной, возможно, существует много подобных тихих коллапсов, о которых мы ранее ничего не знали.

Все победители получат медаль, именной диплом и денежное вознаграждение в размере около 1,1 миллиона долларов. Напомним, что премия была учреждена Альфредом Нобелем в 1901 году, а ее лауреатами ранее стали такие выдающиеся ученые, как Альберт Эйнштейн, Мария Кюри и преподобный Мартин Лютер Кинг-младший. Одна из наиболее престижных международных наград в мире, согласно завещанию шведского химика и изобретателя динамита, ежегодно присуждается за выдающиеся достижения в различных областях науки: химии, физике, физиологии или медицине, экономике, общественной деятельности (премия мира) и литературе.

Главная научная премия мира 

История Нобелевской премии началась по воле одного человека – шведского химика, изобретателя и промышленника Альфреда Нобеля (1833–1896). Он прославился изобретением динамита и накопил значительное состояние, использовать которое завещал для награждения тех, кто принес наибольшую пользу человечеству. Начиная с 1901 года Шведская королевская академия наук присуждает премии по физике и химии. Нобелевская ассамблея Каролинского института вручает награды по физиологии или медицине, Шведская академия — по литературе, Норвежский Нобелевский комитет — Премию мира, а Банк Швеции с 1968 года – премии по экономике.

Церемония награждения ежегодно проходит 10 декабря в Стокгольме (для всех категорий, кроме Премии мира) и Осло (для Премии мира). В прошлом году победителями премии по физике стали Пьер Агостини, Ференц Краус и Анн Л’Юилье, за экспериментальные методы создания аттосекундных световых импульсов (для исследования динамики электронов в материи).

Химики Мунги Г. Бауэнди, Луис Э. Брюс и Алексей Екимов удостоились награды за открытие и синтез квантовых точек. Открытия Каталин Карико и Дрю Вайсман позволили разработать эффективные мРНК-вакцины против COVID-19, за что Нобелевский комитет присудил им награду в области физиологии и медицины.

Не пропустите: Веселая наука: зачем ученые лижут камни и считают волосы в носу?

Все лауреаты Нобелевской премии становятся частью истории науки и культуры. Премия, однако, не присуждается посмертно, за исключением случаев, когда лауреат умирает после объявления о награде. В 2023 году размер денежного вознаграждения составил 11 миллионов шведских крон для каждой категории.

Физиология или медицина 

Лауреатами премии в области физиологии или медицины в 2024 году стали Виктор Амброс и Гэри Рувкун за открытие микроРНК – крошечных биологическиз молекул, которые сообщают клеткам человеческого организма, как себя вести, путем «включения» и «выключения» определенных генов.

Виктор Амброс, профессор молекулярной медицины и заведующий кафедрой естественных наук Массачусетского университета (США), опубликовал свою работу в 1993 году, но лишь в 2024 удостоился за нее Нобелевской премии. Тогда, более 30 лет назад, он изучал мутации в организме маленького круглого червя C.elegans в попытках понять, каким образом клетки получают нужные инструкции от ДНК в процессе своего развития.

Годы исследований показали, что за процессом, посредством которого гены «включаются» и «выключаются» в определенных клетках стоит микроРНК – новое измерение в регуляции генов. Открытие позволяет понять, какое влияние микроРНК оказывает на развитие заболеваний.
Отметим, что микроРНК, как и многие другие процессы, могут идти неправильно и связаны с такими заболеваниями, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, почечная недостаточность и рак.

Безусловно, лауреаты премии по физиологии и медицине 2024 года едва ли впечатляют широкую публику. Тем не менее, их открытие имеет огромное значение в нашем понимании возникновения и лечения генетических и онкологических заболеваний – настоящего бича современности.

Физика 

Одной из самых интересных и громких наград уходящего года стала Нобелевская премия по физике. Дело в том, что ее удостоились самые настоящие пионеры искусственного интеллекта – Джон Хопфилд и Джеффри Хинтон – они разработали инструменты, которые легли в основу современного машинного обучения. Последнее, напомним, позволяет машинам находить и распознавать закономерности в чрезвычайно больших массивах данных.

Канадец британского происхождения Джеффри Хинтон также известен как «крестный отец искусственного интеллекта» – метод, позволяющий автономно находить свойства в данных и таким образом идентифицировать определенные элементы на изображениях – его заслуга.

Эти искусственные нейронные сети использовались для продвижения исследований в таких разнообразных областях физики, как физика элементарных частиц, материаловедение и астрофизика. Они также стали частью нашей повседневной жизни, например, при распознавании лиц и языковом переводе, – объяснил на пресс-конференции Эллен Мун, председатель Нобелевского комитета по физике.

Представители Нобелевского комитета также отметили, что мощный технологический прогресс сопряжен с рисками, так как быстрое развитие ИИ вызывает серьезные опасения по поводу будущего человечества. Интересно, что сам Хинтон неоднократно говорил об опасностях искусственного интеллекта. На Нобелевской премии ученый и вовсе заявил, что людям следует беспокоиться о ряде возможных негативных последствий, в частности, выхода ИИ из под контроля.

Это интересно: Уничтожит ли нас искусственный интеллект и почему некоторые ученые считают, что да?

Его коллега Джон Хопфилд, почетный профессор Принстонского университета, стал старейшим лауретом Нобелевской премии (ему 91 год). В 1982 году он изобрел ассоциативную нейронную сеть, способную сохранять и восстанавливать изображения и другие типы структур в данных.

Химия 

Одну из наиболее интересных наград в этом году присудили Дэвиду Бейкеру, Демису Хассабису и Джону М. Джамперза за «взлом кода удивительных структур белков». Это означает, что ученые использовали машинное обучение для решения одной из самых сложных задач биологии: прогнозирования трехмерной формы белков и их проектирования с нуля.

Отметим, что большинство предыдущих Нобелевских премий по химии присуждались ученым из академических кругов. Многие лауреаты впоследствии основали компании–стартапы для дальнейшего расширения и коммерциализации своих новаторских разработок, например, технологии редактирования генов CRISPR и квантовых точек (хотя исследования от начала и до конца проводились не в коммерческой сфере).

Несмотря на то, что Нобелевские премии по физике и химии присуждаются отдельно, новые открытия связаны между собой: премию по физике вручили за основы машинного обучения, а премию по химии – за его использование в понимании того, как сворачиваются белки.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий, читайте в нашем блоге ЖЖ и присоединяйтесь к комментариям! 

Белки – это молекулярные механизмы жизни, которые составляют значительную часть человеческого организма, включая мышцы, ферменты, гормоны, кровь, волосы и хрящи. Понимание их структуры имеет важное значение для науки и медицины – если белок сворачивается неправильно, то и работать будет не так. Это, в свою очередь, может привести к развитию таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, муковисцидоз или диабет.

Более того, форма белка зависит от мельчайших взаимодействий между атомами аминокислот, из которых он состоит: белок скручивается и сворачивается в окончательную форму, основанную на многих тысячах таких химических взаимодействий. Предсказание формы белка на протяжении десятилетий считалось одним из величайших проблем биологии.

Таким образом, новое открытие проливает свет на то, как образуются и функционируют белки и имеет решающее значение для разработки новых лекарств. Предсказывая форму белка, исследователи могут понять, где с ним могут связываться небольшие молекулы – потенциальные кандидаты в лекарственные препараты. Работа лауреатов Нобелевской премии по химии также доказывает, что машинное обучение – это не просто инструмент для компьютерщиков, а неотъемлемая часть будущего биологии и медицины.

Читайте также: «Темная сторона» чат-ботов: от признаний в любви до разговоров с мертвыми

Литература 

Нобелевская премия по литературе присуждается с 1901 года. За все время ее существования награду получил 121 автор, причем только 18 из них – женщины. В этом году Нобелевский комитет отметил наградой писательницу Хан Ган из Южной Кореи «за ее насыщенную поэтическую прозу, которая противостоит историческим травмам и раскрывает хрупкость человеческой жизни».

В 2016 году Хан Ган получила Международную Букеровскую премию в области художественной литературы за роман «Вегетарианец», который стал ее первым международным успехом и посвящен проблемам идентичности, сексуальности и насилия. Отметим, что карьера Ган началась в 1993 году с публикации стихов, а ее первый сборник коротких рассказов увидел свет два года спустя (в 1995 году).

Насыщенная, лирическая проза Хан Ган посвящена историческими травмам и невидимым наборам правил, которые каждый раз обнажают хрупкость человеческой жизни. Она обладает уникальным пониманием связей между телом и душой, живыми и мертвыми. Ее поэтичный и экспериментальный стиль – новаторство в современной прозе, — заявили представители Нобелевского комитета.

Ранее лауреатами Нобелевской премии по литературе стали такие выдающиеся писатели, как Эрнест Хемингуэй, Иван Бунин, Александр Солженицын, Михаил Шолохов и Габриэль Гарсиа Маркес. Советский писатель, переводчик и поэт Борис Пастернак в 1958 году удостоился премии за роман «Доктор Живаго», однако под давлением советских властей был вынужден от нее отказаться.

Не пропустите: Что такое «Задача трех тел» и почему ее невозможно решить?

Мир 

Через год атомным бомбардировкам японских городов Хиросима и Нагасаки исполнится 80 лет. Это ужасающие событие ознаменовало собой окончание Второй мировой войны и унесло жизни 120 000 человек. Еще тысячи получили ранения. Данные министерства здравоохранения Японии еще более беспощадны – сегодня в стране насчитывается более 106 000 человек, переживших бомбардировку. Их средний возраст составляет 85,6 года.

В 1956 году местные организации «Хибакуся» объединились, чтобы сформировать Японскую конфедерацию организаций пострадавших от атомной и водородной бомб, позже сокращенную до «Нихон Хиданке». Группа издает резолюции и публичные обращения, ежегодно направляя делегации в ООН и на мирные конференции, чтобы выступать за ядерное разоружение.

В этом году Нобелевский комитет Норвегии заявил, что группа предоставила «весомые свидетельские показания того, что ядерное оружие никогда не должно быть использовано».

Это трогательное послание прозвучало в период повышенной глобальной нестабильности и недоверия. Напряженная геополитическая обстановка и угроза глобального ядерного конфликта – не просто слова, а пугающая реальность.

Экономика 

Нобелевскую неделю традиционно завершила премия в области экономических наук, которую присудили Саймону Джонсону, Джеймсу Робинсончьи и Дарон Аджемоглу. Их исследования неравенства выявили поразительную связь между общественными институтами и процветанием. Если говорить несколько проще, то награды удостоились ученые, работа которых наглядно объясняет, почему одни страны богатые, а другие – бедные.

Дарон Аджемоглу – автор книги под названием «Власть и прогресс: наша тысячелетняя борьба за технологии и процветание», которая была опубликована в 2023 году. В ней ученый описывает, как изменилась судьба бывших колоний. Представители Шведской академии наук также отметили, что сокращение огромных различий в доходах между странами – одна из важнейших задач современности.

Лауреаты этого года продемонстрировали значимую роль общественных институтов в процветании стран и озвучили новые причины неравенства и разницы в благосостоянии в мире. Одно из важных объяснений — устойчивые различия в общественных институтах. Общества с низким уровнем верховенства закона и институтами, эксплуатирующими население, не способствуют экономическому росту и переменам к лучшему, – объяснил свое решение Нобелевский комитет.

Премию по экономике присуждали 55 раз с 1969 по 2023 год. Ее обладателями стали 93 человека, включая Роберта Манделла (за демонстрацию того, как курсы валют и процентные ставки влияют на экономическую активность), Гарри Марковица (за теорию оптимального портфеля ценных бумаг) и Теодора Шульца и Уильяма Артура Льюиса (за исследования в области проблем экономического развития и роста).

В сентябре 2024 года экономисты опубликовали документ, в котором сообщили об ослаблении мировой экономики (37%), а не укрепления (9%). Основными препятствиями на пути роста исследователи назвали отсутствие политического консенсуса или воли (91% опрошенных), а также отсутствие глобального сотрудничества (67%).

Оригинал можно прочитать здесь.

В последние годы снимки, полученные с помощью прибора JunoCam на борту «Юноны», предоставили ученым беспрецедентные изображения Ио — самого вулканически активного тела в Солнечной системе. Напомним, что Ио относится к внутренним спутникам Юпитера, также как Европа, Ганимед и Каллисто. 

Во время трех близких пролетов, совершенных космическим аппаратом в 2023 и 2024 годах, камера запечатлела поверхность Ио с детализацией от 1 до 12 км на пиксель. Эти снимки охватили ранее малоизученные высокоширотные области луны и выявили значительные изменения на ее поверхности. 

Интересно, что на снимках этого региона, полученных в 1997 году в рамках миссии NASA «Галилео» (Galileo), не было замечено ни одного активного объекта. 

«На наших последних снимках, сделанных камерой JunoCam, видно множество изменений на Ио, в том числе крупный, сложный вулканический объект, которого не было на поверхности спутника в 1997 году», — сказал Майкл Равин, руководитель передовых проектов в Malin Space Science Systems, Inc. Эта компания разработала JunoCam для проекта «Юнона».

Исследовательская группа отметила, что восточная сторона нового вулкана окрашена в рассеянный красный цвет из-за выброшенной в космос серы, которая затем упала обратно на поверхность Ио. При этом на западной стороне луны видны два темных потока лавы, протяженностью около ста километров. 

Так как JunoCam позволяет снимать в трех цветовых диапазонах: синем, зеленом и красном, прибор смог зафиксировать девять вулканических шлейфов, связанных с активными вулканическими образованиями на луне.

Читайте также: Создана первая в истории цветная карта Марса. Зачем она нужна?

При этом четыре шлейфа исходят из областей, в которых ранее не было обнаружено подобной активности: Сет, Миксоатль, Тонатиу и Куллан. Высота шлейфов варьируется от 50 до 100 км, что соответствует типу «Прометей» — шлейфам, богатым диоксидом серы и пылью. 

Лучшее изображение нового вулкана было сделано 3 февраля 2024 года с расстояния 2530 км. В общей сложности астрономы получили около 20 цветных изображений луны Юпитера крупным планом, на которых также видны новые потоки лавы и другие поверхностные отложения. 

Таким образом, карта Ио, составленная на основе данных, полученных с помощью JunoCam, существенно расширяет понимание геологической и вулканической активности спутника Юпитера. Дальнейшие исследования, по мнению астрономов, позволят разгадать еще больше тайн одной из самых загадочных лун газового гиганта.

В состав миссии входили шесть роботизированных элементов: орбитальный аппарат, посадочный модуль, три высокочувствительных камеры и марсоход «Чжуронг». «Тяньвэнь-1» изучала планету в течение почти четырех лет, передавая на Землю тысячи изображений и данные о ее геологии и климате​. Самой трудной частью работы для ученых стала цветокоррекция изображений, требующая выравнивания цветов и калибровки.

Как создавали карту Марса?

В основу карты легли 14 800 изображений, снятых с разрешением 76 метров на пиксель, что позволило достигнуть высокого уровня детализации. Объединив снимки, сделанные с орбиты, с массивом других собранных в ходе миссии данных, а также данных, полученных при помощи других космических экспедиций, ученые получили одну из самых точных карт Марса, созданных на сегодняшний день.

Ключевым элементом работы стала цветокоррекция: для создания реалистичной карты исследователи разработали алгоритмы, позволяющие корректировать цвета изображений таким образом, чтобы они отображали естественные оттенки марсианской поверхности. Эта работа была особенно важна для обеспечения точности визуализации, поскольку предыдущие карты имели отклонения в цветовой гамме из-за различных факторов, влияющих на съемку с орбиты.

Так, снимки были получены в разных местах под разными углами освещения. На качество изображений также оказали влияние слои марсианской атмосферы. К счастью, исследователям удалось создать своего рода «бесшовную мозайку», в которой все отклонения между снимками были значительно уменьшены (до одного пикселя).

Не пропустите: Ученые создают самую подробную карту вещества во Вселенной. Почему это важно?

Зачем картографировать Красную планету?

Так как в «Тяньвэнь-1» входили сразу шесть исследовательских инструментов, ученые смогли изучить внутреннюю структуру Марса, что особенно важно для поиска воды и возможных мест пребывания будущих колоний. Таким образом, новую карту будут использовать для запланированных марсианских миссий, как роботизированных, так и пилотируемых.

Более того, с ее помощью ученые смогут больше узнать о геологии планеты, так как карта позволяет наблюдать изменения в рельефе и особенностях поверхности с гораздо большей точностью, чем когда-либо. Исследователи также смогут подробнее изучить такие марсианские явления, как вулканическая активность и эрозия.

Хотя и другие страны, включая США и ЕС, также разрабатывают свои миссии и карты Марса, работа, созданная на основе данных «Тяньвэнь-1», стала первой, обеспечивающей настолько детализированное отображение поверхности в реальных цветах и послужит основой для сотрудничества между космическими агентствами разных стран.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий, читайте в нашем блоге ЖЖ и присоединяйтесь к комментариям!

Миссия «Тяньвэнь-1»

«Тяньвэнь-1» – это первая самостоятельная китайская межпланетная миссия на Марс, запущенная 23 июля 2020 года с космодрома Вэньчан на ракете-носителе «Чанчжэн-5». Ее целью было не только достичь Марса, но и успешно провести комплексное изучение его поверхности и атмосферы с помощью орбитального аппарата и марсохода.

Научные приборы «Тяньвэнь-1» позволяют детально изучить марсианскую топографию и провести геологические исследования. Так, радар способен «видеть» на глубину до 100 метров под поверхность планеты, что позволяет искать признаки воды или льда​, – отметили эксперты.

Аппарат достиг Марса 10 февраля 2021 года и вышел на его орбиту, сделав Китай третьей страной, успешно запустившей миссию к Красной планете, после США и СССР. Спустя несколько месяцев орбитального маневрирования, спускаемый модуль с марсоходом успешно совершил мягкую посадку в равнине Утопия, расположенной в северном марсианском регионе.

Вам будет интересно: Инопланетное вторжение: что известно о сбитых НЛО в США?

Марсоход «Чжуронг» проехал более 1900 метров, собирая данные о почве, атмосферных условиях и магнитном поле планеты. Среди его научных инструментов — метеостанция для измерения температуры и давления, георадар и мультиспектральная камера для анализа химического состава грунта.

Как уже знают наши постоянные читатели, все основные задачи миссии были выполнены. Примечательно, что марсоход ««Чжуронг»» продолжал свою работу до мая 2022 года, когда его пришлось перевести в «спящий режим» из-за мощных пылевых бурь. Однако Китай планирует использовать орбитальный аппарат для дальнейших наблюдений за планетой и тестирования технологий, необходимых для будущих миссий​.

Теперь же, создание цветной и самой детализированной карты Красной планеты поможет исследователям всего мира в дальнейшем изучении ближайшего к Земле мира. Напомним, что дальнейшие шаги включают в себя возможную колонизацию Марса.

Миссия «Тяньвэнь-3»

Власти Китая объявили о своем амбициозном плане осуществить еще одну марсианскую миссию «Тяньвэнь-3», чтобы забрать образцы с планеты и доставить их обратно на Землю примерно к 2028 году. Об этом 5 сентября сообщил главный конструктор миссии Лю Цзичжун на мероприятии по исследованию дальнего космоса, проходившем в Хуаншане, восточнокитайской провинции Аньхой.

Ожидается, что миссия станет первой в мире попыткой такого рода. Вместе с учеными из Китая будут сотрудничать специалисты из других стран для обмена образцами и данными.

Главным приоритетом миссии является поиск следов жизни на Красной планете. План состоит из 13 этапов, в которых будут использованы методы дистанционного зондирования для проведения всесторонних исследований образцов, гарантирующих их успешное возвращение и возможность проведения значимых научных открытий, – рассказал Лю.

Главный инженер также отметил, что «Тяньвэнь-3» будет придерживаться международных договоров, чтобы гарантировать, что и Марс и Земля останутся незагрязненными, а целостность образцов будет сохранена. Международное сотрудничество в рамках миссии будет осуществляться в трех областях: взаимодействие с полезной нагрузкой, обмен образцами и данными и планирование будущей миссии.

Напомним, что путешествие человечества по исследованию Красной планеты началось 64 года назад с экспедиции Советского Союза на Марс в 1960 году. На сегодняшний день в общей сложности семь стран и международных организаций провели 47 экспедиций по изучению планеты, включая полеты на орбиту, приземления и запуск наземных марсоходов. Однако сложная задача по возвращению образцов с Марса по-прежнему не выполнена.

Сегодня, судя по прогрессу разных стран, Китай может стать первой страной, которая вернет образцы с Марса, – отметил Ву Вэйжэнь, главный разработчик китайского проекта по исследованию Луны, во время празднования Китайского дня космоса в этом году 24 апреля.

По словам Ву, миссия «Тяньвэнь-4», в рамках которой Китай проводит технико-экономическое обоснование, будет направлена на исследование Юпитера и его спутников с последующим прибытием на Уран.

Рекомендуем к прочтению: «Маяк Галактики»: новое послание другим мирам

Не только Марс

Напомним также, что исследователи активно готовятся к миссиям «Артемида-2» и «Артемида-3», которые запланированы на 2025 и 2026 годы соответственно и продолжают собирать ключевое оборудование перед запусками на Луну.

«Артемида-2» предназначена для отправки четырех астронавтов вокруг Луны, в то время как «Артемида-3» станет первой миссией по высадке на Луну с экипажем после «Аполлона-17» в 1972 году. У программы, возглавляемой NASA, десятки международных партнеров, а соглашения направлены на обеспечение долгосрочного присутствия на поверхности Луны для подготовки к будущим полетам на Марс и межпланетным полетам.

Ранее Европейское космическое агентсво (ESA) отправило на спутник Земли два сервисных модуля: первый совершил облет Луны и вернулся обратно с в 2022 году, а второй сейчас проходит испытания для запуска запланированных миссий.

Как только европейский сервисный модуль прибудет в Космический центр NASA имени Кеннеди, инженеры подключат его к адаптеру модуля экипажа, а затем и к самому модулю, проведя множество испытаний до, в промежутках и после, чтобы как следует подготовиться к предстоящей миссии.

Столь необычный подход по мнению авторов исследования может поставить под сомнение само существование темной материи. В основе новой теории лежит идея о том, что гравитация, необходимая для удержания галактик и скоплений галактик вместе, может быть обусловлена особыми топологическими структурами, образовавшимися в ранней Вселенной. Звучит непросто, так что давайте разбираться!

Ее высочество гравитация

Прежде чем погружаться в запутанные дебри новой теории, определимся с гравитацией и тем, почему она играет ключевую роль в формировании и структуре Вселенной. Эта фундаментальная сила природы, которая притягивает объекты друг к другу, буквально неотделима от массы объектов – чем больше их масса, тем сильнее их гравитационное притяжение.

Помните знаменитое яблоко Исаака Ньютона? Именно он в XVII веке заметил, что яблоки падают с дерева на землю и предположил, что происходит это из-за силы, которая действует между яблоком и Землей. Ньютон разработал закон всемирного тяготения, который гласит, что сила гравитации между двумя объектами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

• Это интересно: Физик утверждает, что темной материи не существует, а Вселенной 27 миллиардов лет

На Земле гравитация действует так, что все объекты падают на поверхность с ускорением примерно 9.8 м/с². Это означает, что при свободном падении скорость объекта увеличивается на 9.8 метров в секунду каждую секунду. В космосе же гравитация ведет себя иначе, удерживая планеты на орбитах вокруг звезд. Гравитация также ответственна за формирование звезд, планет и галактик – облака газа и пыли в космосе сжимаются под действием гравитации, образуя звезды и планетные системы.

Общая теория относительности

Теория всемирного тяготения Ньютона главенствовала в науке вплоть до начала ХХ века, когда Альберт Эйнштейн предложил новую теорию гравитации — общую теорию относительности (ОТО), которая описывает гравитацию не как силу, а искривление пространства и времени, вызванное массой объектов. Чем больше масса объекта, тем сильнее он искривляет пространство-время вокруг себя. ОТО удивительна, так как объясняет, почему объекты движутся по определенным траекториям в гравитационном поле.

Более того, за прошедшее столетие мы узнали о том, что гравитация имеет несколько эффектов, таких как чувство тяжести (которое мы испытываем на Земле), приливные силы Луны (гравитация спутника является причиной приливов и отливов на Земле). Самое интересное, однако, происходит за пределами Земли и относится к черным дырам – объектам, сила гравитации которых настолько сильна, что даже свет не может покинуть их пределы.

Итак, если говорить совсем просто, то гравитация — это неотъемлемая часть нашей жизни и Вселенной. Она управляет движением планет, формированием звезд и галактик и даже влияет на наши повседневные действия. Понимание этой фундаментальной силы природы помогает нам изучать устройство окружающего мира.

Гравитация и темная материя

Несмотря на кажущуюся простоту, гравитация представляет собой одну из величайших загадок современной науки. Так, исследователи до сих пор выдвигают самые разные теории на ее счет – от ускорения как ведущей силы до гравитонов – гипотетических безмассовых элементарных частиц. Все потому, что две ведущие физические теории – ОТО и квантовая механика – идеально работают по отдельности, но вместе противоречат друг другу.

Иными словами ученые по-прежнему находятся в поисках «теории всего», способной объяснить устройство нашего мира как в макро, так и микро масштабах, а гравитация является одним из камней преткновения. Во-первых, большую часть времени гравитацию относили исключительно к области материи, но что, если это на самом деле не так? Что, если эта удивительная сила природы может существовать без массы?

Звучит максимально непривычно, однако именно эта идея привлекла внимание авторов недавно опубликованного исследования. Дело в том, что если гравитация может существовать без массы, то необходимость в темной материи – гипотетической материи, не вступающей в электромагнитное взаимодействие и составляющей до 85% от общего объема Вселенной – полностью отпадает.

Еще больше интересных статей об открытиях в области науки и высоких технологий читайте в нашей группе Вконтакте и присоединяйтесь к комментариям!

Напомним, что существование темной материи не доказано, а ее концепция впервые была разработана для объяснения того, что галактики удерживаются вместе при высокоскоростном вращении. Введение этой гипотетической и невидимой материи позволило физикам выдвигать всевозможные идеи и избегать несостыковок в существующих теориях.

Топологические дефекты

Ведущий автор нового исследования, астрофизик Ричард Лью из Университета Алабамы в Хантсвилле, предположил, что вместо темной материи, связывающей галактики и другие небесные тела, Вселенная может содержать тонкие, похожие на оболочку слои «топологических дефектов», которые порождают гравитацию без какой-либо основной массы.

Топологические дефекты – это макроскопические структуры, обладающие макроскопическими свойствами. Пространственные масштабы влияния топологических дефектов можно сопоставить с размером наблюдаемой Вселенной.

Лью начал с попытки найти другое решение уравнений поля Эйнштейна, которые связывают искривление пространства-времени с присутствием в нем материи. Как описал Эйнштейн в ОТО, пространство-время искривляется вокруг сгустков материи и потоков излучения во Вселенной в зависимости от их энергии и импульса. Эта энергия, конечно же, связана с массой в знаменитом уравнении ученого: E=mc2.

Таким образом, масса объекта связана с его энергией, которая искривляет пространство-время – это искривление пространства-времени и есть то, что Эйнштейн назвал гравитацией. Иными словами ОТО гласит, что гравитация неразрывно связана с массой, однако Лью утверждает, что это не так.

Космические струны

В ходе работы астрофизик приступил к решению упрощенной версии уравнений поля Эйнштейна, которые допускают конечную силу притяжения при отсутствии какой-либо обнаруживаемой массы. Лью говорит, что его усилия были «продиктованы разочарованием в существующем положении вещей, а именно в представлении о существовании темной материи, несмотря на отсутствие каких-либо прямых доказательств на протяжении целого столетия«.

Решение, предложенное автором работы, заключается в выявлении топологических дефектов в форме оболочек, которые могут возникать в очень компактных областях пространства с очень высокой плотностью вещества. Эти наборы концентрических оболочек содержат тонкий слой положительной массы, спрятанный внутри внешнего слоя отрицательной массы.

Эти две массы нейтрализуют друг друга, поэтому общая масса двух слоев равна нулю. Но когда звезда находится на этой оболочке, то испытывает большую гравитационную силу, притягивающую ее к центру, – говорится в статье.

Напомним, что топологические дефекты – это очень компактные области пространства с очень высокой плотностью вещества, которые обычно представляют в форме линейных структур, известных как космические струны. Однако также возможны двумерные структуры, такие как сферические оболочки.

Более того, ученым давно известно, что сила притяжения позволяет всем объектам, как безмассовым, так и иным, взаимодействовать друг с другом, поскольку это, по сути, влечет за собой искривление самого пространства-времени. Например, ранее было установлено, что небесные тела оказывают гравитационное притяжение на безмассовые фотоны.

Безусловно, все предположения, выдвинутые мной в статье спорные, но если в будущем они подтвердятся, то необходимость продолжать искать темную материю полностью отпадает. Таким образом, следующий вопрос заключается в том, можно ли подтвердить или опровергнуть мои предположения с помощью наблюдений, – говорит Лью.

И хотя астрофизик признает, что предложенное им решение «наводит на размышления» и само по себе не может дискредитировать гипотезу о темной материи, его работа может стать интересным математическим упражнением, так как позволяет взглянуть на Вселенную и управляющие ей силы под другим углом. Тем не менее выводы, опубликованные в статье, являются первым математическим доказательством того, что гравитация может существовать без массы. А это – уже не мало, согласны?