Какие крупные научные открытия обязаны свету
Обновлено: 18.05.2024
XX век можно считать веком революций. Причем не только политических, но и научных. Многие считали, что от ученых вообще нет никакого толку. Сидят, мол, себе в кабинетах и лабораториях годами и все без толку. Какой смысл тратить на исследования деньги? Но ученые чередой значимых открытий убедили весь мир, что это не так. При этом в XX веке значимые открытия совершались на редкость часто, коренным образом изменив нашу жизнь. Это позволило уже сегодня создать то будущее, о котором когда-то фантасты даже и не мечтали. Расскажем ниже о десяти самых значимых научных открытиях прошлого века, как раз по десятилетию на каждое.
1) Первую революцию уже в начале века устроил Макс Планк. Еще в конце XIX столетия его пригласили на должность профессора в Берлинский университет. Планк был настолько предан науке, что в свободное от лекций и работы время продолжал заниматься вопросами распределения энергии в спектре абсолютно черного тела. В итоге упрямый ученый в 1900 году вывел формулу, которая очень точно описывала поведение энергии в данном случае. Это имело совершенно фантастические последствия. Оказалось, что энергия излучается не равномерно, как считалось ранее, а порциями - квантами. Эти выводы сперва смутили и самого Планка, однако он все-таки доложил о странных результатах 14 декабря 1900 года Немецкому физическому обществу. Неудивительно, что ученому просто не поверили. Однако на основе его выводов уже в 1905 году была создана Эйнштейном квантовая теория фотоэффекта. После этого и Нильс Бор построил первую модель атома, согласно которой вокруг ядра по определенным орбитам вращаются электроны. Последствия открытия для человечества Планка так велики, что его можно считать невероятным, гениальным! Так, благодаря ученому развились впоследствии атомная энергетика, электроника, генная инженерия. Мощный толчок получили астрономия, физика и химия. Это произошло благодаря тому, что именно Планк четко обозначил границу, где заканчивается ньютоновский макромир с измерением вещества килограммами, и начинается микромир, в котором необходимо учитывать влияние отдельных атомов друг на друга. Благодаря ученому стало известно на каких энергетических уровнях живут электроны, и как они себя там ведут.
2) Второе десятилетие принесло открытие, которое тоже перевернуло умы всех ученых. В 1916 году была завершена работа Альберта Эйнштейна над общей теорией относительности. Она получила и другое название - теория гравитации. Согласно открытию, гравитация - это не следствие взаимодействия полей и тел в пространстве, а следствие искривления четырехмерного пространства времени. Открытие сразу же объяснило суть многих непонятных доселе вещей. Так, большинство парадоксальных эффектов, возникающих при околосветовых скоростях, просто таки противоречили здравому смыслу. Однако именно теория относительности предсказала их появление и объяснила суть. Самый известный из них - эффект замедления времени при котором часы наблюдателя идут медленнее, чем движущиеся относительно него. Также стало известно, что длина движущегося объекта вдоль оси движения сжимается. Сегодня теория относительности применяется не только к движущимся с постоянной скоростью относительно друг друга объектам, но и ко всем системам отсчета вообще. Вычисления были такие сложные, что работа заняла 11 лет. Первым подтверждением теории стало описание кривой орбиты Меркурия, произведенное с ее помощью. Открытие объяснило искривление лучей от звезд при прохождении их рядом с другими звездами, красное смещение галактик и звезд, наблюдаемых в телескопы. Очень важным подтверждением теории стали черные дыры. Ведь согласно расчетам при сжатии звезды наподобие Солнца до 3 метров в диаметре свет просто не сможет покинуть ее пределы - такова будет сила притяжения. В последнее время учеными найдено немало таких звезд.
3) После открытия, сделанного в 1911 году Резерфордом и Бором, о строении атома по аналогии с Солнечной системой, физики всего мира пришли в восторг. Вскоре на основании этой модели с помощью выкладок Планка и Эйнштейна о природе света удалось рассчитать спектр атома водорода. Но при расчете следующего элемента, гелия возникли трудности - расчеты показывали совсем не те результаты, что эксперименты. В итоге к 20-м годам теория Бора померкла и стала ставиться под сомнения. Однако выход был найден - молодой немецкий физик Гейзенберг сумел убрать из теории Бора некоторые предположения, оставив лишь самое нужное. Он установил, что нельзя одновременно измерить местонахождение электронов и их скорость. Этот принцип получил название "неопределенности Гейзенберга", электроны же предстали непостоянными частицами. Но и тут странности с элементарными частицами не закончились. К тому времени физики уже свыклись с мыслью о том, что свет может проявлять свойства как частицы, так и волны. Дуальность казалась парадоксальной. Но в 1923 году француз де Бройль высказал предположение, что свойствами волны могут обладать и обычные частицы, продемонстрировав волновые свойства электрона. Эксперименты де Бройля подтвердились сразу в нескольких странах. В 1926 году Шредингер описал материальные волны де Бройля, а англичанин Ширак создал общую теорию, предположения Гейзенберга и Шредингера вошли в нее как частные случаи. В те годы об элементарных частицах ученые вообще не подозревали, но та теория квантовой механики прекрасно описала их движение в микромире. За последующие годы основа теории не претерпела явных изменений. Сегодня в любых естественных науках, выходящих на атомарный уровень, применяется квантовая механика. Это инженерные науки, медицина, биология, минералогия и химия. Теория позволила рассчитать молекулярные орбитали, что в свою очередь позволило возникнуть транзисторам, лазерам, сверхпроводимости. Именно квантовой механике мы обязаны появлению компьютеров. Также на основе ее была разработана физика твердого тела. Именно поэтому ежегодно появляются новые материалы, а ученые научились четко видеть структуру вещества.
5) С развитием квантовых теорий ученые не только могли понимать, что происходит внутри вещества, но и попытаться повлиять на эти процессы. Случай с нейтроном упомянут выше, а вот в 1947 году сотрудники американской компании At@T Бардин, Браттейн и Шокли смогли научиться управлять большими токами, протекающими через полупроводники с помощью малых токов. За это они получат впоследствии Нобелевскую премию. Так на свет появился транзистор, в нем два p-n перехода направлены друг навстречу другу. По переходу ток может идти только в одном направлении, при смене на переходе полярности ток течь перестает. В случае же с двумя переходами, направленных друг к другу, появились уникальные возможности по работе с электричеством. Транзистор дал огромный толчок развитию всей науки. Из электроники ушли лампы, что резко уменьшило вес и объем используемой аппаратуры. Появились логические микросхемы, что дало нам в 1971 году микропроцессор, а позже и современный компьютер. В итоге на сегодняшний день в мире нет ни одного прибора, автомобиля или даже жилища, в котором бы не использовался транзистор.
6) Немецкий химик Циглер изучал реакцию Греньяра, которая помогла значительно упростить синтез органических веществ. Ученый задался вопросом - а можно ли также поступить и с другими металлами? Его интерес имел практическую сторону, ведь работал он в Кайзеровском институте по изучению угля. Побочным же продуктом угольной промышленности был этилен, который и необходимо было как-то утилизировать. В 1952 году Циглер изучал распад одного из реагентов, в итоге был получен полиэтилен низкого давления, ПНД. Однако полностью заполимеризовать этилен пока не получалось. Однако неожиданно помог случай - после окончания реакции из колбы неожиданно выпал не полимер, а димер (соединение двух молекул этилена) — альфа-бутен. Причиной этого стал тот факт, что реактор оказался плохо отмыт от никелевых солей. Это-то и сгубило основную реакцию, но анализ полученной смеси показал, что сами соли при этом не изменились, они лишь выступили катализатором для димеризации. Такой вывод сулил огромные прибыли - ранее для получения полиэтилена необходимо было использовать много алюмоорганики, применять высокое давление и температуру. Теперь же Циглер стал искать наиболее подходящий катализатор, перебирая переходные металлы. В 1953 году таковых было найдено сразу несколько. Самыми мощными из них оказались на основе хлоридов титана. О своем открытии Циглер поведал итальянской компании "Монтекатини", где его катализаторы испробовали на пропилене. Ведь тот, являясь побочным продуктом переработки нефти, стоит в десять раз дешевле этилена, давая к тому же возможность поэкспериментировать со структурой полимера. В результате катализатор был несколько модернизирован, получился стереорегулярный полипропилен, в котором все молекулы пропилена располагались одинаково. Это дало химиком большие возможности в области контроля над полимеризацией. Вскоре был создан искусственный каучук. Сегодня металлоорганические катализаторы позволили проводить большинство синтезов дешевле и проще, они используются практически на всех химических заводах мира. Однако самым главным остается полимеризация этилена и пропилена. Сам же Циглер, несмотря на огромное промышленное применение своей работы, всегда считал себя ученым-теоретиком. Не прославился и тот студент, который плохо вымыл реактор.
7) 12 апреля 1961 года стало значимой вехой в истории человечества - в космосе побывал первый его представитель. Это была не первая ракета, облетевшая вокруг Земли. Еще в 1957 году стартовал первый искусственный спутник. Но именно Юрий Гагарин показал, что мечты о звездах когда-нибудь могут стать реальностью. Оказалось, что в условиях невесомости могут жить не только бактерии, растения и мелкие животные, но и человек. Мы поняли, что пространство между планетами преодолимо. Человек побывал на Луне, готовится экспедиция на Марс. Солнечная система насыщена аппаратами космических агентств. Человек вблизи изучает Сатурн и Юпитер, Марс и пояс Койпера. Вокруг же нашей планеты вращается уже несколько тысяч спутников. В их числе и метеорологические приборы, и научные (в том числе и мощные орбитальные телескопы), и коммерческие спутники связи. Это позволяет сегодня нам звонить в любую точку планеты. Расстояния между городами словно уменьшилось, доступными стали тысячи телевизионных каналов.
8) Рождение девочки Луизы в семье Браунов 26 июля 1978 года стало научной сенсацией. Гинеколог Патрик Стэптоу и эмбриолог Боб Эдвардс, участвовавшие в родах, чрезвычайно гордились. Дело в том, что мать девочки, Лесли, страдала от непроходимости маточных труб. Она, как и миллионы других женщин, не могла самостоятельно зачать ребенка. Попытки длились долгих 9 лет. Решить проблему взялись Стэптоу и Эдвардc, которые ради этого произвели сразу несколько научных открытий. Ими был разработан метод извлечения из женщины яйцеклетки, без ее повреждения, создания условий для ее существования в пробирке, искусственного затем оплодотворения и возврата обратно. Эксперимент увенчался успехом - специалисты и родители убедились, что Луиза является абсолютно нормальным ребенком. Таким же образом родители помогли появиться на свет и ее сестре. В итоге к 2007 году с помощью метода экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) на свет появилось уже более двух миллионов человек. Если бы не опыты Стэптоу и Эдвардса, это было бы попросту невозможно. Сегодня же медицина пошла еще дальше - взрослые женщины рожают себе внучек, если их дети неспособны на это сами, женщины оплодотворяются семенем уже умерших мужчин… Методика ЭКО получает все большую популярность - ведь множественные опыты подтвердили, что дети из пробирки ничем не отличаются от тех, кто зачат естественным путем.
9) В 1985 году учеными Робертом Керлом, Гарольдом Крото, Ричардом Смолли и Хитом О’Брайеном изучались спектры паров графита, образовавшихся под воздействием лазера на твердый образец. Неожиданно для них выявились странные пики, которые соответствовали атомным массам в 720 и 840 единиц. Ученые вскоре пришли к выводу, что найдена новая разновидность углерода - фуллерен. Название находки родилось от конструкций Бакминстера Фуллера, которые были очень похожи на новые молекулы. Вскоре появились углеродистые разновидности футболен и регбен. Их имена связаны со спортом, так как и структура молекул походила на соответствующие мячи. Сейчас фуллерены, обладающие уникальными физически свойствами, используются во многих различных приборах. Но самым главным стал тот факт, что эти методики позволили ученым создать углеродные нанотрубки, являющиеся скрученными и сшитыми слоями графита. Сегодня наука смогла создать уже трубки диаметром 5-6 нанометром и длиной до 1 сантиметра. То, что они созданы из углерода, позволяет им проявлять самые разные физические свойства - от полупроводниковых до металлических. На основе нанотрубок разрабатываются новые материалы для оптоволоконных линий, дисплеи и светодиоды. С помощью изобретения стало возможно доставлять в нужное место организма биологически активные вещества, создать так называемые нанопипетки. Разработаны сверхчувствительные датчики химических веществ, которые сейчас применяются в наблюдении за окружающей средой, в медицинских, биотехнологических и в военных целях. Нанотрубки помогают создавать транзисторы, топливные элементы, из них создают нанопровода. Последней разработкой в этой области являются искусственные мышцы. В 2007 году были опубликованы исследования, показавшие, что пучок нанотрубок может вести себя аналогично мышечной ткани. Хотя проводимость электрического тока у искусственного образования и аналогична природным мышцам, со временем наномышцы не изнашиваются. Такая мышца выдержала полмиллиона сжатий на 15% от своего первоначального состояния, форма, механические и проводящие свойства в результате не изменились. Что это дает? Вполне возможно, что когда-нибудь инвалиды получат новые руги, ноги и органы, управлять которыми можно будет одной лишь силой мысли. Ведь мысль для мышц подобна электрическому сигналу на приведение ее в действие.
10) 90-е годы стали эпохой биотехнологий. Первым достойным представителем работы ученых в этом направлении стала обычная овца. Обычно она была только лишь внешне. Ради ее появления сотрудники института Рослин, что в Англии несколько лет упорно трудились. Яйцеклетка, из которой потом на свет появилась знаменитая Долли, полностью выпотрошили, затем в нее поместили ядро клетки взрослой овцы. Развившийся эмбрион подсадили обратно в матку и стали ожидать результата. Долли в ранге кандидатов на звание первого клона крупного живого существа обошла почти 300 кандидатов - все они погибли на разных стадиях эксперимента. Хотя легендарная овца и выжила, ее судьба оказалась незавидной. Ведь кончики ДНК, теломеры, служащие биологическими часами организма, уже отсчитали в теле матери Долли 6 лет. Спустя еще 6 лет жизни самого клона, в феврале 2003 года, животное погибло от навалившихся на нее старческих болезней - артрита, специфического воспаления легких и других недугов. Но само по себе появление Долли на обложке журнала Nature в 1997 году произвело настоящий фурор - это стало символом превосходства человека и науки над самой природой. Следующие годы после клонирования Долли отметились появление копий самых разнообразных животных - собак, поросят, бычков. Удалось даже получить клонов вторых поколений - клонов от клонов. Пока, правда, проблема с теломерами осталась нерешенной, а клонирование человека по всему миру остается под запретом. Но данное направление науки остается очень интересным и перспективным.
ЧУДО психоанализа: заработать на модных профессиях не прочь даже бывший священник
"Пробор - признак петуха": в барбершопе клиенту отказались делать прическу, чтобы не уронить.
Хирург наглядно показал, насколько крепкими бывают импланты
Охранник поликлиники брызнул в лицо пенсионерки из баллончика
Ради блага страны: Ким Чен Ын еще больше похудел и стал звездой британских СМИ
"Бахну оливье и пойду спать": пользователи соцсетей делятся планами на новогоднюю ночь
12 лучших фильмов 2021 года, которые получили наивысшие оценки от российских зрителей
Кто изображен на знаменитой картине "Американская готика"?
Авария дня. Отчаянный обгон привёл к серьезному ДТП
От смертельного оружия до "укола красоты": история ботокса
Аменхотепу I впервые сделали компьютерную томографию
Засмущали Ивана: Пегова и Рудова пришли на съемки в откровенных платьях (3 фото)
Смертельно раненый охранник успел застрелить преступника
В каких случаях спорт оказывается бесполезен как способ снижения веса?
15 изображений, которые могут поднять настроение даже в очень сложный день
Древние технологии, которые остаются для нас загадкой даже сегодня
Уже не солдат, но еще не гражданский: Jeep CJ-3A, идеально подходивший фермерам и лесникам
32 творения татуировщицы из Бразилии, которая не умеет рисовать
Краснодарская цыганка пошла на дело в перчатках, но без маски
Подборка автомобильного юмора к концу уходящего года
У этого мира есть будущее: искренние и пронзительные детские письма Деду Морозу
Спасатели провели экскурсию для Вани Фокина, которого они спасли три года назад
Крест на въезде в населенный пункт: очевидная и не совсем символика
Сотрудники службы спасения уронили мужчину с крыши гаража, вместо того, чтобы его спасти
ТНТ до и после: как изменился канал с 1997 года до наших дней
Автомобильная промышленность России 1990-х: некомплектные автомобили и другие ужасы
Поможет ли новый законопроект о наказании за пытки?
Фoтo этoгo китайского мaльчикa облетело весь мир, измeнив его жизнь
Платье раздора: на Украине уволили замминистра образования из-за платья его помощницы
Илон Маск живет в сборном доме за 50 тысяч долларов
Фотографии, которые доказывают, что Корея - это особый мир
"Блогеры бессмысленные существа": Понасенков хочет запретить вести блоги
Зачем австралийцы проверяют обувь перед тем, как надеть её
В Казахстане археологи нашли погребение девушки в царском облачении
Виртуальная прислуга или угроза для жизни: голосовые помощники захватили мир
Ровно 100 лет назад наша концепция Вселенной сильно отличалась от сегодняшней.
Люди знали о звездах в Млечном Пути и знали о расстояниях до них, но что за ними — этого никто не знал. Вселенную считали статичной, спирали и эллипсы в небе считали объектами нашей собственной галактики. Ньютонова гравитация пока не была превзойдена новой теорией Эйнштейна, а научные идеи вроде Большого Взрыва, темной материи и темной материи не были на слуху. Но затем, буквально с каждым десятилетием, начали свершаться прорывы за прорывами, и так до сегодняшнего дня, пишет healthystyle.info. Перед вами хроника Итана Зигеля того, как менялось наше представление о Вселенной за последние сто лет.
1910-е годы: теория Эйнштейна подтвердилась. Общая теория относительности стала известна тем, что давала предсказания, которые не могла дать теория Ньютона: прецессию орбиты Меркурия вокруг Солнца. Но для научной теории было недостаточно просто объяснить что-то, что мы уже наблюдали; она должна была дать прогнозы о том, чего мы еще не видели. Хотя за последние сто лет их было много — гравитационное замедление времени, сильное и слабое линзирование, гравитационное красное смещение и так далее — первым стало искривление звездного света во время полного солнечного затмения, которое наблюдал Эддингтон и его коллеги в 1919 году. Показатель искривления света вокруг Солнца соотносился с прогнозами Эйнштейна и не соотносился с теорией Ньютона. С тех пор наше понимание Вселенной изменилось навсегда.
Открытие Хабблом переменной цефеиды в галактике Андромеда, M31, открыло нам Вселенную
1920-е годы. Мы пока не знали, что за пределами Млечного Пути есть Вселенная, но все изменилось в 1920-х с работой Эдвина Хаббла. Наблюдая за некоторыми спиральными туманностями в небе, он смог точно определить отдельные переменные звезды того же типа, который был известен в Млечном Пути. Только их яркость была настолько низкой, что прямо указывала на миллионы световых лет, пролегающих между нами, помещая их далеко за пределы нашей галактики. На этом Хаббл не остановился. Он измерил скорость рецессии и расстояния до десятков галактик, существенно расширив границы известной нам Вселенной.
Две ярких больших галактики в центре кластера Кома, NGC 4889 (слева) и чуть поменьше NGC 4874 (справа), каждые больше миллиона световых лет в размере. Через весь кластер, как полагают, проходит огромное гало темной материи
1940-е. Хотя большая часть экспериментальных и наблюдательных ресурсов ушла разведывательным спутникам, ракетной инженерии и развитию ядерных технологий, физики-теоретики продолжали работать не покладая рук. В 1945 году Георгий Гамов создал полную экстраполяцию расширяющейся Вселенной: если Вселенная расширяется и остывает сегодня, когда-то в прошлом она должна была быть плотнее и жарче. Следовательно, однажды в прошлом было время, когда Вселенная была слишком горяча и нейтральные атомы не могли формироваться, а до этого и атомные ядра не могли формироваться. Если это так, то до формирования каких бы то ни было звезд материя Вселенной началась с легчайших элементов, а в наше время можно наблюдать послесвечение той температуры во всех направлениях — всего несколько градусов выше абсолютного нуля. Сегодня эта теория известна как теория Большого Взрыва, и в 1940-х годах даже не подозревали, насколько она великолепна.
1950-е. Конкурирующей идеей с гипотезой Большого Взрыва была стационарная модель Вселенной, выдвинутая Фредом Хойлом и другими. Что характерно, обе стороны утверждали, что все тяжелые элементы, присутствующие на Земле сегодня, были сформированы в стадии ранней Вселенной. Хойл и его коллеги утверждали, что они были сделаны не в раннем, горячем и плотном состоянии, а скорее в предыдущих поколениях звезд. Хойл, вместе с коллегами Вилли Фаулером и Маргарет Бербидж, подробно объяснили, как элементы выстраивают периодическую таблицу в процессе ядерного синтеза в звездах. Что особенно любопытно, они предсказали синтез углерода из гелия в процессе, который мы никогда прежде не наблюдали: тройной альфа-процесс, требующий существования нового состояния углерода. Это состояние было открыто Фаулером спустя несколько лет после изначального прогноза Хойла и сегодня известно как углеродное состояние Хойла. Так, мы выяснили, что все тяжелые элементы, существующие на Земле, обязаны своим происхождением всем предыдущим поколениям звезд.
Самая ранняя стадия Вселенной, еще до Большого Взрыва, заложила все изначальные условия для всего, что мы видим сегодня. Это была большая идея Алана Гута: космическая инфляция
1970-е. В самом конце 1979 года молодой ученый вынашивал свою идею. Алан Гут искал способ разрешить некоторые необъяснимые проблемы Большого Взрыва — почему Вселенная настолько плоская пространственно, почему она одной температуры во всех направлениях и почему в ней нет реликтов высочайших энергий — и пришел к идее космической инфляции. Согласно этой идее, до того как Вселенная вошла в горячее плотное состояние, было состояние экспоненциального расширения, когда вся энергия была присуща самой ткани пространства. Потребовалось несколько улучшений изначальных идей Гута, чтобы образовалась современная теория инфляции, но последующие наблюдения — включая флуктуации космического микроволнового фона — подтвердили ее предсказания. Вселенная не только началась со взрыва, но у нее было и другое особенное состояние еще до того, как произошел этот Большой Взрыв.
Остатки сверхновой 1987a, расположенной в Большом Магеллановом облаке в 165 000 световых годах от нас. Свыше трехсот столетий она была самой ближайшей наблюдаемой сверхновой к Земле
1980-е. Может показаться, что не произошло ничего серьезного, но именно в 1987 году с Земли наблюдали ближайшую к нам сверхновую. Такое происходит раз в сто лет. Также это была первая сверхновая, которая произошла, когда у нас были детекторы, способные найти нейтрино, рожденные в ходе таких событий. Хотя мы видели много сверхновых в других галактиках, мы никогда не наблюдали их так близко, чтобы засвидетельствовать нейтрино от них. Эти 20 нейтрино или около того ознаменовали начало нейтринной астрономии и последующие разработки, которые привели к осцилляциям нейтрином, обнаружению нейтринных масс и нейтрины от сверхновых, которые происходят в галактиках в миллионах световых лет от нас. Если бы современные наши детекторы функционировали в нужный момент, следующая вспышка сверхновых позволила бы уловить сотни тысяч нейтрино.
Четыре возможных судьбы Вселенной, из которых последняя лучше всего вписывается в данные: Вселенная с темной энергией. Впервые ее обнаружили благодаря наблюдениям за далекими сверхновыми
* Расширения Вселенной будет недостаточно, чтобы преодолеть гравитационное притяжение всего и вся, и Вселенная заново сожмется в Большом Сжатии
* Расширения Вселенной будет слишком много, и все объединенное гравитацией разбежится, и Вселенная замерзнет
* Либо мы окажемся на границе этих двух исходов и темп расширения будет асимптотически стремиться к нулю, но никогда его не достигнет: Критическая Вселенная
Вместо этого, впрочем, далекие сверхновые показали, что расширение Вселенной ускоряется и что по мере истечения времени далекие галактики все быстрее удаляются друг от друга. Вселенная не просто замерзнет, но и все галактики, не привязанные одна к другой, в конечном счете исчезнут за нашим космическим горизонтом. Помимо галактик в нашей местной группе, никакие галактики Млечный Путь уже не встретят, и наша судьба будет холодной и одинокой. Через 100 миллиардов лет мы не увидим никаких галактик, кроме нашей.
2000-е. Наши измерения флуктуаций (или несовершенств) послесвечения Большого Взрыва научили нас невероятному: мы узнали в точности, из чего состоит Вселенная. Данные с COBE заменили данные с WMAP, которые, в свою очередь, улучшил Планк. Все вместе, данные крупномасштабных структур от больших обследований галактик (вроде 2dF и SDSS) и данные по далеким сверхновым, предоставили нам современную картину Вселенной:
* 0,01% излучения в форме фотонов,
* 0,1% нейтрино, которые вносят легкий вклад в гравитационные гало, окружающие галактики и скопления,
* 4,9% обычной материи, которая включает все, состоящее из атомных частиц,
* 27% темной материи, или загадочных, невзаимодействующих (кроме как гравитационно) частиц, которые обеспечивают Вселенную структурой, которую мы наблюдаем,
* 68% темной энергии, которая присуща самому пространству.
Научная история еще пишется, и еще многое во Вселенной предстоит открыть. Но эти 11 шагов вывели нас из Вселенной неизвестного возраста, размером не больше нашей галактики, состоящей по большей части из звезд, в расширяющуюся, остывающую Вселенную, управляемую темной материей, темной энергией и нашей обычной материей. В ней множество потенциально обитаемых планет, ей 13,8 миллиарда лет, и началась она с Большого Взрыва, который сам по себе вытек из космической инфляции. Мы узнали о происхождении Вселенной, о ее судьбе, о внешнем виде, устройстве и размерах — и все за 100 лет. Возможно, следующие 100 лет будут полны сюрпризов, которые мы даже представить не можем.
Как известно, для того, что бы смотреть в будущее, необходимо знать прошлое. Поэтому сегодня речь пойдет именно о XX веке, веке открытий, который изменил образ жизни и окружающий нас мир. Стоит сразу отметить, что это не будет список лучших открытий века или какой-либо иной топ, это будет краткий осмотр части тех открытий, которые изменяли, а возможно и изменяют мир.
1. Квантовая теория Планка. Он вывел формулу, определяющую форму спектральной кривой излучения и универсальную постоянную. Открыл мельчайшие частицы – кванты и фотоны, с помощью которых Эйнштейн объяснил природу света. В 20-х годах Квантовая теория переросла в квантовую механику.
2. Открытие рентгеновского излучения – электромагнитное излучение с широким диапазоном длин волн. Открытие Х-лучей Вильгельмом Рёнтгеном сильно повлияло на жизнь человека и сегодня без них невозможно представить современную медицину.
3.Теория относительности Эйнштейна. В 1915 году Эйнштейн ввел понятие относительности и вывел важную формулу, связавшую энергию и массу. Теория относительности объяснила суть гравитации – она возникает вследствие искривления четырехмерного пространства, а не результате взаимодействия тел в пространстве.
4. Открытие пенициллина. Плесневый гриб Penicillium notatum, попадая к культуре бактерий, вызывает полную их гибель – это было доказано Александром Флеммингом. В 40-х годах был разработана производственная технология пенициллина, который в дальнейшем стал выпускаться в промышленном масштабе.
5 Волны де Бройля. В 1924 году было выяснено, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем частицам, а не только фотонам. Бройль представил их волновые свойства в математическом виде. Теория позволила развить концепцию квантовой механики, объяснила дифракцию электронов и нейтронов.
6 Открытие структуры новой спирали ДНК. 1953 году была получена новая модель строения молекулы, путем объединения сведений рентгеноструктурного анализа ДНК Розалин Франклин и Мориса Уилкинса и теоретических разработок Чаргаффа. Ее вывели Френсис Крик и Джеймс Уотсон.
7 Планетарная модель атома Резерфорда. Он вывел гипотезу о строении атома и извлек энергию из атомных ядер. Модель объясняет основы закономерности заряженных частиц.
8 Катализаторы Циглера-Ната. В 1953 году они осуществили поляризацию этилена и пропилена.
9 Открытие транзисторов. Прибор, состоящий из 2-х p-n переходов, которые направлены навстречу друг другу. Благодаря его изобретению Юлием Лилиенфельдом, техника начала уменьшаться в размерах. Первый действующий биполярный транзистор в 1947 представили Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Браттейн.
10 Создание радиотелеграфа. Изобретение Александра Попова с помощью азбуки Морзе и радиосигналов впервые спасло корабль на рубеже 19 и 20 веков. Но первым запатентовал аналогичное изобретение Гулиельмо Марконе.
11 Открытие нейтронов. Эти незаряженные частицы с массой, немного большей, чем у протонов позволили без препятствий проникать в ядро и дестабилизировать его. Позже было доказано, что под воздействием этих частиц ядра делятся, но возникает еще больше нейтронов. Так была открыта искусственная радиоактивность.
12 Методика экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). Эдварс и Стептоу придумали, как извлечь из женщины неповрежденную яйцеклетку, создали в пробирке оптимальные для ее жизни и роста условия, придумали, как ее оплодотворить и в какое время вернуть обратно в тело матери.
13 Первый полет человека в космос. В 1961 году именно Юрий Гагарин первым осуществил этот знаменательный полет, ставший реальным воплощением мечты о звездах. Человечество узнало, что пространство между планетами преодолимо, и в космосе могут спокойно находиться бактерии, животные и даже человек.
14 Открытие фуллерена. В 1985 году учеными была открыта новая разновидность углерода – фуллерен. Сейчас из-за своих уникальных свойств он используется во многих приборах. На основе этой методики, были созданы нанотрубки из углерода – скрученные и сшитые слои графита. Они показывают самые разнообразные свойства: от металлических до полупроводниковых.
15 Клонирование. В 1996 ученым удалось получить первый клон овцы, названной Долли. Яйцеклетку выпотрошили, вставили в нее ядро взрослой овцы и подсадили в матку. Долли стала первым животным, которому удалось выжить, остальные эмбрионы разных животных погибли.
16 Открытие черных дыр. В 1915 году Карлом Шварцшильдом была выдвинута гипотеза о существовании области во времени и пространстве, гравитация которой настолько велика, что ее не могут покинуть даже объекты, движущиеся со скоростью света — черных дыр.
17 Теория Большого взрыва. Это космологическая общепринятая модель, в которой описано ранее развитие Вселенной, находившейся в сингулярном состоянии, характеризующемся бесконечной температурой и плотностью вещества. Начало модели было положено Эйнштейном в 1916 году.
18 Открытие реликтового излучения. Это космическое микроволновое фоновое излучение, сохранившееся с начала образования Вселенной и равномерно ее заполняющее. В 1965 году его существование было экспериментально подтверждено, и оно служит одним из основных подтверждений теории Большого взрыва.
19 Приближение к созданию искусственного интеллекта. Это технология создания интеллектуальных машин, впервые получившая определение в 1956 году Джоном Маккарти. Согласно ему, исследователи для решения конкретных задач могут использовать методы понимания человека, которые биологически могут не наблюдаются у людей.
20 Изобретение голография. Этот особый фотографический метод предложен в 1947 году Дэннисом Габором, в котором при помощи лазера регистрируются и восстанавливаются трехмерные изображения объектов, близкие к реальным.
21 Открытие инсулина. В 1922 году Фредериком Бантингом был получен гормон поджелудочной железы, и сахарный диабет перестал быть фатальным заболеванием.
22 Группы крови. Это открытие в 1900–1901 разделило кровь на 4 группы: О, А, В и АВ. Стало возможным правильное переливание крови человеку, которое не заканчивалось бы трагически.
23 Математическая теория информации. Теория Клода Шеннона дала возможность определения емкости коммуникационного канала.
24 Изобретение Нейлона. Химик Уоллес Карозерс в 1935 году открыл способ получения этого полимерного материала. Он открыл некоторые его разновидности с высокой вязкостью даже при больших температурах.
25 Открытие стволовых клеток. Они являются прародительницами всех имеющихся клеток в организме человека и имеют способность самообновляться. Их возможности велики и еще только начинают исследоваться наукой.
Несомненно, что все эти открытия — лишь малая часть того, что XX век показал обществу и нельзя сказать, что лишь эти открытия были значимыми, а все остальные стали лишь фоном, это совсем не так.
Именно прошлый век показал нам новые границы Вселенной, увидела свет Теория относительности Эйнштейна, были открыты квазары (сверхмощные источники излучения в нашей Галактике), открыты и созданы первые углеродные нанотрубки, обладающие уникальной сверхпроводимостью и прочностью.
Все эти открытия, так или иначе — лишь вершина айсберга, который включает в себя более чем сотню значимых открытий за прошедшее столетие. Естественно, что все они стали катализатором изменений в мире, в котором мы с вами сейчас живем и несомненным остается тот факт, что на этом изменения не заканчиваются.
Читайте также: