Презентация "20 САМЫХ ВАЖНЫХ ОТКРЫТИЙ XXI ВЕКА"

20 САМЫХ ВАЖНЫХ ОТКРЫТИЙ XXI ВЕКА.

Автор: Киселева Л.В.

преподаватель математики

ГПОУ ЯО Ярославский колледж управления и профессиональных технологий.

мир уже не будет прежним!

За 16 лет с начала нового тысячелетия люди и не заметили, что попали в иной мир: мы живем в другой Солнечной системе, умеем ремонтировать гены и управлять протезами силой мысли.

Ничего этого в XX столетии не было!

ГЕНЕТИКА .

• Проект «Человеческий геном» начался в 1990 году, в 2000-м был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном — в 2003 году. Однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков еще не закончен. В основном он был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании.
• Ученые, наконец, расшифровали «код жизни» — генную мозаику, создающую человека.
• Генов оказалось всего 35 тыс. вместо ожидаемых 100 тыс.
• У людей есть до 90% общих генов с мухой дрозофилой, с шимпанзе — вообще 99%.
• Это открытие позволило вскрыть глубинную причину десятков заболеваний и разработать эффективные лекарственные препараты для борьбы с ними.

Робот сортирует ДНК человека

в чашках Петри для проекта  

«Человеческий геном»

ГЕНЕТИКА .

Генная инженерия вышла на новый уровень.

В последние годы был разработан революционный метод манипуляции ДНК при помощи так называемого  CRISP - механизма.

Эта методика позволяет избирательно редактировать определенные гены, что раньше было невозможно.

Математика.

Доказана теорема

Пуанкаре.

В 2002 году  российский математик Григорий Перельман доказал теорему Пуанкаре , одну из семи задач тысячелетия (важные математические проблемы, решение которых не найдено в течение десятков лет). Перельман показал, что исходная трехмерная поверхность (если в ней нет разрывов) обязательно будет эволюционировать в трехмерную сферу.

За эту работу он  получил  престижную   «медаль Филдса» , аналог Нобелевской премии в математике. 

АСТРОНОМИЯ. 

Открыта карликовая планета Эрида. 

Впервые Эриду сфотографировали еще 21 октября 2003 года, но заметили на снимках только в начале 2005-го.

Споры о статусе космического тела не утихли до сих пор, поэтому имя богини раздора Эриды, пришлось кстати. Майклу Брауну пришлось смириться с тем, что обнаруженная планета не стала 10-й в нашей системе, а лишь положила начало формированию новой группы – малые планеты.

Тогда же Плутон лишился своего статуса и составил компанию Эриде.

АСТРОНОМИЯ. 

Обнаружена вода на Марсе.

• Воду на Марсе открыл космический аппарат «Феникс».
• Анализы образцов породы, которые достал «Феникс», показали наличие жидкости.
• Вода в замерзшем состоянии была найдена на пятисантиметровой глубине. Так что Марс представляется все более пригодным для жизни.

ФИЗИКА.

В 2015 году ученые из Всемирного центра мониторинга ледников при Цюрихском университете (Швейцария)  под руководством доктора Михаэля Цемпа , работая совместно с коллегами из 30 стран, установили, что темп таяния ледников на Земле к настоящему времени, по сравнению c усредненными показателями за XX век, вырос в два-три раза. 

Глобальное потепление — быстрее, чем ожидалось.

ФИЗИКА.

Обнаружена квантовая телепортация.

Такая телепортация отличается от телепортации, о которой любят говорить фантасты, — при ней материя или энергия не передаются на расстояние. Эксперименты по передаче квантовых состояний на большие расстояния были удачно проведены за последние 15 лет не менее чем десятком научных групп. Квантовая телепортация очень важна для создания сверхзащищенных шифров и квантовых компьютеров. 

ФИЗИКА.

Доказано существование кварк-глюонной плазмы

В 2012 году эксперименты физиков, работающих с ускорителем RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США), попали в Книгу рекордов Гиннесса с формулировкой «за самую высокую температуру,полученную в лабораторных условиях». Сталкивая ионы золота на ускорителе, ученые добились возникновения кварк-глюонной плазмы с температурой 4 триллиона °С (в 250 тысяч раз горячее, чем в центре Солнца). Спустя примерно микросекунду после Большого взрыва Вселенная была наполнена как раз такой плазмой. 

Экспериментально подтверждено

существование графена.

ФИЗИКА.

Его двумерная (толщиной в один атом) кристаллическая решетка проявляет необычные электрофизические свойства. 

Впервые графен был получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым в 2004 году

(Нобелевская премия за 2010-й).  

Его планируется использовать в электронике (в сверхтонких и сверхбыстрых транзисторах),композитах, электродах и т. д. Кроме того, графен — второй по прочности материал на свете (на первом месте — карбин).

ФИЗИКА.

Найден бозон Хиггса.

Существование этой элементарной частицы, отвечающей за массу всех прочих частиц,  теоретически было предсказано Питером Хиггсом еще в 1960-х годах.

А найдена она была во время экспериментов на Большом адронном коллайдере в 2012-м (за что Хиггс, совместно с Франсуа Энглером, получил Нобелевскую премию 2013 года).

БИОЛОГИЯ.

Создана первая синтетическая бактериальная клетка.

В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера создали первую полностью синтетическую хромосому с геномом. Когда ее встроили в бактериальную клетку, лишенную генетического материала, она начала функционировать и делиться по предписанным новым геномом законам.

В перспективе синтетический геном позволит создавать вакцины против новых вирусных штаммов за часы, а не за недели, производить эффективное биотопливо, новые пищевые продукты и т. д. 

БИОЛОГИЯ.

Людей поделили на три энтеротипа.

В 2011 году ученые из Германии, Франции и нескольких других исследовательских центров доказали, что  по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории , или  энтеротипа .

Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты, и потому стало ясно, что никаких универсальных рецептов в этих областях существовать не может. 

БИОЛОГИЯ.

Удачно записаны и

перезаписаны воспоминания.

Начиная с 2010 года несколько исследовательских групп (США, Франция, Германия)  научились записывать в мозг мышей ложные воспоминания , стирать реальные, а также превращать приятные воспоминания в неприятные.

До человеческого мозга дело пока не дошло, но осталось недолго. 

БИОЛОГИЯ.

В 2012 году Синъя Яманака совместно с Джоном Гёрдоном стали лауреатами Нобелевской премии за открытие 2006 года получение плюрипотентных стволовых клеток мыши путем эпигенетического перепрограммирования.

За последующее десятилетие не менее десятка научных групп добились впечатляющих успехов в данной области, в том числе с человеческими клетками. Это предвещает скорые прорывы в терапии рака, регенеративной медицине, а также в клонировании человека (или его органов).

Получены «этичные» (не из эмбрионов) плюрипотентные стволовые клетки

Впервые обнаружены мягкие ткани динозавра.

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ.

Молекулярный  палеонтолог Университета Северной Каролины Мэри Швейцер  в 2005 году в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны (возрастом 65 млн лет) обнаружила мягкие ткани. Ранее считалось, что любые белки разложатся максимум за несколько тысяч лет, поэтому никто их в окаменелостях и не искал. После этого мягкие ткани (коллаген) были обнаружены и в других древнейших образцах. 

Мэри Швейцер руководила научной группой, которая описала коллаген, выделенный из бедренной кости Tyrannosaurus reх

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ.

У людей обнаружены гены неандертальцев и «денисовского человека»

Из работ двух научных групп стало ясно, что от 1 до 3% генома среднестатистического европейца или азиата восходит к неандертальцам. Но у каждого современного индивидуума присутствуют несхожие неандертальские аллели (различные формы одного и того же гена), поэтому общая сумма «неандертальских» генов куда выше, до 30%. «Наследники» неандертальцев — в основном европейцы; у азиатов в геноме присутствуют следы скрещивания с еще одним гоминидом — «денисовским человеком».

Самые «чистые»  Homo sapiens  — уроженцы Африканского

континента.

Участники международного симпозиума «Переход к верхнему палеолиту в Евразии: культурная динамика и развитие рода  Homo » осматривают место раскопок в центральном зале Денисовой пещеры

ПАЛЕОНТОЛОГИЯ.

  Реконструкция облика  денисовского человека .

Денисова пещера (Село Усть-Кан, Россия) .

Перейден петафлопсный барьер.

ЭЛЕКТРОНИКА.  

• В 2008 году новый суперкомпьютер в Лос-Аламосе (США) заработал со скоростью более квадриллиона (тысяча триллионов) операций в секунду. Следующий барьер, эксафлопсный (квинтиллион операций в секунду) будет достигнут в ближайшие годы. Системы с такой невероятной скоростью необходимы в первую очередь для высокопроизводительных вычислений — обработки данных научных экспериментов, климатического моделирования, финансовых операций и т. д.

МЕДИЦИНА.

По дыханию распознана ранняя стадия рака легких.

• Группа израильских, американских и британских ученых разработала устройство, которое способно точно идентифицировать рак легких и определить, в какой стадии он находится. Основой устройства стал  анализатор дыхания со встроенным наночипом  NaNose ,  способный «вынюхать» раковую опухоль  с 90-процентной точностью, даже когда раковый узелок практически незаметен. В скором времени стоит ожидать анализаторов, которые смогут по «запаху» определять и другие виды рака.

МЕДИЦИНА.

Разработано первое полностью автономное искусственное сердце.

Специалисты американской компании  Abiomed  разработали первое в мире  полностью автономное постоянное искусственное сердце для имплантаций  ( AbioCor ). Искусственное сердце предназначено для пациентов, у которых невозможно лечение собственного сердца или имплантация донорского.

БИОНИКА.

Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли.

• В 2013 году появились первые опытные образцы «умных» протезов с обратной связью (эмуляцией осязательных ощущений), которые позволяют человеку чувствовать то, что «ощущает» протез. В 2010-х годах созданы и отдельные от человека устройства, управляемые только через мысленный интерфейс (иногда с инвазивными контактами, но чаще это похоже на головной обруч с сухим электродом), — компьютерные игры и тренажеры, манипуляторы, транспорт и пр.

Созданы биомеханические устройства и протезы, контролируемые усилием мысли.

БИОНИКА.

Экзоскелет

Американец Зак Вотер испытал бионический ножной протез, поднявшись по лестнице на 103-й этаж небоскреба Уиллис-тауэр, расположенного в Чикаго.

Картина мира уже преобразилась, а знания, актуальные еще 15 лет назад, стали едва ли не невежеством Средневековья.

Учитывая, что XXI век только начинается, человечество наверняка ожидает еще множество фантастических открытий!

  Информационные ресурсы

• http://www.vokrugsveta.ru/article/239630/
• https://e-w-e.ru/5-grandioznyx-otkrytij-21-veka-mir-uzhe-ne-budet-prezhnim/