10 неймовірних речей, які стали реальністю завдяки науці
У світі науки постійно відбуваються нові дивовижні відкриття, і в міру того, як ми рухаємось у майбутнє, наукові досягнення починають межувати з магією. Наука постійно прагне зробити неможливе, і це вдається.
1. Телепортація
Людство вже довго шукає способу справжньої телепортації. Здавалося б, фантастика, але наука доводить, що можливе навіть таке. Дослідники з Технологічного університету Делфта змогли телепортувати інформацію в межах однієї кімнати та довести теорію квантової заплутаності на практиці.
Вони ізолювали пару електронів двох алмазів на відстані 10 метрів один від одного. Відповідно до теорії заплутаності, зміна одного спина має призвести до того, що другий спин теж зміниться. Так і сталося: зміна одного алмазу вплинула зміну іншого. Експеримент спрацював у 100% випадків. Зараз дослідники працюють над збільшенням відстані — якщо теорія вірна, це теж рано чи пізно вийде. А якщо експерименти з великими відстанями будуть успішними, ми дуже скоро зможемо телепортувати інформацію за допомогою квантових частинок.
2. Зав'язування світла у вузли
Світло повинне рухатися по прямій лінії - довгий час це вважалося аксіомою. Але вчені з університетів Глазго, Брістоля і Саутгемптона першими зав'язали світло у вузли, що раніше уявлялося лише абстрактною математичною концепцією. Вузли були створені за допомогою голограм, що спрямовують потоки світла навколо областей темряви. Цей експеримент вчених надихнула математична теорія вузлів.
Один із провідних дослідників просить припустити, що світло — це річка. Вода може як текти прямо, так і закручуватися ввир. Голограми створювалися та керувалися за допомогою комп'ютера. Якщо у вас є своя голограма, зав'язати промінь світла у вузол можете і ви самі. А це означає, що в оптиці незабаром відбудуться чудові відкриття.
3. Об'єкти, що саморозвиваються
Пройде ще трохи часу, і технологія 3D-друку міцно увійде до повсякденного життя. А увага науки вже зосередилася на наступному кроці: 4D-друк. Четвертий вимір – це час, а отже, наступне покоління принтерів зможе вже не просто надрукувати все, що завгодно: надруковані об'єкти зможуть змінюватись та адаптуватися самостійно. Дослідники вже представили робочий 4D-принтер, який вміє друкувати нитки матеріалів, здатних з часом приймати прості форми на кшталт куба. Нехай це звучить не надто вражаюче, але змінити науку може назавжди.
Незабаром ми зможемо робити машини, здатні досягати важкодоступних районів, наприклад, «забратися» в глибокі колодязі для проведення техобслуговування. За допомогою виготовлених із таких матеріалів машин медичні операції завершуватимуться самостійно. Водонапірні труби самостійно «навчаться» розуміти, що переповнені. Машини будуть переважно роботами, яких якраз друкують на принтері, а не збирають вручну. За допомогою 4D-друку можна буде створити матеріали, які перетворюватимуться без людського втручання так, як ми захочемо. Можливості безмежні.
Так, це займе деякий час, але потім ми зможемо друкувати великі об'єкти, які у складних випадках навіть самостійно розвиватимуться. Щоправда, з урахуванням того, як швидко прижилася 3D-друк, довго чекати нам не доведеться.
4. Штучні чорні дірки
У науковій фантастиці штучні чорні діри зустрічаються часто-густо, але втілитице практично не вдавалося. Потім дослідники з Південно-східного університету Нанкіна в Китаї вигадали, як зімітувати чорну дірку в лабораторних умовах. Вони створили схему з допомогою матеріалу зміни проходження електромагнітних хвиль. Він схожий на матеріал для створення невидимості, але установка змінює не світло, а мікрохвилі. Ці «мета-матеріали» поглинають електромагнітне випромінювання і перетворюють його на тепло — те саме роблять чорні дірки.
Технологія може бути корисною, наприклад, для виробництва енергії. Науці потрібно повторити цей досвід зі світлом, тому що довжина хвилі світла набагато менша, ніж довжина мікрохвиль. Проте, це був перший випадок, коли вдалося створити чорну дірку і тримати її під контролем, тож це лише питання часу, коли чорні дірки теж стануть частиною повсякденного життя.
5. Зупинка світла
Ейнштейн першим зрозумів, що ніщо не може рухатися швидше за швидкість світла. Але він не говорив нічого про те, щоб уповільнити світло. Вчені з Гарвардського університету змогли уповільнити світло до 20 км на годину. Цього було недостатньо і вони пішли далі: зупинили світло повністю.
Вчені використали переохолоджений матеріал, відомий як "конденсат Бозе-Ейнштейна". Конденсат утворюється при температурах на мільярдну частку градуса тепліше від абсолютного нуля, тому в атомів набагато менше енергії для руху. Майте на увазі, що абсолютний нуль - абстрактне поняття, досягти його неможливо: конденсат утворюється при найближчій до абсолютного нуля температурі, якої ми змогли досягти.
Світло вдалося повністю зупинити. Частка світла навіть залишила голограму там, де припинила рух. Вона виглядала як стабільна речовина, ахвиля, що не рухається, як у нормальних умовах. Частину світла, що зупинилася, можна було б навіть поставити на полицю, якби вона не була такою маленькою, тому що вона більш постійна. Наразі вчені працюють над тим, як повернути процес назад.
6. Виробництво антиречовини у лабораторії
Можливо, антиречовина – вирішення всіх наших енергетичних проблем. Але, незважаючи на всі зусилля, вчені так і не змогли знайти антиматерію у Всесвіті, принаймні в природних умовах. Натомість змогли успішно створити та зберегти антиматерію у лабораторії. Група супер-науковців із різних країн під назвою «АЛЬФА» відкрила спосіб на долю секунди зберегти антиречовину.
Процес зайняв близько десяти років. Але раніше сама ідея створити антиречовину здавалася неможливою, тому що все в нашому світі складається з матерії, і антиматерія знищується, як тільки вступає з нею в контакт. Тепер вчені з ЦЕРН знайшли спосіб зберегти антиматерію трохи довше всередині сильного магнітного поля. Щоправда, проблема в тому, що поле заважає вимірам і не дає правильно вивчати антиречовину. Але над цим треба працювати: можливо, саме реактори антиречовини стануть нашим порятунком, коли висохнуть запаси природного палива.
7. Телепатія
Наука вже знайшла спосіб підключити людський мозок до мозку щура і керувати рухами її хвоста на відстані. Це справжній подвиг, але справа на тому не скінчилася. В експерименті, проведеному вченими з Університету Дьюка та Міжнародного інституту неврології в Наталі, Бразилія, два щури зуміли спілкуватися телепатично, перебуваючи за тисячі кілометрів один від одного. А отже, у найближчому майбутньому таку технологію зможуть використати люди.
Щурз'єднали за допомогою мозкових імплантатів. Один щур вміла вибирати один із двох важелів залежно від кольору лампочки, що включалася в клітці. Інший щур лампочку бачити точно не міг, але натискав на правий важіль під впливом електричних імпульсів від мозку іншого щура.
Вчені впевнені, що експеримент можна повторити з людьми, і інтерпретувати сигнали ми зможемо набагато ефективніше щурів. Досягти людської телепатії буде тепер не надто складно: іншим людям навіть можна буде передавати комнеди від таких почуттів, як зір чи дотик.
8. Рух швидше світла
Довгий час вважалося, що швидкість світла у нашому Всесвіті перевищити не можна, але вчені з Науково-дослідного інституту в Прінстоні, США, це спростували. Вони пропустили лазерне проміння через камеру зі спеціально підготовленим газом і засікли час. Лазерний пучок рухався в 300 разів швидше за швидкість світла. Неймовірно, але промінь вийшов з камери, перш ніж увійшов до неї.
Скажете: це ж порушує запропоновані Ейнштейном закони причини і наслідки — це якби телевізор вмикався, перш ніж ви натиснете кнопку на пульті. Але, як пояснюють дослідники, технічно закон не порушено, оскільки промінь у майбутньому не має жодної нагоди вплинути на умови минулого. Отже, Ейнштейн не помилився. Експеримент довів, що швидкість світла можна подолати, і слідство може передувати причині.
9. Приховування об'єктів від часу
Наука вже вміє робити людину чи предмети невидимими. Наразі вчені зробили наступний крок і з'ясували, як сховати об'єкти від самого часу. Дослідники з Корнельського університету створили пристрій, здатний розщепити світловий промінь на дві складові, транспортувати їх через простір і знову з'єднати наіншому кінці за допомогою тимчасової лінзи. При цьому не залишається жодних записів про те, що відбувалося із розщепленим променем у цей проміжок часу. Лінза уповільнює швидку частину променя та прискорює повільну, створюючи тимчасовий вакуум під час передачі, що приховує події у часі.
У звичайних умовах ми отримали хвилю з перешкодами, але цей пристрій пропускає все, що відбувається зі світлом на шляху і приховує це від самого часу. Поки що події можна приховувати дуже і дуже недовго, але рано чи пізно вчені з'ясують, як досягти того ж ефекту для більш тривалого періоду. Тимчасове маскування принесе величезну користь. Зокрема, цей ефект можна використовувати для безпечної передачі даних.
10. Об'єкти роблять дві речі одночасно
Раніше існувало безліч теорій про те, як частинки на квантовому рівні роблять неможливе, але достеменно нічого відомо не було. Потім вчені з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі створили справжню квантову машину, щоб ми змогли спостерігати цей ефект у реальному світі. Вони охолодили крихітний шматочок металу до найнижчої температури, яка тільки можлива для нього, тобто привели його в так званий основний квантовий стан. Потім вони перетворили його на квантовий ланцюг і витягли його як струну. І помітили, що шматочок металу одночасно посунувся і залишився нерухомим. До експерименту таке було можливе лише теоретично.
Звучить не дуже вражаюче, але для розуміння уявіть, що людина відпочиває вдома і в той же час підкорює гори в Європі. Людина робить дві речі одночасно. Відкриття має для науки величезні наслідки, тому що квантова механіка може виконати наші найсміливіші мрії. Журнал «Наука» назвав це найважливішим науковимдосягненням 2010 року. Деякі вчені навіть побачили у цьому доказ Мультивселенной. Важливо зрозуміти, чи зможемо ми повторити експеримент на більших об'єктах. Тим не менш, відкриття доводить, що квантова механіка працює, і перебувати в двох місцях одночасно і «стрибати» між всесвітами для задоволення стане можливим у не надто віддаленому майбутньому.