Теорія Великого вибуху й літієві акумулятори: за що цьогоріч вручають Нобелівські премії
Теорія Великого вибуху й літієві акумулятори: за що цьогоріч вручають Нобелівські премії
Лауреати отримають по 9 млн. шведських крон – біля $915 тисяч
[ads-pc-2]
Офіційне вручення Нобелівської премії відбудеться сьогодні, 10 грудня, у Стокгольмі. Україна цього року вперше транслює церемонію «наукового Оскара». Кому, за що дали Нобелівську премію, яке місце людини у Всесвіті та як смартфони знищують нашу планету, пояснювали українські науковці під час pre-party вручення Нобелівської премії Nobilitet-2019.
Медицина
2019-ого Нобелівську премію з медицини отримали одразу троє вчених: Ґреґ Семенза й Вільям Кейлін (США) і Пітер Реткліфф (Велика Британія). Їхні дослідження допомогли визначити, як саме живі клітини реагують на перепади рівня кисню.
Тетяна Древицька, генетик, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Інституту фізіології ім. О. Богомольця
Тетяна Древицька, генетик, кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Інституту фізіології ім. О. Богомольця пояснює, як відкриття трьох науковців можуть допомогти в лікуванні анемії й раку.
Ґреґ Семенза досліджував анемію ще у 1980-их. Він спостерігав такий факт: якщо людина знаходиться в горах і дихає повітрям зі зниженим вмістом кисню або в неї якась проблема з легенями й диханням, у крові зростає кількість еритроцитів. Що далі робить клітина, коли опиняється в середовищі, де мало кисню? Вона уповільнюється, менше синтезує білків, бо не вистачає енергії. Тривала гіпоксія (коли не вистачає кисню) може призводити до інфарктів, інсультів, захворювань судин тощо.
Однак пізніше науковці з’ясували: гіпоксія може мати й позитивний ефект. Коли подача повітря на короткий період припиняється, у кров починаються виділятися так звані «корисні» стимулюючі молекули. Наприклад, як у спортсменів. Будь-яке фізичне навантаження призводить до швидкого поглинання кисню, тому виникає така собі контрольована гіпоксія. Існують ще «прокаченіші» форми, коли займаються спортом у горах. Це часто застосовують для тренувань олімпійських спортсменів, коли на місяць їх вивозять у гори. Зараз є навіть спеціальні маски й окремі намети, у які подають повітря зі зниженим умістом кисню. Тобто це таке собі стресове навантаження, яке поліпшує стан усього організму.
Крім того, гіпоксію пробують застосовувати для лікування раку. Адже якщо в ракових клітин забрати повітря, вони загинуть. Однак наразі немає ліків, які б повноцінно «перекривали кисень» для небезпечних утворень.
В Україні теж існує власна школа гіпоксії. Науковці почали вивчати молекули, відкриті Ґреґом Семензою ще на початку 2000-их. А першим результатом стала спільна робота над 400-сторінковою монографією в співавторстві з нобелівським лауреатом.
Фізика
Цього року Нобелівська премія з фізики складається з двох частин. Першу отримав космолог Джеймс Піблз, другу – астрофізики Мішель Майор й астроном Дідьє Кело.
Андрій Філатов, інженер-метролог, популяризатор науки й співорганізатор Mars Society Ukraine
Дослідження теорії Великого вибуху й відкриття екзопланет дають змогу по-іншому оцінити місце людини у Всесвіті – стверджує Андрій Філатов, інженер-метролог, популяризатор науки й співорганізатор Mars Society Ukraine.
Люди, на жаль, можуть бути дуже консервативні в певних поглядах. З одного боку, просунуті, відкриті, а з іншого, щось їх таки тримає. Тому достатньо довго людство вважало, що весь Всесвіт – стаціонарний і не рухається. Навіть Альберт Ейнштейн, коли порахував з допомогою своїх рівнянь, що Всесвіт може розширюватися або стискатися, спочатку відкинув цю ідею. Сказав «Напевно, ми ще чогось не знаємо» і додав новий елемент у рівняння, аби Всесвіт далі лишався нерухомим.
Один із цьогорічних лауреатів, Джеймс Піблз, потрапив якраз у той час, коли фізика переверталася з ніг на голову. Тоді вчені знайшли підтвердження теорії Великого вибуху – реліктове випромінення. Згодом він сам детальніше це дослідив і випустив книгу, на якій виросло кілька поколінь космологів.
Зокрема, встановив, яким був Всесвіт з самого початку, як він розвивався й що було на його шляху. Піблз з’ясував: у космосі нас оточує 75% темної енергії, 20% темної матерії й тільки 5% – те, що можна відчути на дотик чи побачити. Тому свій виступ після оголошення лауреатів Нобелівської премії Джеймс Піблз почав зі слів саундтреку до серіалу «Теорія Великого вибуху»: Our whole universe was in a hot dense state / Then nearly fourteen billion years ago expansion started (Увесь наш Всесвіт був у гарячому й твердому стані / Поки біля 14 мільярдів років тому він не почав розширюватися).
Другу частину премії дали за виявлення екзопланети. Що це? Мішель Майор і Дідьє Кело дуже толерантно дали визначення: це планета, яка обертається навколо будь-якої зірки (не Сонця). Здається, ніби все просто. Але на практиці виявити планету, яка крутиться навколо зірки, дуже складно. Тому що зірка заливає все своїм світлом. Це як на сцену винести щось дуже яскраве. Позаду чи збоку хтось може і танцювати, і стрибати, але увагу перетягуватиме на себе світло.
Та науковці з допомогою радіосигналу зрозуміли, по якій траєкторії рухається зірка, і виявили біля неї планету 51PegasiВ розміром з Юпітер. Проте екзопланета «поламала» всі уявлення про формування й будову галактик. Раніше вважалося, що зірка (як-от Сонце) видуває навколо себе весь газ. Тому планети, що ближче до неї, мають більше металів, ті, що далі, – уже газові гіганти (Юпітер, Сатурн). Тепер науковцям доведеться удосконалювати цю теорію. Але подібні відкриття, крім того, що ламають попередні уявлення, дають розуміння, що ми не одні у Всесвіті. А для NASA дають привід випускати туристичні проспекти до інших галактик.
Хімія
Цього року за створення «перезарядного» світу – розробку літій-іонних батарей – Нобелівську премію отримали 97-річний американський учений Джон Б. Гуденаф, британський хімік М. Стенлі Віттінгем і японський хімік Акіра Йосіно.
Олег Фея, кандидат фізико-математичних наук, науковець Дрезденського інституту твердого тіла й досліджень матеріалів
Олег Фея, кандидат фізико-математичних наук, науковець Дрезденського інституту твердого тіла й досліджень матеріалів, пояснює, чому сучасний відрізок людської цивілізації можна називати «літієвим віком».
Передусім хочу наголосити: Джон Гуденаф зробив максимум, щоб отримати премію. Перше – власне відкриття. Друге – він дожив до премії й став найстаршим її лауреатом. Якщо серйозно, то відкриття літій-іонних батарей не просто створення чогось нового, це цілий ринок. Сьогодні немає жодної людини, у якої б не було гаджета й зарядки до нього – від смартфонів, переносних акумуляторів до електрокарів.
Стенлі Віттінгем створив першу батарею 1973 року. Тоді арабські країни заборонили продавати нафту державам, які підтримували Ізраїль. Науковець задумався, а що як зробити якусь альтернативу традиційним джерелам енергії? І створив власну літієву батарею, яку можна було заряджати. Єдиним недоліком було самозаймання. Через постійну зарядку-розрядку батареї загорялися або вибухали.
Тоді на допомогу прийшов Джон Гуденаф. Він запропонував замінити титан у складі батареї на поєднання літію з кобальтом. Матеріал дозволив збільшити напругу батареї. Останнім «пазлом» став графітовий анод, винайдений Акірою Йосіно. Він убезпечив батарею від загорання й вибухів. 1991-ого Sony випустила на ринок проривну технологію – батарею, яку можна було заряджати.
Проте технологія, створена для зменшення залежності від нафти й забруднення навколишнього середовища, стала новим чинником знищення планети. Річ у тім, що під час видобутку літію екологічні системи, де його видобувають, повністю руйнуються. Цього року видобули в усьому світі 85 тис. тонн літію. Щоб добути 1 тонну потрібно випарувати 2 млн тонн води з соляних озер. Такі озера розташовані в Китаї, Чилі, Аргентині, Зімбабве, Австралії. Неподалік від озера бурять свердловину. Звідти витікає розчин літієвих солей. Ним наповнюють спеціальний басейн, а потім залишають, щоб це випаровувалося. Після цього на місці видобутку залишається просто соляна мертва пустеля.
У постапокаліптичному світі з літій-іонними батареями жити буде значно простіше. Але вони ж можуть і стати однією з причин пришвидшення такого світу.
