30 декабря 2010, 15:10 Наука Размер текста А А А

Двойник Земли на подходе

Расчеты вероятности некоторых научных открытий 2011 года

Николай Подорванюк В 2011 году будет найдена экзопланета, похожая по своим размерам на Землю, а вот решения очередной «задачи тысячелетия» придется ждать еще не один год. Это показали наукометрические расчеты, которые провел социолог Самюэль Арбесман, удививший в 2010 году весь научный мир своим точным прогнозом о скором обнаружении потенциально пригодной для жизни экзопланеты.

В сентябре 2010 года американский социолог Самюэль Арбесман опубликовал совместную с астрономом Грегори Лафлином статью, в которой утверждалось о скором открытии первой экзопланеты, пригодной для жизни. Учеными называлась дата — май 2011 года. Но прошло несколько недель, и группа ученых объявила о том, что такая планета найдена — Gliese 581g из созвездия Весов.

Как написано на сайте Арбесмана, его научные интересы лежат в области вычислительной социальной науки. «Я заинтересован в применении вычислительных и математических моделей для понимания связи между социальными взаимодействиями, научным открытием, производительностью, инновациями и великодушием», — говорит о себе Арбесман. Имеющиеся у него знания в области наукометрии по просьбе журнала New Scientist ученый применил для оценки вероятности того, что в 2011 году будут сделаны три конкретных научных открытия, и для исследования одного социологического явления.

Двойник Земли

Если в 2010 году была найдена планета с условиями, пригодными для жизни, то не будет ли в следующем году открыта планета, которая будет настоящим двойником нашей Земли по размерам? <2>Воспользовавшись методом, который использовался в работе с Лафлином, Арбесман добавил туда последние данные (в том числе и про Gliese 581g) и вынес свой вердикт.

По его мнению, «двойник Земли» будет обнаружен с вероятностью 82% к концу 2011 года.

Правда, это данное исследование не учитывает температуру поверхности. Наличие плотной атмосферы может создать на такой планете парниковый эффект, подобный тому, что наблюдается на Венере. Из-за этого эффекта жизнь на такой планете будет невозможна. Что касается новых экзопланет вообще, то в феврале команда телескопа Kepler обнародует первые данные своих наблюдений, где, как ожидается, будет рассказано о нескольких сотнях новых планет.

Задача тысячелетия

В августе уходящего года индийский математик Винай Деолаликар опубликовал доказательство одной из «задач тысячелетия» — проблемы равенства классов сложности P и NP, которая является одной из центральных проблем современной информатики. На предположении неравенства классов сложности P и NP держится большое количество существующих ныне систем защиты информации, от пароля к «аське» до PIN-кода банковской карты.

В ходе подробного анализа доказательства Деолаликара научное сообщество сделало вывод о его несостоятельности, так что проблема осталась открытой. Но, может, в 2011 году есть шанс, что появится новое, правильное, доказательство?

Расчеты Самюэля Арбесмана показывают, что время для этого еще не пришло.

Этот результат ученый получил, построив график 18 важных математических проблем, которые не были решены за первые десять лет после того, как проблема была впервые сформулирована. Оказалось, что 50% этих задач были решены только спустя 53 года после возникновения проблемы. Проблема P=NP в 2011 году будет праздновать лишь свое 40-летие, а в этом «возрасте» были решены только 22% задач.

«Остров стабильности»

«Остров стабильности» — это трансурановая область на карте изотопов, для которой — вследствие предельного заполнения в ядре протонных и нейтронных оболочек — время жизни изотопов значительно превышает время жизни «соседних» трансурановых изотопов. Существование «острова стабильности» следует из теории оболочечного строения ядра, за которую в 1963 году Мария Гёпперт-Мейер и Ханс Йенсен получили Нобелевскую премию.

Данная гипотеза впервые получила экспериментальное подтверждение в исследованиях, проводимых группой академика Юрия Оганесяна в Лаборатории ядерных реакций им. Г. Н. Флерова в Дубне совместно с группой из Ливерморской национальной лаборатории (США). Были синтезированы 112, 113, 114, 115-й и 116-й элементы и показано, что они живут в десятки и сотни тысяч раз дольше, чем их более легкие предшественники.

Но, чтобы получился по-настоящему стабильный элемент, у него должно быть 114, 120 или 126 протонов и аж 184 нейтрона. Элемент со 114 протонами был создан, но количество нейтронов в нем пока недостаточно. Чтобы сделать такой элемент, требуются другие технологии, в частности использующие интенсивный пучок радиоактивных атомов.

Поэтому больше вероятность создать элемент с 184 нейтронами, у которого будет 120 или 126 протонов.

Чтобы оценить, когда будут созданы такие элементы, Арбесман изучил скорость синтеза изотопов элементов с атомными номерами больше 100. Получилось, что 120-й элемент будет создан в 2042 году, а 126-й элемент в 2052 году.

Прирост пользователей интернета

Вопрос, который стоял перед Арбесманом, заключался в оценке: в 2011 году мировое количество пользователей интернета увеличится так же сильно, как в 2010-м? Как и для многих новых технологий, рано или поздно в кривой зависимости числа пользователей интернета от времени должна быть достигнута точка перегиба, когда резкий рост сменится на более плавный.

Используя все возможные кривые, которыми описывается множество явлений роста, в том числе и увеличение количества колоний бактерий на опухоли, Арбесман провел свои расчеты.

Его мнение, что «перегиб» на графике числа пользователей интернета произойдет скоро, но не в 2011 году, а в 2012-м или, что наиболее вероятно, в 2013 году.

Дополнения от New Scientist

Прогнозы Самюэля Арбесмана журнал New Scientist дополняет четырьмя своими предсказаниями. Накануне «Газета.Ru» приводила мнение биолога-медика Рауля Гайнетдинова, который предположил в будущем году «переход накопившихся теоретических знаний в областях генетической инженерии и биологии стволовых клеток в практическое применение при различных заболеваниях человека». Подобным образом считают и эксперты New Scientist, которые предположили, что в 2011 году появятся методы лечения паралича и слепоты с помощью терапевтического потенциала эмбриональных стволовых клеток человека.

Кроме того, по мнению экспертов журнала, в 2011 году получат широкое распространение частные полеты в космос и автомобили, работающие на электрических двигателях. Также в будущем году ожидается прорыв в создании роботов в стиле «аватаров» из одноименного фильма, который триумфально прошествовал по мировым кинотеатрам в уходящем году. Такие роботы делали бы часть работы своего «хозяина» вместо него и независимо от него.