Цифровой двойник мозга, два затмения и взрыв Вселенной: за какими событиями в мире науки надо следить в 2024 году

1. Космос: полеты к Юпитеру и Луне

В наступившем году стартуют сразу несколько захватывающих космических миссий. В октябре автоматическая межпланетная станция Europa Clipper отправится к Юпитеру, ее цель — изучение Европы, одного из крупнейших спутников газового гиганта. Экспедиция NASA стоимостью около 5 миллиардов долларов должна ответить на вопрос: существует ли жизнь в подледном океане Европы? Это небесное тело по размеру совсем немного уступает нашей Луне, при этом ученые считают, что если в Солнечной системе и существуют внеземные формы жизни, то искать нужно в первую очередь на Европе. Конечно, зеленых человечков там не найти, но микробные формы жизни вполне могут развиваться. Впрочем любознательным гражданам следует вооружиться терпением — Europa Clipper прибудет на место только в 2030 году и проработает 3 года.

А на ноябрь 2024 года запланирован старт пилотируемой лунной экспедиции “Артемида-II”. На борту космического корабля “Орион” полетят три американских и один канадский астронавт. Они проведут в космосе 10 дней, в программе только облет спутника без посадки на поверхность. Это последний испытательный полет перед миссией «Артемиды-III», в рамках которой экипаж высадится на Луну. Это произойдет в 2025 году.

2. Искусственный интеллект перестанет врать

После фурора, который произвел ChatGPT, фанаты нейросетей и искусственного интеллекта требуют продолжения банкета. В конце прошлого года глава компании Open AI Сэм Альтман заявил, что разработчики уже обучают модель искусственного интеллекта пятого поколения и в 2024 году она будет представлена пользователям. GPT-5 тренируют не только, как предшественников, на общедоступных наборах данных из интернета. После прошлогоднего успеха GPT-4 многие крупные IT-компании, сотрудничающие с Open AI, открыли для ее разработчиков свои внутренние базы данных.

Архитекторы новой модели обещают создать искусственный интеллект, который не уступит человеческому в аналитических способностях. Конкретные новые возможности нейросети пока не разглашаются, но эксперты называют несколько преимуществ GPT-5:

— чат-бот сможет генерировать не только тексты, но также изображение, аудио и видео. Кроме того, его обучат писать компьютерный код.

— у модели будет более длинная память, это позволит ей лучше понимать контекст при длительном общении с пользователем.

— система сможет выдавать фактологически более точные ответы. Уровень галлюцинаций (когда чат-бот не знает точного ответа и выдает ложный) значительно снизится.

3. Два солнечных затмения и два Суперлуния

Целый ряд эффектных астрономических зрелищ сулит нам год деревянного дракона.

— 8 апреля в Небесной канцелярии дают полное затмение Солнца. К сожалению, в России это шоу видно не будет, его полную фазу смогут наблюдать жители Северной Америки и некоторых островов в Тихом и Атлантическом океанах.

— 2 октября состоится кольцеобразное затмение Солнца. Лучшие зрительские места располагаются на юге Чили и Аргентины. Из России затмение снова не будет видно.

— Зато полюбоваться Суперлунием могут все жители Земли. Суперлуние это явление, когда полнолуние совпадает с максимальным сближением Луны и Земли. Самую большую полную Луну мы будем наблюдать в ночь на 17 октября, когда наша спутница приблизится на расстоянии 357 172 км от Земли. Месяцем раньше — 18 сентября — случится еще одно Суперлуние, но ночное светило окажется чуть дальше от нас (на 111 километров).

4. В Дубне моделируют рождение Вселенной

Что происходило с нашим миром через 10 микросекунд после Большого взрыва? Ответ на этот вопрос рассчитывают получить физики Объединенного института ядерных исследований в подмосковной (ОИЯИ) Дубне. Для этого в ОИЯИ строится новый ускорительный комплекс — коллайдер тяжелых ионов NICA. В конце 2024 года он уже вступит в строй. С его помощью физики будут “варить” кварк-глюонную плазму: предположительно, из нее состояла Вселенная через доли мгновений после Большого взрыва. Кварки — это самый мелкий (из известных нам) кирпичик мироздания. Химические вещества состоят из атомов, ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, а вот они в свою очередь состоят из кварков.

Кварк-глюонную плазму уже получали на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН. Однако светимость коллайдера NICA гораздо выше. Что это значит? Например, БАК регистрирует 100 столкновений частиц в секунду, а NIСA при том же диапазоне энергий фиксирует 7 000 таких событий в секунду. Это значит, что научные результаты, которые физики в ЦЕРН могут получить за 6 лет работы, в Дубне соберут за 1 месяц.

Открытия, которые подарит NICA, позволят лучше понять, как рождалась Вселенная. А кроме того, новая физика важна и с прикладной точки зрения. В свое время открытие деление атомного ядра привело к появлению ядерного оружия и атомной энергетике. Возможно, изучение кварков даст нам силу еще более мощную, чем атомная.

5. Эпоха экзафлопсных суперкомпьютеров

Один экзафлопс — это миллиард миллиардов операций в секунду. Такой производительностью будет обладать первый европейский компьютер экзафлопсного класса JUPITER, запущенный в начале этого года. Для сравнения, если бы каждый из 7,5 миллиардов человек, населяющих Землю, выполнял один расчет в секунду, то человечеству понадобилось бы 4 года, чтобы сделать вычисление, которое экзафлопсный суперкомпьютер считает за секунду.

JUPITER будет установлен в Юлихском суперкомпьютерном центре (Германия) и, благодаря своей вычислительной мощи позволит ученым добиться научных прорывов в самых разных областях науки. Это обучение больших нейронных сетей, квантовые компьютеры, моделирование климата в высоком разрешении. А кроме того, с помощью JUPITER будут созданы медицинские математические модели — цифровые двойники сердца и мозга. На этих виртуальных органах врачи смогут проводить клинические испытания новых методов лечения, будь то сложные хирургические операции или экспериментальные лекарственные препараты.