В прошлом году ученые выяснили, что ускорение расширения Вселенной замедляется, и это может коренным образом изменить ее судьбу. А еще они открыли новый класс патогенов.Не бактерию и не вирус, а вообще до такой степени непонятно что, что назвали ее «обелиск». Кстати, живут они непосредственно внутри вас. Но это еще не все тревожащие новости: согласно генетикам, распространение земледелия и цивилизации шло через геноцид. Кажется, это объясняет великую загадку того, почему эти три явления стали так распространены на нашей планете. Это и многое другое — в научных итогах года от Naked Science.
Хотя главное в наблюдательной астрономии 2024 года — новые данные космического телескопа «Джеймс Уэбб», увы, мы не можем включить их в прорывы-2024. Да, они революционизировали наши представления о ранней Вселенной, но проблема в том, что Naked Science уже в 2023 году отмечал, что такая революция «Джеймсом Уэббом» начата и приведет к перевороту в космологии (мы даже назвали кандидата на новую космологию, совместимого с наблюдениями космического телескопа).
Но и в 2024-м случились астрономические наблюдения, двигающие физику и космологию далеко вперед. Научная коллаборация Dark Energy Spectroscopic Instrument (по названию одноименного инструмента) проанализировала красное смещение сразу миллиона галактик, находящихся на разном удалении от нас. И у них получилось, что ускорение расширения Вселенной, открытое четверть века назад, различается. То есть да, расширение все еще идет с ускорением, но это ускорение 13 миллиардов лет назад было выше. Что это значит?
В конце XX века астрономы заметили, что сверхновые типа Ia из ранней Вселенной имеют светимость меньше, чем должны. Физически это малореально: этот тип сверхновых взрывается при достижении одной и той же массы, поэтому и энергия вспышки одинаковая. Поэтому такие объекты и называют «стандартными свечами космологии».
Из этого можно было сделать только один научный вывод: Вселенная расширяется не с одинаковой скоростью, а постепенно ускоряясь. Но что может заставлять ее увеличиваться с ускорением? Самым простым и естественным объяснением большинству ученых показалась космологическая константа — некое расталкивающее давление вакуума.
Так вот: наблюдения DESI от 2024 года закрывают эту гипотезу с вероятностью 3,5 сигмы. Окончательно закрытие завершится тогда, когда данные наберут 5 сигм, но и 3,5 — достаточно много, чтобы уже сегодня итог был немного предсказуем.
Каковы практические последствия того, что ускорение расширения Вселенной постепенно уменьшается? Если бы темная энергия была константой, Вселенная расширялась бы до бесконечности. Результатом этого стала бы тепловая смерть Вселенной. То есть DESI позволяет сделать очень важный вывод: бесконечного расширения может и не быть. Увеличение Вселенной в объеме, в теории, способно затормозиться или даже развернуться вспять, отчего ее тепловая смерть не наступит никогда.
Конечно, возникает вопрос: если Вселенную расталкивает не давление вакуума, то что? Naked Science еще в итогах 2023 года писал, что самый правдоподобный ответ на этот вопрос таков: темной энергии не существует. А ускоренное расширение Вселенной после Большого взрыва вызывано тем, что причины этого самого Большого взрыва — совсем иные, что мы предполагали раньше.
С деталями можно ознакомиться в нашем большом тексте, или в книге российского физика Николая Горькавого, вышедшей в 2023 году, и уже выдержавшей первое переиздание в 2024 году.
В антропологии существует давняя проблема: переход к земледелию очень-очень сложно объяснить. Из анализа костей первых земледельцев неолита следует, что, начав пахать и сеять, люди начинают питаться намного хуже. У них резко уменьшается рост, снижается доступность белка, у их детей появляется рахит и растет смертность, отчего матерям приходится чаще рожать. Из современных наблюдений за племенами, переходящими от охоты и собирательства к земледелию, известно, что те работают не по три-четыре часа в день, как при охоте, а в лучшем случае восемь часов в день, то есть, по меркам охотников, неимоверно много.
Переход к земледелию в какой-то локальной точке с непростыми условиями антропологи еще могут себе представить. Но как такой откровенно непривлекательный, трудоемкий и голодный (до самого XX века) образ жизни мог распространиться почти повсеместно и доминировать тысячи лет — большая загадка.
В 2024 году вышла работа, способная дать на нее ответ. Группа ученых во главе с известным генетиком Эске Виллерслевом обнаружила, что практически сразу после появления следов земледельцев из Малой Азии в Дании — а это случилось 5900 лет назад — здесь резко изменился генофонд. От местных охотников-собирателей, живших тут тысячи лет, ведут свой род не более 10% местных жителей. Остальные 90% — потомки выходцев из Малой Азии.
Одновременно с этой сменой меняется окружающая среда: в лесах начинаются вырубки, там пашут, затем землю бросают, она зарастает березой и орешником, после чего их снова вырубают и там пашут (подсечно-огневое земледелие). В захоронениях находят людей, явно убитых оружием. А еще приходят эпидемии, привычный спутник людей, у которых есть сельское хозяйство, ведь болезни куда лучше распространяются в обществе с высокой плотностью населения.
Еще через тысячу лет на землях будущего датского королевства снова что-то пошло не так: 4850 лет назад приходят носители ямной культуры, обитатели степей Западной Евразии (и предки индоевропейцев, включая нас с вами). Картина выходит той же: почти все гены анатолийцев исчезают сразу же после прихода ямников. Те 10%, что остались от древних охотников этих земель, исчезают почти совершенно, без следа. Снова убитые оружием, снова умершие от новых эпидемий.
Происходящее лучше всего описывается термином геноцид. Разумеется, нам трудно судить, в каких долях этот геноцид был вызван оружием, а в каких — болезнями, хоть по опыту колонизации Нового света и известно, что эпидемии, пришедшие с завоевателями, часто опаснее их воинов. Но главное в другом: у науки наконец появляются правдоподобные механизмы глобального распространения земледелия.
Да, неолитические земледельцы питались хуже охотников, работали много больше, болели инфекционными болезнями много чаще, а их дети жили куда меньше. Но с тысячи квадратных километров пахари прокормят куда больше людей, чем охотники. И по мере истощения местных полей этим пахарям надо куда-то идти. Развернуться назад, в Малую Азию и искать себе там земли — весьма рискованно: там ведь тоже все густо населено земледельцами. Идти в земли, где еще не пашут, где живут охотники, с малой плотностью населения, намного разумнее.
Одиночный охотник, конечно, сильнее и выносливее земледельца, просто потому, что его с детства лучше кормили, а болел он реже. Но десять низкорослых и не очень здоровых людей с пораженными кариесом зубами все же одолеют одного охотника. А его череп, с белыми зубами без единой дырки, расскажет далеким потомкам, что здоровье и хорошее питание — не гарантия выживания. Особенно если вас ждет столкновение с более развитой цивилизацией.