Недавно Bloomberg New Energy Finance опубликовали отчет «Electric Vehicle Outlook 2018», в котором построены прогнозы по распространению электромобилей. Интересной частью отчета является прогноз по использованию человечеством нефти в годы полной победы электродвигателей над двигателями внутреннего сгорания.

По данным BNEF, электромобилям нужно 15 лет для того, чтобы стать доступнее, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. При этом уже к 2020 году электрические автобусы будут полностью доминировать среди общественного транспорта. Продажи электромобилей уже в 2018 году должны превысить 1,6 миллиона экземпляров. В 2014 году их продажи измерялись сотнями тысяч.

Так и есть, мы можем наблюдать существенный рост продаж электромобилей, который связывают с сокращениями расходов на производство батарей и государственной поддержкой. Третьим важным фактором стал Китай. Эта страна вводит ограничения на покупку автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями. Предполагается, что к 2025 году половина рынка электромобилей придется на Китай.

Растет и количество предлагаемых моделей от автопроизводителей. На конец 2017 года предлагалось 155 моделей. К 2022 году ожидается 289 доступных моделей электромобилей. Все это должно привести к 11 миллионам проданных единиц к 2025 году, 30 миллионам к 2030 году и 60 миллионам к 2040 году. В совокупности около 559 миллионов электромобилей будут колесить по дорогам к 2040 году.

Разумеется, что такой рост рынка электромобилей не может не сказаться на использовании нефти в будущем. В BNEF считают, что к 2040 году высоким ценам на нефть придет конец, а ее использование сократится до 7,3 миллиона баррелей в день. Спрос будет огромным и через 10 лет, и через 20 лет, но его разрушение неминуемо.

Издание Forbes опубликовало статью астрофизика Этана Сигеля, в которой ученый предсказывает то, каким увидят небо обитатели Млечного Пути через десять миллиардов лет, после того как человечество погибнет от Большого взрыва. Сигель отмечает, что небо будет сильно отличаться от нынешнего.

По расчетам ученого, будет больше красных гигантов, а галактика Млечный Путь приобретет форму эллиптического гало вместо диска. Кроме того, в космосе будет меньше пыли и газа и меньше областей со звездными формированиями. Основной причиной такого исхода астрофизик называет слияние Млечного Пути с галактикой Андромеда, которое произойдет примерно через четыре-семь миллиардов лет, а также с другими ближайшими галактиками.

Иллюстрация того, как будет выглядеть новая галактика Млекомеда после столкновения Млечного Пути с галактикой Андромеды через 4-7 миллиардов лет

При этом если в новой галактике появятся новые разумные существа, они не смогут увидеть ничего за пределами звездного скопления даже с помощью телескопов, поскольку галактики из других систем будут все дальше отдаляться от нашей.

Специалист полагает, что в будущей Вселенной будет меньше газа и пыли, но больше — старых звезд (располагающихся ниже главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рассела). В мире будет гораздо меньше заметно областей активного звездообразования, а в пределах Галактики (на тот момент — объединенной системы Млечного Пути и Туманности Андромеды) звезды будут расположены в основном в пределах большого эллиптического гало, а не диска.

Сигель также выдвигает гипотезу, что разумные обитатели нашей галактики будут задаваться уже другими вопросами касательно космоса. У них не будет доказательств того, что Вселенная расширяется, поскольку удаленные галактики окажутся невидимыми, а также не будет и представления о Большом взрыве.

«В далеком будущем цивилизации нужно будет смотреть в сотни или даже тысячи раз дальше, чтобы рассмотреть даже самые близкие объекты за пределами нашей галактики», — пишет астрофизик.

В ближайшие четыре миллиарда лет Млечный Путь должен поглотить свои галактики-спутники Большое и Малое Магеллановы Облака. Через пять миллиардов лет, когда все небольшие объекты будут поглощены, должно начаться слияние Млечного Пути и Туманности Андромеды.

Менее чем через восемь миллиардов лет Солнце покинет главную последовательность, увеличившись в размерах до 300 раз. К этому времени Земля будет поглощена светилом или превратится в сухую каменистую планету без атмосферы. Фаза красного гиганта завершится сбросом внешних слоев Солнца и образованием планетарной туманности, в центре которой будет располагаться белый карлик размером с современную Землю. Такие объекты фактически являются конечной стадией эволюции звезд солнечных масс, слишком легких, чтобы превратиться в черные дыры. В стабильном состоянии белый карлик способен находиться десятки миллиардов лет.

В нашем мире многими людьми видеоигры до сих пор воспринимаются как что-то несерьезное. Но это далеко не так. К примеру, мы уже сообщали вам о том, что геймеры доказали ошибочность теории Альберта Эйнштейна, а недавно группа исследователей опубликовала данные о проекте, в ходе которого любители игр помогают ученым исследовать работу головного мозга и даже делать научные открытия.

Началось все в 2012 году с запуска в Принстоне проекта Eyewire. Это, по сути, исследование, направленное на картирование головного мозга, но с той лишь разницей, что из монотонной задачи этот проект превратили в довольно увлекательную игру. Для начала стоит сказать, что картирование необходимо для изучения работы мозга, связей нейронов друг с другом и выявления закономерностей их работы. Сложным этот процесс является от того, что количество нейронов в головном мозге даже по самым скромным подсчетам превышает 100 миллиардов, а количество связей, которые необходимо задокументировать, в сотни и тысячи раз больше этой цифры.

Но вернемся к игре. Начинается она с небольшого сегмента сетчатки грызуна. Геймерам необходимо изучить связь и понять работу этого органа. Нужно отследить повороты и изгибы нейронов, двигаясь по своего рода «кубу из нервных клеток». Закончив с этим «кубом», игрок выгружает его для того, чтобы его проверили другие геймеры и ученые. Если «куб» оказывается расшифрованным правильно, он помещается в Eyewire Museum (цифровой атлас клеток головного мозга), а игроку предлагают новый, более сложноустроенный. В качестве поощрения тут присутствует известная любому геймеру система достижений и привилегий, прямо как в любой видеоигре.

На данный момент в Eyewire зарегистрировано около 250 000 человек, и они картировали около 3000 нервных клеток. Более того, благодаря игрокам удалось открыть новый тип нейронов, ответственных за передачу информации. По заявлению одного из авторов проекта Эми Робинсон Стерлинг,

«Раньше на картирование одной клетки уходили недели, а теперь мы вносим в атлас по несколько нейронов в день!»

Но и это еще не все. В Eyewire встроен алгоритм искусственного интеллекта, который обучается и, наблюдая за действиями игроков, еще больше ускоряет процесс картирования.

«Совместные усилия десятков тысяч людей ведут нас к более полному пониманию того, как работает головной мозг. А это открывает поистине безграничные возможности».

Исследователи из Дрезденского технического университета измерили тягу «невозможного двигателя» EmDrive, не требующего для работы топлива и нарушающего закон сохранения импульса, и пришли к выводу, что никакой магии здесь нет. Эксперимент показал, что зарегистрированная тяга объясняется недостаточным экранированием установки и, как следствие, ранее неучтенным воздействием магнитного поля Земли. О своих выводах ученые поделились на конференции Space Propulsion Conference.

Исследователи под руководством Мартина Таймара измеряли тягу EmDrive с помощью крутильной установки, которую она последовательно совершенствовала в течение четырех лет. Принцип работы этой установки напоминает крутильные весы, изобретенные в конце XVIII века и применявшиеся для экспериментальной проверки законов Кулона и Ньютона. Крутильные весы представляют собой уравновешенный рычаг, подвешенный на вертикальной нити. Когда на рычаг действуют внешние силы, он поворачивается, и по углу отклонения можно судить о величине приложенных сил. В установке немецких ученых вместо нити использовались чувствительные крутильные пружины, которые удерживали камеру с двигателем, а смещение камеры измерялось с помощью лазерного интерферометра. Это позволило зафиксировать силу тяги величиной порядка нескольких микроньютонов.

Камера для проведения эксперимента и ее схема

Разумеется, исследователи постарались как можно сильнее сократить возможное воздействие внешних сил, которое можно было бы спутать с тягой от «невозможного двигателя». Для этого камера была установлена на отдельном бетонном блоке, подавляющем вибрации фундамента. Камеру откачали до давления порядка одного паскаля (в 100 тысяч раз меньше атмосферного), защитили все важные части установки от внешнего электромагнитного излучения с помощью металлических листов, а также старались не допускать перегревания электроники, контролируя ее температуру с помощью инфракрасных камер.

Перед проведением основных экспериментов физики откалибровали установку, чтобы убедиться, что они действительно исключили все внешние факторы. Наконец, при измерениях тяги исследователи поворачивали двигатель внутри камеры, чтобы проверить, не сказываются ли на результатах какие-нибудь неучтенные факторы. В идеальной ситуации, когда таких факторов нет, направление смещения камеры должно быть противоположно направлению тяги двигателя — так, при угле поворота двигателя 0 градусов смещение камеры положительно, при 180 градусов отрицательно, а при угле 90 градусов — вообще отсутствует.

Измерения с двигателем EmDrive показали несколько иное поведение. Конечно, при нулевом угле сила тяги достигала четырех микроньютонов при мощности усилителя порядка двух ватт, а при повороте двигателя на 180 градусов смещение меняло знак. Таким образом, получалось, что отношение силы тяги к мощности примерно равно двум миллиньютонам на киловатт, что почти в два раза больше, чем результаты предыдущих экспериментов. Тем не менее при угле 90 градусов физики все так же регистрировали смещение камеры, хотя оно должно было отсутствовать. Кроме того, при подавлении силы электромагнитных колебаний внутри двигателя почти в сто тысяч раз величина тяги практически не изменялась. Это значит, что в действительности наблюдаемая в эксперименте тяга была связана не с двигателем, а с неучтенными внешними факторами.

В качестве таких факторов может выступать магнитное поле Земли, отмечают исследователи. Физики добавляют, что все участвующие в эксперименте приборы были экранированы, а также использовались коаксиальные кабели везде, где только можно, однако поле все равно могло проникнуть внутрь установки через места их соединений. Конечно, оно должно было сильно ослабиться, однако величина измеренной тяги так мала, что ее вполне можно списать на этот эффект. В самом деле, напряженность магнитного поля Земли примерно равна 50 микротесла, а сила тока, питающего усилитель, достигала двух ампер. Используя закон Ампера, легко рассчитать, что в таких условиях тягу около двух микроньютон может создать участок провода длиной всего два сантиметра. Для устранения этой силы следует экранировать усилитель и камеру одновременно, увеличивая размер металлической клетки Фарадея. Авторы статьи подчеркивают, что во всех предыдущих измерениях тяги EmDrive такое экранирование не производилось, а потому их результаты следует тщательно перепроверить.

Люди давно мечтают о межзвездных путешествиях, однако осуществить эту мечту мешает множество технических трудностей. Одна из самых больших — необходимость нести на борту космического корабля огромную массу топлива, поскольку иных технологий, позволявших бы развивать высокие скорости в космическом пространстве у нас пока нет. Мы полагаемся на реактивную тягу, и в этом как раз заключена одна из проблем.

Чтобы космический корабль смог долететь до ближайшей к Солнечной системе звезде — Проксиме Центавра, (расстояние около 4,2 светового года), — потребуется масса топлива, сравнимая с массой Солнца.

В настоящий момент ведутся разработки альтернативных способов разгона космических кораблей, например, с помощью тех же солнечных парусов, которые используют для движения энергию солнечного ветра или лазерного излучения. Например, проект Breakthrough Starshot предлагает запустить к Проксиме Центавра крошечные корабли (массой около одного грамма), которые будут разгоняться за счет солнечного ветра и достигнут звезды в течение двадцати лет. Однако такие технологии невозможно масштабировать на «человеческие» размеры.

Двигатель EmDrive, еще одна альтернатива реактивной тяге, подавал надежды как технология, которая откроет нам путь к межзвездным путешествиям. Двигатель был предложен Роджером Шойером еще в 1999 году. Он состоит из несимметричного резонатора и магнетрона, который направляет в него электромагнитное излучение и возбуждает стоячие электромагнитные волны. В свою очередь, из-за несимметричности конструкции волны создают различное давление на стенки двигателя и являются источником тяги.

Работа такого двигателя нарушает закон сохранения импульса, один из фундаментальных законов физики. Однако многочисленные эксперименты утверждали, что тягу EmDrive все-таки создает. Например, в опубликованной в ноябре 2016 года работе инженеры из NASA сообщали о тяге около 80 микроньютонов при приложенной электрической мощности порядка 60 ватт. А в сентябре прошлого года о работающем прототипе двигателя, «невозможного» с точки зрения науки, объявили также китайские исследователи.

Уже три недели как вулкан Килауэа извергает лаву на острове Биг Айленд. Все началось с вулканических трещин, которые добрались до жилых районов острова. После этого вулканологи предположили возможность взрыва из-за падения уровня лавы в кратере. На данный момент можно сказать, что ситуация развивается, но не улучшается. Изменения лавы, которые наблюдаются в течение последних нескольких дней, показывают, что ситуация буквально продолжает накаляться.

Вулканические трещины, с которых все началось, в течение первых недель извергались не так интенсивно, выделяя густые и медленные потоки лавы. На данный момент потоки лавы стали более обильными, и они извергаются выше. В выходные несколько потоков лавы ушли в океан. При этом концентрация выделяемого при извержении диоксида серы утроилась.

Вулканолог Джанин Криппнер рассказала, что все увиденное до прошлой недели было оставшейся магмой от прошлых извержений. То, что наблюдают на Гавайях сейчас, – это более свежая, горячая и насыщенная газом лава. Другой вулканолог, Майкл Поль, считает, что в этом нет ничего неожиданного и, как правило, первое, что выходит из Килауэа, это продукты прошлого.

Сегодня высота фонтанов лавы может достигать 100 метров. Не известно, как долго еще продлится извержение. Прогнозы можно будет строить, лишь когда сейсмическая активность пойдет на спад. На данный момент не уменьшается ни сейсмичность, ни потоки лавы. В 1955 году извержение Килауэа длилось несколько месяцев, и сейчас история может повториться.

Стоит отметить, что усилившиеся потоки лавы привели к первым травмам. По данным Washington Post, фонтан лавы травмировал ногу человека, стоявшего на балконе третьего этажа.

До недавнего времени искусственный интеллект находил свое применение лишь в исследовательских и, если можно так выразиться, «бытовых» аспектах нашей жизни. Но сейчас все чаще можно услышать о том, что ИИ будут интегрировать и в военную сферу. К примеру, власти Великобритании заявили об открытии центра военных разработок, ключевую роль в котором будет играть именно искусственный разум.

Центр будет расположен на территории британского города Портон-Даун. На первом этапе ученые комплекса будут изучать возможность применения ИИ для управления беспилотной техникой, системами компьютерной безопасности, возможность содействия командному составу и помощи в координации действий на поле боя, а также в сфере противодействия информационной войне. Как заявил министр обороны Соединенного Королевства Гэвин Уильямсон,

«Встреча ученых и военных экспертов заставляет наши самые выдающиеся умы развивать новые возможности, после чего новейшие разработки можно будет внедрить в системы автономного ведения боя и даже в робототехнику».

Власти Великобритании уже потратили почти 1 миллиард долларов США на развитие систем искусственного интеллекта в военной сфере и планируют и дальше развивать эту отрасль. Многих экспертов пугает подобная перспектива, ведь все мы знаем немало произведений, в ходе которых взбунтовавшийся ИИ восстал против человечества. Однако, по заявлению ученых, беспокоится не стоит, ведь в данный момент ИИ находится на том этапе, когда он заточен лишь под использование определенных задач и не обладает должной самостоятельностью в принятии решений.

Очень многие люди постоянно жалуются на то, что у них медленный интернет и им его не хватает. Поэтому операторы и производители оборудования изо дня в день пытаются наращивать предлагаемую пользователям скорость. На очереди скорости гигабитного порядка, и они уже ближе, чем нам кажется.

Для начала стоит определиться, что существующих скоростей вполне достаточно, если сеть свободна. То есть для мобильного интернета 50 Мбит/с это отличный показатель, и их хватит на прослушивание потокового аудио и на просмотр видео в 4К. Даже 20 Мбит/c большинству вполне хватит.

Но все это хорошо только в идеальных условиях, когда пользователей не так много и сеть способна делиться данными с такой скоростью, а это уже возвращает к жизни и говорит о том, что не все так хорошо со скоростями потому, что на деле достичь их в реальной жизни не так просто, особенно в местах массового скопления людей.

Отчасти поэтому производители и вкладываются в увеличение скоростей сети. Но это не единственная причина. Так для чего же в итоге нужна большая скорость соединения?

Перспектива появления больших файлов

Можно поспорить с тем, что было сказано выше по поводу достаточности скоростей в 50 Мбит/с, так как ничто не стоит на месте и размер файлов тоже увеличивается. Буквально несколько лет назад нам было достаточно памяти смартфона 8 ГБ, теперь же устройства с памятью меньше 64 ГБ даже не рассматривается всерьез.

Именно поэтому можно смело говорить о том, что в скором будущем объемы информации еще вырастут, а необходимость постоянно иметь к ней доступ станет еще более острой. Особенно это станет актуально с дальнейшим развитием облачных хранилищ.

Увеличение числа пользователей

Не секрет, что темпы роста количества смартфонов снизились в последнее время. Это вызвано насыщением рынка, но это не означает, что дальнейшего роста числа активных пользователей не будет. Многие из тех, кто пользуется смартфонами, не сразу начали осваивать всех их функции, а сейчас простота и доступность современных сервисов активно стимулирует этот процесс.

В итоге рост числа активных абонентов приведет к тому, что в местах массового скопления людей скорости будут сильно падать. Развитие скоростных сетей в этом случае будет способствовать общему наращиванию мощности сети, и каждому пользователю достанется больше скорости, чем если бы на всех делилась меньшая пропускная способность.

Отличным примером может служить крупное спортивное событие, например, футбольный матч чемпионата мира, или финал Лиги чемпионов. В решающий момент многие зрители захотят запустить стрим в Instagram или просто выложить видео, но получится не у всех. Многие встречались с это проблемой и знают, как медленно работает Сеть в таких местах. Именно поэтому увеличение скорости в 10-20 раз окажет существенное влияние на комфорт посетителей мероприятия.

Развитие Интернета вещей

Интернет вещей является развитием затронутой выше проблемы, касающейся роста числа активных устройств. Она тоже приведет к существенному росту потребления трафика. Если домашние приборы будут подключаться через Wi-Fi, то, например, автомобиль, который будет иметь доступ в Интернет, уже потребует мобильную сеть и ему нужно будет надежное соединение, так как это в том числе может сказаться на безопасности.

Может быть, что-то еще?

Это далеко не полный перечень тех факторов, которые требуют появления более скоростного соединения. В конце концов, не стоит забывать о том, что доступ к Сети для нас уже стал как воздух. Когда он есть, мы его не замечаем, но стоит его лишиться, хоть не надолго, — и мы начинаем испытывать серьезный дискомфорт.

Даже последние исследования немецких ученых показали, что более половины молодых людей испытывает стресс при любой, даже секундной задержке соединения. У более старшего поколения эти цифры в несколько раз выше, но все равно не превышают нескольких секунд. С этим глупо спорить, все мы не любим, когда сайт открывается слишком долго, хотя 15 лет назад были рады, что он вообще открывается.

Что делается для развития сетей

На минувшей недели в Уфе компания МТС совместно с Ericsson и Qualcomm Technologies, inc. (дочерняя компания Qualcomm Incorporated) запустили первую в Восточной Европе реально работающую гигабитную LAA-сеть.

Этот шаг стал важным этапом на пути к сетям пятого поколения. Именно поэтому на презентации новой сети много говорилось о ее преимуществах и в целом о том, что из себя представляет технология LAA-сетей.

Первое оборудование нового поколения было установлено в торговом центре “Планета” в центре Уфы совместными усилиями Ericsson и Qualcomm в рамках проекта МТС по модернизации сети. Поэтому именно там проходила презентация и демонстрация возможностей новинки. Демонстрация проходила на примере смартфона Moto Z2 Force с процессором Snapdragon 835 и модемом X16 LTE — первым коммерческим чипом, поддерживающим LAA. В результате, по итогам теста на скачивание, смартфон позволил достигнуть скорости 979 Мбит/c.

После демонстрации оборудования на месте презентация переместилась в отдельный зал, где представители МТС, Ericsson и Qualcomm Technologies, Inc. подробно рассказали о технологии работы LAA-сетей, перспективах их развития и ответили на вопросы собравшихся журналистов.

В чем преимущество новой технологии?

Достигнуть такой большой скорости стало возможно благодаря применению нескольких новых технологий, таких как агрегация частот в лицензируемом и нелицензируемом спектре, 4х4 MIMO и 256 QAM.

Все технологии на презентации объясняли на простом примере с грузовиками, которые перевозят коробки по дороге. Это было наглядно и понятно.

Под агрегацией понимается использование частот в лицензируемом диапазоне LTE 1800 МГц и трех полос по 20 МГц каждая в диапазоне 5 ГГц нелицензируемого спектра. В демонстрационном ролике на примере грузовиков на дороге это сравнили с расширением проезжей части и, как следствие, ускорением движения и доставки пакетов данных.

Технология 4х4 MIMO дополняет агрегацию частот и позволяет добавить несколько потоков к передаче данных. Это актуально на фоне того, что частоты нельзя агрегировать бесконечно и использовать их надо более полно. Возвращаясь к грузовикам, это сравнили с наращиванием уровней дороги, по которой в итоге сможет проехать больше машин.

Дополнительный вклад вносит технология 256-QAM, благодаря которой получается “загрузить грузовики” на 30 процентов плотнее, а стало быть, еще больше увеличить пропускную способность и скорость доставки.

Все эти технологии и позволяют существенно увеличить скорость сети и позволить ей достичь значений гигабитного порядка, и, что немаловажно, новое оборудование имеет очень компактные размеры, что позволит установить его буквально на фонарных столбах, не меняя облик города.

Это еще не 5G

На самом деле, чтобы не вносить путаницу, стоит отметить, что LAA имеет не так много отношения к сетям пятого поколения. Это скорее серьезный шаг в сторону 5G, но пока еще это не 5G.

Тем не менее для работы в LAA-сетях нужны будут смартфоны, которые смогут ее обеспечить. Например, для полноценной работы с 4х4 MIMO потребуется дополнительная пара антенн на корпусе смартфона.

Все это решаемо, и некоторые устройства уже поддерживают LAA, среди них: Samsung Galaxy S8/S8+, HTC U11, LG V30, Sony Xperia XZ1 и многие другие, но перечень их будет только расти. При этом применение технологии не должно оказывать влияния на стоимость смартфона.

Развертывание сети

В качестве тестового полигона при развертывании LAA-сетей была выбрана Уфа, и это не случайно. Согласно данным компании МТС, в этом городе большое количество пользователей 4G, а потребление трафика за год выросло более чем в два раза, что говорит о заинтересованности пользователей новой технологией и потребности в больших скоростях.

Именно поэтому МТС совместно с Ericsson и Qualcomm Technologies, Inc. выбрали Уфу в качестве полигона для испытания новых технологий. Тем не менее у оператора всегда есть статистика по использованию смартфонов и стандартов связи, а также данные о потребности в покрытии сети. На основании этих данных компании будут расширять географию покрытия LAA-сетей, и в первую очередь они придут в те регионы, где будут наиболее востребованы. А случится это уже совсем скоро. Пусть это еще не 5G, но даже такой рост скорости, доступный простым пользователям, уже впечатляет.