Slavenajā Einsteiniešu domu eksperimentā, ko sauca par dvīņu paradoksu, dvīnis, kurš uzsāka virpuļojošu lidojumu caur kosmosu, novecos lēnāk, salīdzinot ar dvīņiem, kas palikuši atpakaļ uz mājām uz Zemes - laika paplašināšanās rezultāts, ceļojot tuvu gaismas ātrumam.
Bet zinātnieki, pētot NASA astronautu dvīņus reālās dzīves scenārijā, secināja nedaudz pretēju: astronauts Skots Kellijs, iespējams, novecojis tikai nedaudz ātrāk, pateicoties viņa ilggadīgajam darbam Starptautiskajā kosmosa stacijā (ISS) salīdzinājumā ar savu Zemes brāli Marku.
Ņemiet vērā, ka Alberta Einšteina fizikas teorijas ir drošas; Skots Kellijs nebrauca pat tuvu gaismas ātrumam. Runa ir par bioloģisko realitāti, ka dzīvība orbītā - ar tādām briesmām kā radiācija, mikrogravitācija, slikts miegs un ierobežoti apstākļi - var nodarīt kaitējumu ķermenim, paātrinot novecošanās procesu un, iespējams, palielinot vēža risku.
Par laimi Skotam Kellijam un visām pārējām drosmīgajām dvēselēm, kas izplūst kosmosā, šie nelabvēlīgie efekti neliekas ārkārtīgi lieli, un šķiet, ka ķermenis lielākoties varētu atgūties, liecina šodien (aprīlī) publicētā NASA Dvīņu pētījuma vispusīgākā analīze. 11) žurnālā Science.
NASA dvīņu pētījums
Iespēja izpētīt vienīgos zināmos identiskos dvīņus, nemaz nerunājot par brāļiem un māsām, kuri abi ir devušies kosmosā, bija pārāk liela, lai NASA varētu paiet garām. Marks lidoja četrās NASA misijās kosmosā, katra no tām ilga mazāk nekā divas nedēļas, un 2011. gadā devās pensijā.
Skots arī lidoja četrās NASA kosmosa misijās, un pirmās trīs bija īsas. Tomēr ceturtajā misijā NASA nosūtīja Skotu uz ISS 342 dienām 2015. gadā. Mērķis bija izpētīt tāla kosmosa lidojuma ietekmi uz veselību, kura ilgums būtu līdzīgs deviņiem mēnešiem, kas būtu nepieciešami braucienam uz Marsu. Kopā ar Skotu un Marku NASA atrada perfektus pārbaudes un kontroles subjektus, jo brāļiem ir viena un tā pati DNS.
Dvīņi tika novēroti pirms gandrīz visu gadu ilga lidojuma, tā laikā un pēc tā. Šodien publicētais pētījums atspoguļo 10 atsevišķus pētījumus - no augšas uz leju, tas ir, no smadzeņu izziņas un redzes veselības līdz izmaiņām zarnu baktērijās -, ko veikuši universitātē bāzēti biomedicīnas pētnieki, kas lielākoties nav saistīti ar NASA.
Galvenais atklājums bija tas, ka Skots lielākoties atguvās no sava kosmosā pavadītā gada pēc pilna gada atpakaļ uz Zemes. Bet tas tomēr teica, ka bija daži kuriozi novērojumi.
Telomēri un starojums
Atrodoties orbītā, Skota telomēru - kas ir molekulārie vāciņi, kas atrodas katras hromosomas beigās - garums faktiski ir palielinājies, kas ir apgrieztas novecošanās pazīme. Telomera garums parasti samazinās, novecojot. Šis bija pirmais pārliecinošais telomēru pagarināšanās novērojums uz Zemes vai kosmosā, sacīja Solo Bailē, Kolorado Valsts universitātes radiācijas vēža bioloģijas un onkoloģijas profesore un viena no pētījuma vadošajām pētniecēm.
Bet Skots zaudēja šos ieguvumus pēc ilguma, tiklīdz viņš atgriezās uz Zemes, un faktiski viņam var būt ilgstoši zaudējumi viņa telomeriem, sacīja Beilijs. (Nav skaidrs, kas izraisīja Skota telomēru pagarināšanos kosmosā.)
"Skota vidējais telomēru garums pēc lidojuma stabilizējās tuvu viņa pirmslidojuma līmenim," Beilijs stāstīja Live Science. "Tomēr viņam pēc lidojuma bija daudz vairāk īsu telomēru nekā viņš bija agrāk. Un tas, manuprāt, ir ilgtermiņa veselības ietekmes sekas - iespējams, ka ir palielināts paātrinātas novecošanās risks vai ar to saistītas ar vecumu saistītas patoloģijas, piemēram, sirds un asinsvadu slimības un dažas vēzi. "
Turklāt vismaz gadu pēc lidojuma Skotam bija nemainīgas izmaiņas imūnās un DNS atjaunošanas sistēmās, salīdzinot ar pirmslidojumu.
"Mēs vēl nezinām, vai tas ir labi vai slikti, bet mēs varam teikt, šķiet, ka adaptācijas process Zemes apstākļiem prasa mazliet laika," sacīja Kristofers Meisons, Veila Kornela medicīnas fizioloģijas un biofizikas asociētais profesors. Ņujorkā, arī pētījuma vadošā izmeklētāja.
Masons pastāstīja Live Science, ka nav arī zināms, vai Skotam ir paaugstināts vēža risks ilgtermiņā, pateicoties viņa pakļaušanai kosmiskajam un saules starojumam ISS. Gan Markam, gan Skotam tika diagnosticēts un veiksmīgi ārstēts prostatas vēzis 2007. gadā, kas liecina par viņu ģenētisko līdzību. Tomēr Skots ir aprakstījis iespējamos vēža draudus no kosmosa starojuma kā laika bumbiņu, kas kutinās viņa iekšienē.
Ilgstoši ceļojumi kosmosā un veselība
Neskatoties uz to, ka izlases lielums ir tikai viens vai varbūt divi, NASA dvīņu pētījumam ir plaša ietekme uz ilgstoša kosmiskā ceļojuma veselības risku izpratni, sacīja Markus Löbrich, Darmštates Tehniskās universitātes radiācijas bioloģijas un DNS remonta profesors Vācija. Löbrich nebija pētījuma daļa, bet līdzautors pievienoja perspektīvu, kas arī tika publicēts žurnālā Science.
Löbričs pastāstīja Live Science, ka par kosmosa ceļojumu ietekmi uz veselību ir zināms maz, taču NASA dvīņu pētījums ir spēris pirmos soļus, lai noteiktu risku. Viņš sacīja, ka, piemēram, telomēru izmaiņas ir potenciāli nopietnas un varētu būt daļiņu starojuma rezultāts. Apstarojuma deva Marsa misijā varētu būt līdz piecām reizēm augstāka nekā ISS misijā, tāpēc NASA ir jādomā par veidiem, kā aizsargāt astronautus, kas ceļo tur un atpakaļ, viņš sacīja.
Bet Roberts Zubrins, radiācijas eksperts, Marsa biedrības dibinātājs un prezidents, pastāstīja Live Science, ka NASA dvīņu pētījums "atbalsta gadījumu, kad starojums nav cilvēku Marsa misiju demonstrētājs".
Zubrins, kurš nebija iesaistīts pētījumā, lēsa, ka ISS gada starojuma deva, kas daļēji ir pasargāta no saules un kosmiskā starojuma, būs līdzvērtīga devai no sešu mēnešu brauciena uz Marsu ar ātrāko ātrumu, kāds ir. pašreizējās vilces metodes varētu mūs tur nokļūt. Tātad fakts, ka Skotam Kellijam nav bijusi tūlītēja nelabvēlīga ietekme uz viņa gadu ilgo uzturēšanos ISS, kā tas ir citiem cilvēkiem, kuriem kosmosā ir bijusi salīdzināma kumulatīvā starojuma iedarbība, ir labs priekšnoteikums Marsa izpētei, sacīja Zubrins.
Ātrāka nokļūšana Marsā būtu labākais scenārijs, lai samazinātu risku veselībai. Ceļojot nelielā ātrumā, piemēram, Einšteina dvīnī, mēs būtu ieradušies dažu minūšu laikā. Liedzot šādu fantastisku piedziņas sasniegumu, mums nāksies samierināties ar sešiem līdz deviņiem mēnešiem. Pateicoties Skotam un Markam Kellijam, zinātnieki tagad ir pārliecinātāki, ka ceļojums, lai arī cik smags būtu, iespējams, nebūs nāvējošs.
Sekojiet Kristoferam Vanjekam @wanjek ikdienas tvītiem par veselību un zinātni. Vanjeks ir grāmatas autors "Kosmosa lidojuma veicēji: kā cilvēki apmetīs Mēnesi, Marsu un ārpus tā," no Harvard University Press, 2020. gada pavasaris.
