Având în vedere ritmul rapid de schimbare în tehnologie și știință, poate fi ușor să uităm ceea ce nu știam în urmă cu câțiva ani. Ultimul deceniu a cunoscut descoperiri în fizică, biologie și astronomie, pentru a numi doar câteva. Care dintre aceste descoperiri sunt cele mai importante este probabil pentru judecători de istorici, dar unele dintre consecințele descoperirilor la începutul deceniului încep să reverbereze. Iată care sunt alegerile noastre pentru cele mai mari progrese științifice din deceniu și descoperiri surprinzătoare.
2010: Prima „viață” sintetică
Oamenii de știință au estompat linia dintre natura și cea creată de om în 2010, odată cu crearea primului organism cu un genom sintetic. Oamenii de știință de la Institutul J. Craig Venter au asamblat genomul bacteriei Micoplasme micotide din mai mult de un milion de perechi de baze de ADN. Apoi, au inserat acest genom uman conceput într-o altă bacterie, Mycoplasma capricolum, care fusese golit de ADN-ul său. M. capricolumMașinile au început curând să transpună în acțiune instrucțiunile acestui genom sintetic, reproducându-se la fel M. mycoides ar fi.
De la această descoperire, oamenii de știință au continuat să facă progrese în biologia sintetică. În 2016, oamenii de știință au construit încă cel mai mic microb sintetic, cu doar 473 de gene. În 2017, au anunțat crearea a cinci cromozomi de drojdie sintetică; planul este de a înlocui toate cele 16 cromozomi din drojdie cu cromozomi sintetici care ar putea fi modificate pentru a îndeplini anumite sarcini, cum ar fi antibiotice producătoare de masă sau chiar crearea de carne cultivată în laborator.
2011: Tratament preventiv HIV
Astăzi, multe persoane cu risc ridicat de a contracta virusul imunodeficienței umane (HIV), care provoacă SIDA, apar o pastilă zilnică pentru a-și reduce riscul. În 2012, Administrația SUA pentru Alimente și Droguri a aprobat un medicament, numit Truvada, în acest scop. Însă a fost un studiu amplu lansat în 2011, care a pus bazele acestei schimbări pe mare în prevenirea HIV.
Studiul, pe care revista Science l-a numit „descoperirea anului”, a fost primul din 1994 care arată o nouă modalitate de a preveni transmiterea HIV de la o persoană la alta. (În 1994, cercetătorii au raportat că au găsit o opțiune farmaceutică care să ajute la prevenirea transmiterii HIV de la o femeie însărcinată la făt.) Studiul a început în 2005, iar rezultatele din 2011 au fost rezultate intermediare. Cercetatorii au descoperit o reducere de 96% a transmiterii HIV in aceste date. Datele finale care cuprind întregul studiu de 10 ani, raportat în The New England Journal of Medicine din 2016, au arătat o reducere de 93% a transmiterii HIV.
2012: Higgs Boson
În iulie 2012, oamenii de știință care lucrează la cel mai mare accelerator de particule din lume au anunțat că vor lovi murdăria. Experimentele la colectorul de Hadroni Mari (LHC) au avut, în sfârșit, dovezi ale ultimei particule nedescoperite prezise de modelul standard al fizicii.
Bosonul Higgs fusese găsit. Aceasta este particulele asociate cu câmpul Higgs, un câmp de energie la rădăcina motivului pentru care particulele au masă. Particulele câștigă masă prin alunecarea pe acest câmp tridimensional, creând tulburări minuscule în câmp. (Cu cât interacțiunile lor sunt mai puternice, cu atât are mai multă masă.) Când câmpul experimentează o lumină majoră de energie într-un anumit loc, emite un boson Higgs. În 2013, fizicienii au confirmat că observațiile lor din 2012 au fost într-adevăr particula evazivă, uneori numită „particula lui Dumnezeu” datorită rolului său în a da masă tuturor celorlalte particule.
Descoperirea Higgs a ridicat noi întrebări pentru fizicieni. Particula a fost puțin mai ușoară decât ar fi prezis unele dintre interacțiunile sale cu alte particule elementare, ceea ce înseamnă că fie cineva s-a ridicat pe matematică, fie există mai mult de un tip de Higgs - inclusiv un Higgs mai greu care nu a fost descoperit. Fizicienii folosesc acum LHC pentru a căuta aceste posibile grele grele.
Lucas Taylor / CMS
După aproape 35 de ani de trecere peste planetele și lunile trecute, sonda Voyager 1 a NASA a făcut istorie în 2013, când oamenii de știință au anunțat că nava spațială a părăsit oficial sistemul solar în august 2012.
Sonda a fost lansată de pe Pământ în 1977 și a petrecut următorul deceniu explorând Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun și lunile lor. În 2013, datele trimise înapoi de la sondă au sugerat modificări ale densității electronilor în jurul Voyager 1 - un indiciu major potrivit căruia nava spațială a părăsit limitele sistemului solar. Voyager 1 va continua să trimită informații înapoi pe Pământ despre spațiul interstelar până în jurul anului 2025. După aceea, este setat pentru o retragere lungă și liniștită în spațiu profund, cu posibilitatea ca, într-o zi, o formă de viață extraterestră să observe mica sondă. și registrul său de aur, o capsulă de timp care deține imagini cu oameni, hărți ale sistemului nostru solar și alte indicii despre existența civilizației pe Pământ.
2014: Valurile gravitaționale
Înainte de 2014, oamenii de știință nu aveau decât dovezi indirecte despre Big Bang, teoria care descrie o extindere minunată a spațiului care a avut loc acum 13,8 miliarde de ani și a dat naștere universului nostru. În 2014, însă, pentru prima dată, oamenii de știință au observat dovezi directe ale acestei expansiuni cosmice, ceea ce unii au numit „pistol de fumat” pentru începutul universului.
Aceste dovezi au apărut sub formă de unde gravitaționale, ondulări literare în spațiu-timp rămase din prima fracție de secundă după Big Bang. Aceste onduleuri au generat modificări în polarizarea pe fundalul microundelor cosmice, care este radiația rămasă din universul timpuriu. Modificările de polarizare se numesc moduri B. Aceste moduri B au fost detectate de oamenii de știință folosind imaginea de fundal a telescopului cosmic extragalactic Polarization 2 (BICEP2) din Antarctica.
De atunci, undele gravitaționale au continuat să dezvăluie misterele universului, cum ar fi dinamica coliziunilor găurilor negre și a prăbușirilor dintre stelele neutronice. Valurile gravitaționale pot chiar ajuta la definirea cât de rapidă a universului se extinde.
2015: Prima editare CRISPR a embrionilor umani
Posibil cea mai mare poveste biomedicală a deceniului este apariția unei tehnologii de editare a genelor numită CRISPR din relativă obscuritate. Această tehnologie provine din mecanismele naturale de apărare ale unor bacterii; este o serie de secvențe de gene repetitive legate de o enzimă numită Cas9 care acționează ca o pereche de foarfece moleculare. Secvențele de gene pot fi editate pentru a pune ochi de taur pe un anumit segment de ADN, direcționând enzima Cas9 să intre și să înceapă să tragă.
Folosind acest sistem, oamenii de știință pot șterge și insera cu ușurință biți de ADN în organismele vii, o abilitate cu implicații evidente pentru vindecarea bolilor genetice - și poate duce la crearea de copii la comandă. Primul pas pe acest potențial drum a fost făcut în 2015, când oamenii de știință de la Universitatea Sun Yat-sen din China au anunțat că au făcut primele modificări genetice ale embrionilor umani folosind CRISPR. Embrionii nu erau viabili, iar procedura a fost doar parțial reușită - dar experimentul a fost primul care a împins o linie etică pe care comunitatea științifică o dezbate până în prezent.
2016: Exoplaneta descoperită într-o zonă locuibilă
Cel mai apropiat vecin exoplanet al Pământului, descoperit în 2016, nu este doar la doar 4,2 ani-lumină distanță - ci are potențialul de a găzdui viața.
Asta nu înseamnă că planeta, supranumită Proxima b, este sigur că este locuibilă, dar se află în zona locuibilă a stelei sale, ceea ce înseamnă că își orbitează steaua la o distanță care ar permite existenței apei lichide pe suprafața planetei. Planeta orbitează Proxima Centauri; se zvâcnește în mișcările acelei stele pe măsură ce planeta trecea prin aluzie la existența luiProxima.
De la descoperire, oamenii de știință au observat superflares cu radiații ridicate de la Proxima Centauri explozând exoplaneta, reducând drastic șansele ca viața să poată supraviețui pe Proxima b. Cu toate acestea, au descoperit, de asemenea, că pot exista mai multe planete care orbitează lângă Proxima b.
2017: Cele mai vechi fosile Homo sapiens împing speciile în urmă cu 100.000 de ani
Cât timp are Homo sapiens a cutreierat planeta? O descoperire anunțată în 2017 a împins calendarul la 300.000 de ani.
Cu 100.000 de ani mai mult decât se credea până acum. Cercetătorii au găsit oasele vechi de 300.000 de ani într-o peșteră din Maroc, unde cel puțin cinci indivizi s-ar fi putut adăposti în timpul unei vânătoare. Situl de descoperire - în nordul Africii, nu în estul Africii, unde cel mai vechi anterior Homo sapiens s-au găsit fosile - indicii conform cărora speciile noastre nu ar fi putut evolua mai întâi în estul Africii și apoi mai târziu radiați în altă parte. In schimb, Homo sapiens ar fi putut evolua pe tot continentul.
2018: Primii copii CRISPR vii
La doar trei ani de la prima editare a embrionilor umani nonviabili cu CRISPR, cineva a traversat o altă linie de editare a genelor. De această dată, un om de știință chinez numit Jiankui El a anunțat că a editat genomii a doi embrioni care au fost apoi implantați prin FIV (fertilizare in vitro) în pântecele mamei și care s-au născut: fete gemene care sunt primii copii CRISPR din lume.
Modificarea pe care a făcut-o a fost la o genă numită CCR5 - o schimbare care, teoretic, ar trebui să facă copiii mai puțin vulnerabili la contractarea HIV. Mulți oameni de știință au fost îngroziți că El va face pasul editării genelor în acest context, în special având în vedere metodele disponibile și mai puțin intense din punct de vedere tehnologic de a evita HIV (cum ar fi tratamentul antiretroviral preventiv). Ulterior, datele publicate de cercetători au sugerat că ar fi indus de fapt o mutație necunoscută anterior la fete, mai degrabă decât să reproducă o mutație cunoscută.
Efectele secundare potențiale pentru fete sunt încă necunoscute, la fel și soarta savantului care a făcut editarea. În ianuarie 2019, The New York Times a raportat că este probabil să se confrunte cu acuzații penale în China, deși nu era clar în ce legi ar putea fi acuzat.
2019: prima imagine a găurilor negre
Găurile negre au fost întotdeauna o fascinație astronomică: știm că sunt acolo, dar pentru că lumina nu poate scăpa dincolo de orizonturile lor de evenimente, sunt și ele un fel de invizibile.
Până în acest an: Pentru prima dată, oamenii de știință au capturat o imagine a unei găuri negre. Subiectul portretului era o gaură neagră în centrul galaxiei Messier 87 care este la fel de largă ca întregul nostru sistem solar. Imaginea arată ca o gogoașă strălucitoare de materie care înconjoară un abis de neagră; acesta este praful și gazul care orbitează punctul de neîntoarcere al găurii negre. Descoperirea a câștigat cercetătorii implicați în Premiul Breakthrough 2020, unul dintre cele mai prestigioase premii în știință. Acum lucrează pentru a capta nu doar imagini, ci filme, cu găuri negre.
