Δεδομένου του ταχύτατου ρυθμού αλλαγής στην τεχνολογία και την επιστήμη, μπορεί να είναι εύκολο να ξεχαστεί αυτό που δεν ήμασταν γνωστό πριν λίγα μόλις χρόνια. Την περασμένη δεκαετία έχουν σημειώσει ανακαλύψεις στη φυσική, τη βιολογία και την αστρονομία, για να αναφέρουμε μόνο λίγους. Ποιες από αυτές τις ανακαλύψεις είναι οι πιο σημαντικές είναι ίσως οι ιστορικοί να κρίνουν, αλλά ορισμένες από τις συνέπειες των ανακαλύψεων στην αρχή της δεκαετίας αρχίζουν να αντηχούν. Εδώ είναι οι επιλογές μας για τις μεγαλύτερες επιστημονικές εξελίξεις και τις εκπληκτικές ανακαλύψεις της δεκαετίας.
2010: Η πρώτη συνθετική 'ζωή'
Οι επιστήμονες κατέστρεψαν τη γραμμή μεταξύ φυσικού και ανθρωπογενή το 2010 με τη δημιουργία του πρώτου οργανισμού με ένα συνθετικό γονιδίωμα. Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου J. Craig Venter συναρμολογούσαν το γονιδίωμα του βακτηρίου Mycoplasma mycoides από περισσότερα από ένα εκατομμύριο ζεύγη βάσεων DNA. Στη συνέχεια, εισήγαγαν αυτό το ανθρώπινο γονιδίωμα σε άλλο βακτήριο, Mycoplasma capricolum, το οποίο είχε αδειάσει από το DNA του. ο Μ. Capricolumη μηχανή σύντομα άρχισε να μεταφράζει τις οδηγίες αυτού του συνθετικού γονιδιώματος σε δράση, αναπαράγοντας ακριβώς όπως Μ. Mycoides θα.
Από αυτή την ανακάλυψη, οι επιστήμονες συνέχισαν να κάνουν πρόοδο στη συνθετική βιολογία. Το 2016, οι επιστήμονες έχτισαν ακόμα το μικρότερο συνθετικό μικρόβιο, με μόλις 473 γονίδια. Το 2017, ανακοίνωσαν τη δημιουργία πέντε συνθετικών χρωμοσωμάτων ζύμης. το σχέδιο είναι να αντικαταστήσει όλα τα 16 χρωμοσώματα στη ζύμη με συνθετικά χρωμοσώματα που θα μπορούσαν να τροποποιηθούν για να εκτελέσουν ορισμένα καθήκοντα, όπως αντιβιοτικά που παράγουν μάζα ή ακόμη και να δημιουργήσουν κρέας που παράγεται στο εργαστήριο.
2011: Προληπτική Θεραπεία HIV
Σήμερα, πολλοί άνθρωποι που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο να προσβληθούν από τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), που προκαλεί το AIDS, εμφανίζουν ένα καθημερινό χάπι για να μειώσουν τον κίνδυνο τους. Το 2012, η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων ενέκρινε για το σκοπό αυτό ένα φάρμακο, το οποίο ονομάζεται Truvada. Αλλά ήταν μια μεγάλη μελέτη που κυκλοφόρησε το 2011 που έθεσε τη βάση για αυτή τη θαλάσσια αλλαγή στην πρόληψη του HIV.
Αυτή η μελέτη, την οποία το περιοδικό Science χαρακτήρισε την «επανάσταση του έτους», ήταν η πρώτη από το 1994 που έδειξε έναν νέο τρόπο για την πρόληψη της μετάδοσης του HIV από το ένα άτομο στο άλλο. (Το 1994, οι ερευνητές ανέφεραν ότι βρήκαν φαρμακευτική επιλογή για να βοηθήσουν στην πρόληψη της μετάδοσης του HIV από έγκυες γυναίκες στο έμβρυο.) Η μελέτη ξεκίνησε το 2005 και τα ευρήματα του 2011 ήταν ενδιάμεσα αποτελέσματα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν μείωση 96% της μετάδοσης του HIV σε αυτά τα δεδομένα. Τα τελικά δεδομένα που καλύπτουν ολόκληρη τη δεκαετή μελέτη, που αναφέρθηκε στο The New England Journal of Medicine το 2016, έδειξαν 93% μείωση της μετάδοσης του HIV.
2012: Higgs Boson
Τον Ιούλιο του 2012, οι επιστήμονες που εργάζονται στον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο ανακοίνωσαν ότι θα χτυπήσουν βρωμιά. Τα πειράματα στον Μεγάλο Συγκρουστή Αδρονίων (LHC) είχαν, τελικά, αποκαλύψει στοιχεία για το τελευταίο ανεξερεύνητο σωματίδιο που προβλέπεται από το Πρότυπο Μοντέλο Φυσικής.
Το μποζόνιο Higgs είχε βρεθεί. Αυτό είναι το σωματίδιο που σχετίζεται με το πεδίο Higgs, ένα ενεργειακό πεδίο στη ρίζα του γιατί τα σωματίδια έχουν μάζα. Τα σωματίδια κερδίζουν μάζα με τη χαλάρωση σε αυτό το τρισδιάστατο πεδίο, δημιουργώντας μικροσκοπικές διαταραχές στο πεδίο. (Όσο ισχυρότερη είναι η αλληλεπίδρασή τους με το πεδίο, τόσο περισσότερη μάζα έχουν). Όταν το πεδίο βιώνει μεγάλη έκρηξη ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο σημείο, εκπέμπει ένα μποζόνιο Higgs. Το 2013, οι φυσικοί επιβεβαίωσαν ότι οι παρατηρήσεις τους για το 2012 ήταν πράγματι το αόρατο σωματίδιο, που μερικές φορές ονομάζεται "σωματίδιο του Θεού", εξαιτίας του ρόλου του στην παροχή μάζας όλων των άλλων σωματιδίων.
Η ανακάλυψη του Higgs έθεσε νέες ερωτήσεις για τους φυσικούς. Το σωματίδιο ήταν λίγο πιο ελαφρύ από ότι ορισμένες από τις αλληλεπιδράσεις του με άλλα στοιχειώδη σωματίδια θα είχαν προβλέψει, που σημαίνει ότι είτε κάποιος έφτασε στο μαθηματικό είτε υπήρχαν περισσότεροι από έναν τύπο Higgs - ίσως συμπεριλαμβανομένου ενός βαρύτερου Higgs που δεν έχει ανακαλυφθεί. Οι φυσικοί χρησιμοποιούν τώρα το LHC για να αναζητήσουν αυτούς τους πιθανούς βίους Higgs.
Lucas Taylor / CMS
Μετά από σχεδόν 35 χρόνια πτώσης των πλανητών και των φεγγαριών, ο ανιχνευτής Voyager 1 της NASA έκανε ιστορία το 2013, όταν οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι το διαστημόπλοιο είχε εγκαταλείψει επισήμως το ηλιακό σύστημα τον Αύγουστο του 2012.
Ο καθετήρας ξεκίνησε από τη Γη το 1977 και πέρασε την επόμενη δεκαετία εξερευνώντας τον Δία, τον Κρόνο, τον Ουρανό, τον Ποσειδώνα και τα φεγγάρια τους. Το 2013, τα δεδομένα που εστάλησαν από τον ανιχνευτή πρότειναν αλλαγές στην πυκνότητα ηλεκτρονίων γύρω από το Voyager 1 - μια σημαντική ένδειξη ότι το διαστημικό σκάφος είχε αφήσει τα όρια του ηλιακού συστήματος. Το Voyager 1 θα συνεχίσει να στέλνει πληροφορίες στη Γη σχετικά με τον διαστρικό χώρο μέχρι το 2025. Μετά από αυτό, έχει οριστεί για μια μακρά και ήσυχη αποχώρησή του σε βαθύ χώρο, με την πιθανότητα ότι κάποια μέρα κάποια αλλοδαπή μορφή ζωής θα παρατηρήσει τον μικρό ανιχνευτή και το χρυσό ρεκόρ της, μια κάψουλα που κρατάει εικόνες ανθρώπων, χάρτες του ηλιακού μας συστήματος και άλλες ενδείξεις για την ύπαρξη του πολιτισμού στη Γη.
2014: Βαρυτικά κύματα
Πριν από το 2014, οι επιστήμονες είχαν μόνο έμμεσες ενδείξεις για τη Μεγάλη Έκρηξη, τη θεωρία που περιγράφει μια εκρηκτική διαστολή του χώρου που συνέβη πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια και γέννησε το σύμπαν μας. Αλλά το 2014, για πρώτη φορά, οι επιστήμονες παρατήρησαν την άμεση απόδειξη αυτής της κοσμικής επέκτασης, κάτι που ορισμένοι ονόμαζαν «πυροβόλο όπλο» για την αρχή του σύμπαντος.
Αυτά τα στοιχεία ήρθαν με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, κυριολεκτικά κυματισμούς στο διάστημα-διάστημα που έμεινε από το πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου μετά το Big Bang. Αυτές οι κυματισμοί προκάλεσαν αλλαγές στην πόλωση στο κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, το οποίο είναι η ακτινοβολία που απομένει από το πρώιμο σύμπαν. Οι αλλαγές πόλωσης ονομάζονται Β-τρόποι. Ήταν αυτές οι Β-τρόποι που οι επιστήμονες ανίχνευσαν χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) στην Ανταρκτική.
Έκτοτε, τα βαρυτικά κύματα συνέχιζαν να αποκαλύπτουν μυστήρια του σύμπαντος, όπως η δυναμική των συγκρούσεων μαύρων οπών και των συντριβών μεταξύ των άστρων νετρονίων. Τα κύματα της βαρύτητας μπορούν ακόμη και να βοηθήσουν τελικά να καθορίσουν πόσο γρήγορα επεκτείνεται το σύμπαν.
2015: Πρώτη έκδοση CRISPR ανθρώπινων εμβρύων
Ενδεχομένως η μεγαλύτερη βιοϊατρική ιστορία της δεκαετίας είναι η εμφάνιση μιας τεχνολογίας επεξεργασίας γονιδίων που ονομάζεται CRISPR από σχετική σκοτεινότητα. Αυτή η τεχνολογία προκύπτει από τους φυσικούς μηχανισμούς άμυνας ορισμένων βακτηρίων. είναι μια σειρά επαναλαμβανόμενων ακολουθιών γονιδίων που συνδέονται με ένα ένζυμο που ονομάζεται Cas9 που δρα σαν ένα ζευγάρι μοριακών ψαλιδιών. Οι γονιδιακές αλληλουχίες μπορούν να επεξεργαστούν για να βάλουν ένα μάτι του ταύρου σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του DNA, κατευθύνοντας το ένζυμο Cas9 να εισέλθει και να ξεκινήσει την αποτυχία.
Χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα, οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να διαγράψουν και να εισαγάγουν κομμάτια DNA σε ζωντανούς οργανισμούς, μια ικανότητα με προφανείς συνέπειες για τη θεραπεία των γενετικών ασθενειών - και ενδεχομένως να οδηγήσουν σε ειδικά παρασκευασμένα μωρά. Το πρώτο βήμα κατά μήκος αυτού του δυνητικού δρόμου λήφθηκε το 2015, όταν οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Sun Yat-sen της Κίνας ανακοίνωσαν ότι είχαν κάνει τις πρώτες γενετικές τροποποιήσεις στα ανθρώπινα έμβρυα με χρήση CRISPR. Τα έμβρυα δεν ήταν βιώσιμα και η διαδικασία ήταν μερικώς επιτυχημένη - αλλά το πείραμα ήταν το πρώτο που προώθησε μια ηθική γραμμή που η επιστημονική κοινότητα συζητά μέχρι σήμερα.
2016: Η εξωπλανήτη ανακαλύφθηκε σε μια κατοικημένη ζώνη
Ο πλησιέστερος γείτονας των εξωπλανήτων της Γης, που ανακαλύφθηκε το 2016, δεν απέχει μόνο 4,2 έτη φωτός μακριά - έχει τη δυνατότητα να φιλοξενήσει τη ζωή.
Αυτό δεν σημαίνει ότι ο πλανήτης, που ονομάζεται Proxima b, είναι βέβαιο ότι είναι κατοικήσιμος, αλλά βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη του αστέρα του, σημαίνοντας ότι περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του σε μια απόσταση που θα επιτρέψει την ύπαρξη υγρού ύδατος στην επιφάνεια του πλανήτη. Ο πλανήτης περιστρέφεται γύρω από την Proxima Centauri. ταλάντευση στις κινήσεις του αστεριού καθώς ο πλανήτης περνούσε υπονοώντας την ύπαρξη του Prroxima b.
Από την ανακάλυψη, οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει υπερβολικές ακτινοβολίες υψηλής ακτινοβολίας από την Proxima Centauri που εκτοξεύουν την εξωπλανήτη, μειώνοντας δραστικά τις πιθανότητες επιβίωσης της ζωής στο Proxima b. Ωστόσο, έχουν επίσης διαπιστώσει ότι ενδέχεται να υπάρχουν περισσότεροι πλανήτες σε τροχιά γύρω από την Proxima b.
2017: Τα παλαιότερα απολιθώματα Homo sapiens ωθούν τα είδη πίσω 100.000 χρόνια
Πόσο καιρό έχει Homo sapiens περιπλανημένος στον πλανήτη; Μια ανακάλυψη που ανακοινώθηκε το 2017 ώθησε το χρονοδιάγραμμα πίσω σε 300.000 χρόνια.
Αυτό είναι 100.000 χρόνια μεγαλύτερο από ό, τι είχε πιστέψει προηγουμένως. Οι ερευνητές βρήκαν τα οστά ηλικίας 300.000 ετών σε ένα σπήλαιο στο Μαρόκο, όπου τουλάχιστον πέντε άτομα μπορεί να έχουν καταφύγει κατά τη διάρκεια ενός κυνηγιού. Ο χώρος ανακάλυψης - στη βόρεια Αφρική, όχι στην ανατολική Αφρική, όπου ήταν ο παλαιότερος παλαιότερος Homo sapiens βρέθηκαν απολιθώματα - υπονοούμε ότι το είδος μας μπορεί να μην έχει εξελιχθεί πρώτα στην ανατολική Αφρική και στη συνέχεια να ακτινοβολείται αλλού. Αντι αυτου, Homo sapiens μπορεί να έχει εξελιχθεί σε ολόκληρη την ήπειρο.
2018: Τα πρώτα ζωντανά μωρά CRISPR
Μόλις τρία χρόνια μετά την πρώτη επεξεργασία μη βιώσιμων ανθρώπινων εμβρύων με CRISPR, κάποιος διέσχισε άλλη γραμμή επεξεργασίας γονιδίων. Αυτή τη φορά ένας Κινέζος επιστήμονας που ονομάζεται Jiankui Ανήγγειλε ότι είχε επεξεργαστεί τα γονιδιώματα δύο εμβρύων που στη συνέχεια εμφυτεύθηκαν μέσω γονιμοποίησης (IVF) στη μήτρα της μητέρας και γεννήθηκαν: δίδυμα κορίτσια που είναι τα πρώτα μωρά CRISPR στον κόσμο.
Η επεξεργασία που έκανε ήταν σε ένα γονίδιο που ονομάζεται CCR5 - μια αλλαγή που, θεωρητικά, θα έπρεπε να κάνει τα παιδιά λιγότερο ευάλωτα στη μόλυνση του HIV. Πολλοί επιστήμονες διαμαρτυρήθηκαν ότι θα έκανε το βήμα της επεξεργασίας των γονιδίων σε αυτό το πλαίσιο, ιδιαίτερα δεδομένων των διαθέσιμων και λιγότερο τεχνολογικά έντονων μεθόδων αποφυγής του HIV (όπως η προληπτική αντιρετροϊκή θεραπεία). Αργότερα, τα στοιχεία που εξέδωσαν οι ερευνητές πρότειναν ότι είχαν προκαλέσει μια άγνωστη προηγουμένως μετάλλαξη στα κορίτσια αντί να αναπαράγουν μια γνωστή μετάλλαξη.
Οι πιθανές παρενέργειες για τα κορίτσια είναι ακόμα άγνωστες, όπως και η τύχη του επιστήμονα που έκανε την επιμέλεια. Τον Ιανουάριο του 2019, οι New York Times ανέφεραν ότι ήταν πιθανό να αντιμετωπίσει ποινική δίωξη στην Κίνα, αν και δεν ήταν σαφές σε ποιους νόμους θα μπορούσε να χρεωθεί.
2019: Πρώτη εικόνα μαύρης τρύπας
Οι μαύρες τρύπες ήταν πάντα μια αστρονομική γοητεία: Ξέρουμε ότι είναι εκεί, αλλά επειδή το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από τους ορίζοντες γεγονότων, είναι επίσης αόρατο.
Μέχρι το τρέχον έτος: Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες κατέλαβαν μια εικόνα μαύρης τρύπας. Το θέμα του πορτρέτου ήταν μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία Messier 87, το οποίο είναι εξίσου ευρύ με ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα. Η εικόνα μοιάζει με ένα λαμπερό ντόνατ της ύλης που περιβάλλει μια άβυσσο μαυρίσματος. αυτή είναι η σκόνη και το φυσικό αέριο που περιστρέφονται γύρω από το σημείο της μαύρης τρύπας. Η ανακάλυψη κέρδισε τους ερευνητές που συμμετείχαν στο Βραβείο Βραχίονα 2020, ένα από τα πιο διάσημα βραβεία στην επιστήμη. Τώρα εργάζονται για να αποτυπώνουν όχι μόνο εικόνες, αλλά ταινίες, μαύρες τρύπες.
