Az elmúlt évtized a tudomány valódi forradalmi előrelépését vezette be, kezdve a Higgs-bozon felfedezésétől a CRISPR használatáig a Sci-Fi-esque génszerkesztésig. De milyen még a legnagyobb áttörések? A Live Science a terület több szakértőjétől megkérdezte, hogy mely felfedezések, technikák és fejlemények a leginkább izgatottak a 2020-as években.
Orvostudomány: Univerzális influenzaoltás
Az egyetemes influenzaesés, amely évtizedek óta elkerüli a tudósok munkáját, valóban úttörő orvosi haladás lehet, amely a következő 10 évben megjelenhet.
"Olyan vicc lett, hogy az egyetemes oltás évek óta mindössze öt-tíz évre van" - mondta Dr. Amesh Adalja, a fertőző betegségek szakembere és a Baltimore-i Johns Hopkins Egészségbiztonsági Központ vezető tudósa.
De most úgy tűnik, hogy ez "valóban igaz lehet" - mondta Adalja a Live Science-nek. "Az egyetemes influenza oltások különféle megközelítéseket fejlesztenek előre, és ígéretes eredmények kezdnek felhalmozódni."
Elméletileg egy univerzális influenzaoltás hosszútávú védelmet nyújtana az influenza ellen, és kiküszöböli annak szükségességét, hogy minden évben influenzalelőzést kapjanak.
Az influenzavírus egyes részei folyamatosan változnak, míg mások évente változatlanok maradnak. Az univerzális influenzaoltás valamennyi megközelítése a vírus kevésbé változó részeire irányul.
Ebben az évben a Nemzeti Allergia és Fertőző Betegségek Intézete (NIAID) megkezdte az első emberben végzett egyetemes influenzaoltás vizsgálatát. Az immunizálás célja immunválasz kiváltása az influenzavírus kevésbé változó része ellen, amelyet a hemagglutinin (HA) "szárnak" hívnak. Ez az 1. fázisú vizsgálat a kísérleti oltás biztonságosságát, valamint a résztvevők immunreakcióit vizsgálja. A kutatók remélik, hogy kezdeti eredményeiket 2020 elején jelentik be.
Egy másik univerzális oltóanyag-jelölt, amelyet az izraeli BiondVax cég készített, jelenleg a 3. fázisban folyik, amely a kutatás előrehaladott stádiuma, amely azt vizsgálja, hogy a vakcina valóban hatékony-e - vagyis védi az influenza bármely törzsétől származó fertőzéseket. A The Scientist szerint ez a vakcinajelölt kilenc különféle fehérjét tartalmaz az influenzavírus különböző részeiből, amelyek az influenza törzsei között kevéssé változnak. A tanulmány már több mint 12 000 embert vett fel, és az eredmények várhatóan 2020 végén várhatóak a vállalat szerint.
Idegtudomány: Nagyobb, jobb mini agy
Az elmúlt évtizedben a tudósok sikeresen kifejlesztettek mini-agyaikat, az úgynevezett "organoidokat" az emberi őssejtekből, amelyek neuronokká alakulnak és összeállnak 3D struktúrákba. Dr. Hongjun Song, a Pennsylvaniai Egyetem Perelman Orvostudományi Iskolájának idegtudományi tanára szerint az agyi organoidok csak a kicsi magzati fejlődésben lévő apró agydarabokra hasonlítanak. De ez megváltozhat a következő 10 évben.
"Valóban modellezhetjük, nem csak a sejttípus diverzitást, hanem az agy sejtfelépítését", mondta Dr. Song. Az érett neuronok rétegekben, oszlopokban és bonyolult áramkörökben rendeződnek az agyban. Jelenleg az organoidok csak éretlen sejteket tartalmaznak, amelyek nem képesek takarmányozni ezeket az összetett összefüggéseket, ám Dr. Song elmondta, hogy elvárja, hogy a mező az elkövetkező évtizedben legyőzze ezt a kihívást. Az agy miniatűr modelljeivel a tudósok segíthetik levonni a neurodevelopmental rendellenességek kibontakozását; hogy a neurodegeneratív betegségek lebontják az agyszövetet; és hogy a különféle népek agya reagálhat a különféle farmakológiai kezelésekre.
Valamikor (bár talán nem 10 év múlva) a tudósok képesek lehetnek idegszövet "funkcionális egységeinek" kifejlesztésére az agy sérült területeinek pótlására. "Mi van, ha van egy előre elkészített funkcionális egysége, amelyet rákattinthat a sérült agyba?" - mondta Song. Jelenleg a munka nagyon elméleti, de "Azt hiszem, a következő évtizedben meg fogjuk tudni", hogy működhet-e.
Klímaváltozás: átalakult energiarendszerek
Ebben az évtizedben a növekvő tengerszint és a szélsőségesebb éghajlati események feltárták, mennyire törékeny a gyönyörű bolygónk. De mit tart a következő évtized?
"Azt hiszem, áttörést fogunk látni, amikor az éghajlatváltozással kapcsolatos fellépésekről van szó" - mondta Michael Mann, a Penn Állami Egyetem kiemelkedő meteorológiai professzora. "De szükségünk van olyan politikákra, amelyek felgyorsítják ezt az átmenetet, és olyan politikusokra van szükségünk, akik támogatják ezeket a politikákat" - mondta a Live Science-nek.
A következő évtizedben "az energia- és a szállítási rendszerek megújuló energiákká alakulnak át, és új megközelítéseket és technológiákat dolgoztak ki, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy gyorsabban odajuthassunk" - mondta Donald Wuebbles, a Illinoisi Egyetem, Urbana-Champaign. És "" A súlyos időjárási körülmények és esetleg a tengerszint emelkedése miatt az éghajlattal kapcsolatos növekvő hatások végre elegendő figyelmet kapnak az emberekre, hogy valóban elkezdjük komolyan venni az éghajlatváltozást. "
Jó dolog is, mivel a közelmúltbeli bizonyítékok alapján van egy szélesebb, spekulatívabb lehetőség: Lehet, hogy a tudósok alábecsülik az éghajlatváltozás ezen évszázadra és azt követő hatásait - mondta Wuebbles. "Sokkal többet kellene megtudnunk erről a következő időszakban. évtized."
Részecskefizika: Az axion megkeresése
Az elmúlt évtizedben a világ legkisebb hírévé vált a Higgs-bozon felfedezése, a titokzatos "Isten-részecske", amely más részecskéket kölcsönöz a tömegükhöz. A Higgs-t koronázó ékszernek tekintették a standard modellben, az uralkodási elméletben, amely leírja a szubatomi részecskék állatkertjét.
De a Higgs felfedezésével sok más kevésbé híres részecske kezdett középpontba állni. Ezen az évtizedben ésszerű lövöldözésünkre van még egy ilyen megfoghatatlan, még mindig hipotetikus részecske - az axion - megtalálása - mondta Frank Wilczek, a Nobel fizikus a Massachusettsi Technológiai Intézet díja. (1978-ban Wilczek először javasolta az axiont). Az axion nem feltétlenül egy részecske, hanem egy olyan részecskeosztály, amelynek tulajdonságai ritkán lépnek kölcsönhatásba a rendes anyaggal. Az axiók megmagyarázhatják a régóta fennálló következtetést: Miért tűnik a fizikai törvényeknek ugyanaz a hatás az anyagrészecskékre és az antianyag-partnerekre, még akkor is, ha térbeli koordinátájukat megfordítják, amint a Live Science korábban beszámolt.
Az axiók az egyik vezető jelöltje a sötét anyagnak, a láthatatlan anyagnak, amely galaxiseket tart össze.
"Az axion megtalálása rendkívül nagy eredmény lenne az alapvető fizikában, különösen, ha ez a legvalószínűbb úton halad meg, azaz olyan kozmikus axiális háttér megfigyelésével, amely biztosítja a" sötét anyagot "." - mondta Wilczek. "Jó esély van arra, hogy a következő öt-tíz évben megtörténhet, mivel az ambiciózus kísérleti kezdeményezések, amelyek odajuthatnak, virágoznak szerte a világon. Számomra a felfedezés fontosságát és a valószínűségét mérlegelve ez a legjobb tét."
Ezen kezdeményezések között szerepel az Axion Dark Matter Experiment (ADMX) és a CERN Axion Solar Telescope, két fő eszköz, amely vadászik ezekre a megfoghatatlan részecskékre.
Ennek ellenére vannak más lehetőségek is - észlelhetjük még a gravitációs hullámokat vagy az űridőben fellépő hullámokat, amelyek az univerzum legkorábbi időszakából származnak, vagy más olyan részecskéket, amelyeket gyengén kölcsönhatásba lépő hatalmas részecskékként ismertek, és amelyek megmagyarázhatják a sötét anyagot is - mondta Wilczek. .
Exoplanets: Földszerű légkör
1995. október 6-án egyre nagyobb lett az univerzumunk, amikor egy csillagász közölte, hogy felfedezte az első exoplanet felfedezését, amely egy napszerű csillagot kering. Az 51 Pegasi b nevű gömb hangulatos pályát mutatott a fogadó csillag körül, mindössze 4,2 Föld nap alatt, tömege körülbelül a Jupiter tömegének körül. A NASA szerint a felfedezés örökre megváltoztatta azt, ahogyan látjuk az univerzumot és helyünket benne. Több mint egy évtizeddel később, a csillagászok már megerősítették, hogy 4 104 világ csillagokat kering a Naprendszerünkön kívül. Ez egy csomó világ, amelyek alig egy évtizeddel ezelőtt voltak ismeretlenek.
Szóval, az ég a határ a következő évtizedre, igaz? A Massachusettsi Technológiai Intézet Sara Seager szerint abszolút. "Ez az évtized nagy lesz a csillagászat és az exoplanet tudomány számára a James Webb Űrtávcső várható elindításával" - mondta Seager, a bolygótudós és asztrofizikus. A JWST a Hubble Űrtávcső kozmikus utódja 2021-ben indul; először a tudósok képesek lesznek "látni" exoplanetokat infravörös formában, azaz még halvány bolygót is észlelhetnek, amelyek messze keringnek a fogadó csillagtól.
Sőt, a távcső új ablakot nyit az idegen világok jellemzőihez. "Ha létezik a megfelelő bolygó, akkor képesek leszünk felismerni a vízgőzöket egy kicsi sziklás bolygón. A vízgőz a folyékony víz óceánokra utal - mivel a folyékony víznek minden életünkhöz szükség van, amint tudjuk, ez nagyon nagy dolog. "- mondta Seager a Live Science-nek. "Ez az első számú reményem az áttöréshez." (A végső cél természetesen az, hogy olyan világot találjunk, amelynek légköre hasonló a Föld atmoszférájához, a NASA szerint; más szóval, egy bolygó olyan körülmények között, amelyek képesek az élet fenntartására.)
És természetesen fokozatos fájdalmak lesznek - jegyezte meg Seager. "A JWST-vel és a várhatóan rendkívül nagy földi távcsövekkel, amelyek várhatóan elérhetővé válnak online, az exoplanet közösség azon dolgozik, hogy az egyéni vagy kis csapat erőfeszítéseitől több tucat vagy több száz ember közötti nagymértékű együttműködésekké alakuljon. Más szabványok szerint (pl. LIGO), de ennek ellenére nehéz "- mondta a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory-ra hivatkozva, egy hatalmas együttműködésre, amelyben több mint 1000 tudós vesz részt az egész világon. Eredetileg a Live Science című kiadványban tették közzé.
