A technológia és a tudomány gyors változásainak köszönhetően könnyű elfelejteni azt, amit csak néhány évvel ezelőtt nem tudtunk. Az elmúlt évtizedben csak néhányat említettem áttöréseket a fizikában, a biológiában és a csillagászatban. A felfedezések közül melyik a legfontosabb, azt valószínűleg a történészek megítélni, de az évtized elején tapasztalható felfedezések néhány következményei visszatükröződnek. Itt található a válogatás az évtized legnagyobb tudományos fejlődéséhez és meglepő felfedezésekhez.
2010: Az első szintetikus élet
A tudósok elmossa a vonalat a természetes és az ember által létrehozott között 2010-ben, amikor létrehozták az első olyan szintetikus genomot tartalmazó szervezetet. A J. Craig Venter Intézet tudósai összegyűjtötték a baktérium genomját Mycoplasma mycoides a több mint egymillió bázispár DNS-ből. Aztán beillesztették ezt az ember által tervezett genomot egy másik baktériumba, Mycoplasma capricolum, amelyet kiürítették a DNS-ből. Az M. capricolumA gépek hamarosan elkezdték a szintetikus genom utasításait gyakorlatilag áttervezni, éppúgy, mint a M. mycoides tenné.
Az áttörés óta a tudósok tovább haladtak a szintetikus biológia területén. 2016-ban a tudósok a legkisebb szintetikus mikrobát építették fel, mindössze 473 génnel. 2017-ben bejelentették öt szintetikus élesztő kromoszóma létrehozását; a terv az, hogy az élesztőben mind a 16 kromoszómát szintetikus kromoszómákkal cserélje le, amelyeket bizonyos feladatok elvégzéséhez meg lehet cserélni, például tömegesen termelő antibiotikumok létrehozására vagy akár laboratóriumban termesztett hús létrehozására.
2011: A HIV megelőző kezelése
Manapság sok olyan ember van, aki magas kockázattal rendelkezik az AIDS-t okozó emberi immunhiány vírus (HIV) fertőzésére, és napi tablettát dob ki a kockázata csökkentése érdekében. 2012-ben az Egyesült Államok Élelmezési és Gyógyszerészeti Igazgatósága erre a célra jóváhagyta a Truvada nevű gyógyszert. De egy nagy, 2011-ben kiadott tanulmány készítette elő a tengeri változás alapját a HIV-megelőzés terén.
Ez a tanulmány, amelyet a Science folyóirat „az év áttörésévé” neveztek, 1994 óta volt az első, amely új módszert mutatott a HIV egyik emberről a másikra történő átterjedésének megakadályozására. (1994-ben a kutatók beszámoltak arról, hogy találtak egy gyógyszerészeti lehetőséget, amely meggátolhatja a HIV terjedésének a terhes nőktől a magzatát.) A vizsgálat 2005-ben kezdődött, és a 2011. évi eredmények ideiglenes eredmények. A kutatók a HIV fertőzés 96% -os csökkenését találták az adatokban. A teljes 10 éves tanulmányt tartalmazó, a The New England Journal of Medicine 2016-ban bejelentett végleges adatok szerint a HIV átvitel 93% -kal csökkent.
2012: Higgs Boson
2012 júliusában a világ legnagyobb részecskegyorsítóján dolgozó tudósok bejelentették, hogy fizetési szennyeződést szenvedtek el. A nagy hadron-ütközõn (LHC) végzett kísérletek végül felfedték a fizika standard modelljében megjósolt utolsó fel nem fedezett részecskék bizonyítékait.
A Higgs-bozont megtalálták. Ez a részecske a Higgs-mezővel társul, egy energiamező a gyökérben, miért van a részecskék tömege. A részecskék tömege növekszik, ha áthaladnak ezen a háromdimenziós mezőn, apró zavarokat okozva a mezőben. (Minél erősebb a interakció a mezővel, annál nagyobb a tömegük.) Ha egy adott területen a mező jelentős energia-felgyulladást tapasztal, akkor egy Higgs-bozonot bocsát ki. 2013-ban a fizikusok megerősítették, hogy 2012-es megfigyelésük valóban a megfoghatatlan részecske, amelyet néha "Isten-részecskének" hívnak, mert szerepe az összes többi részecske tömegének biztosításában.
A Higgs felfedezése új kérdéseket vetett fel a fizikusok számára. A részecske kissé könnyebb volt, mint amikor más elemi részecskékkel való kölcsönhatásuk előre jelezte volna, ami azt jelenti, hogy vagy valaki a matematikába megy, vagy egynél többféle Higgs létezik - lehet, hogy tartalmaz egy nehezebb Higgot is, amelyet még nem fedeztek fel. A fizikusok most az LHC-t használják ezen lehetséges nehéz Higg-ek keresésére.
Lucas Taylor / CMS
A múltbeli bolygók és holdak közel 35 éves zingálása után a NASA Voyager 1 szondája története történt 2013-ban, amikor a tudósok bejelentették, hogy az űrhajó 2012 augusztusában hivatalosan elhagyta a Naprendszert.
A szondát 1977-ben indították el a Földről, és a következő évtizedben Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz és holdaik felfedezésével töltötték. 2013-ban a szondából visszaküldött adatok a Voyager 1 körüli elektronsűrűség változására utaltak - ez egy fő nyom, hogy az űrhajó elhagyta a Naprendszer határait. A Voyager 1 2025-ig továbbra is visszajuttatja a Föld felé a csillagközi térről szóló információkat. Ezt követően hosszú, csendes nyugdíjazásra indul a mély űrben, azzal a lehetőséggel, hogy valamikor valami idegen életforma észreveszi a kis szondát. és aranyrekordja, egy időkapszula, amely az emberek képeit, Naprendszerünk térképeit és más nyomokat tartalmaz a Földön a civilizáció létezésére.
2014: Gravitációs hullámok
2014 előtt a tudósoknak csak közvetett bizonyítékai voltak a Big Bang-ról, az elméletről, amely 13,8 milliárd évvel ezelőtt történt és a világegyetem szülõjének elképesztõen kiterjedõ térbeli kiterjedését írja le. De 2014-ben a tudósok első ízben figyelték meg ennek a kozmikus terjeszkedésnek a közvetlen bizonyítékait, amit egyesek „dohányzó fegyvernek” hívtak az univerzum kezdeteként.
Ez a bizonyíték gravitációs hullámok formájában jött létre, a szóban forgó tér-idő hullámai a Nagyrobbanást követő másodperc első részéből maradtak. Ezek a hullámok változásokat hoztak a kozmikus mikrohullámú háttér polarizációjában, amely a korai világegyetemből megmaradt sugárzás. A polarizációs változásokat B-módoknak nevezzük. Ezeket a B-módusokat fedezték fel a tudósok az Antarktiszon a Kozmikus Extragalaktikus Polarizáció 2 (BICEP2) teleszkóp háttérképeként.
Azóta a gravitációs hullámok továbbra is felfedik a világegyetem rejtélyeit, például a fekete lyukak ütközésének és a neutroncsillagok közötti ütközések dinamikáját. A gravitációs hullámok még segíthetnek abban is, hogy végre meg tudjuk határozni, mennyire gyorsan az univerzum bővül.
2015: Az emberi embriók első CRISPR szerkesztése
Az évtized talán a legnagyobb orvosbiológiai története a CRISPR nevű génszerkesztő technológia megjelenése a viszonylagos homályosságból. Ez a technológia néhány baktérium természetes védekező mechanizmusából származik; ez egy ismétlődő génszekvencia egy Cas9 nevű enzimhez kötve, amely molekuláris ollóként viselkedik. A génszekvenciák szerkeszthetők úgy, hogy az egy bizonyos DNS-szegmensre felvegyük a szemhéjpénzt, irányítva a Cas9 enzimet, hogy bemenjen és szippelni kezdjen.
Ennek a rendszernek a segítségével a tudósok könnyen törölhetik és beilleszthetik a DNS-biteket az élő szervezetekbe, ami nyilvánvaló következményekkel jár a genetikai betegségek gyógyítására - és valószínűleg az egyedi gyártású csecsemőkhez vezet. Az első lépés ezen a potenciális úton 2015-ben megtörtént, amikor a kínai Sun Yat-sen Egyetem tudósai bejelentették, hogy a CRISPR segítségével elvégezték az emberi embriók első genetikai módosításait. Az embriók nem voltak életképesek, és az eljárás csak részben volt sikeres - de a kísérlet volt az első, amely olyan etikai vonalon húzódott, amelyet a tudományos közösség vitat meg manapság.
2016: Az Exoplanet felfedezett egy lakhatósági zónában
A Föld legközelebbi exoplanet-szomszédja, amelyet 2016-ban fedeztek fel, nem csupán pusztán 4,2 fényévnyire van, hanem az élet befogadására is képes.
Ez nem azt jelenti, hogy a Proxima b-nek nevezett bolygó biztosan lakható legyen, de a csillag lakhatósági zónájában lakik, vagyis csillagát olyan távolságra kerüli körbe, amely lehetővé tenné folyékony víz jelenlétét a bolygó felszínén. A bolygó kering a Proxima Centauri környékén; hullámzik a csillag mozgásában, amikor a bolygó elhaladt a Proxima b létezésére.
A felfedezés óta a tudósok megfigyelték a Proxima Centauri nagy sugárzású túlfényképeit, amelyek robbanják az exoplanetot, drasztikusan csökkentve annak esélyét, hogy az élet túlélje a Proxima b-en. Ugyanakkor azt is felfedezték, hogy lehet, hogy több bolygó is kering a Proxima b közelében.
2017: A legrégebbi Homo sapiens kövületek visszaszorítják a fajokat 100 000 évvel ezelőtt
Meddig Homo sapiens barangolt a bolygón? A 2017-ben bejelentett felfedezés visszaszorította az időzítést 300 000 évre.
Ez 100 000 évvel hosszabb, mint azt korábban hitték. A kutatók a 300 000 éves csontokat egy marokkói barlangban találták meg, ahol legalább öt egyed vadászat során menedéket kapott. A felfedezés helye - Észak-Afrikában, nem Kelet-Afrikában, ahol az előző legrégebbi Homo sapiens fosszilis anyagokat találtak - utalások arra, hogy fajaink előfordulhattak, hogy először nem keletkezett Afrika keleti részén, majd később másutt sugárztak. Helyette, Homo sapiens talán az egész kontinensen kialakult.
2018: Az első CRISPR csecsemők
Alig három évvel az élettelen emberi embriók CRISPR általi első szerkesztése után valaki átlépett egy másik génszerkesztő vonalon. Ezúttal a Jiankui nevű kínai tudós bejelentette, hogy szerkesztette két olyan embrió genomját, amelyeket azután az IVF (in vitro megtermékenyítés) útján implantáltak az anyaméhbe és születtek: ikerlányok, akik a világ első CRISPR csecsemői.
A szerkesztése a CCR5 nevű génre változott - ez egy olyan változás, amelynek elméletileg csökkentenie kell a gyermekeket a HIV-fertőzés szempontjából. Sok tudós megdöbbent, hogy ebben az összefüggésben megteszi a génszerkesztés lépését, különös tekintettel a rendelkezésre álló és technológiailag kevésbé intenzív módszerekre a HIV elkerülésére (például a prevenciós antiretrovirális kezelés). Később a kutatók által közzétett adatok arra utaltak, hogy valójában korábban ismeretlen mutációt indukáltak a lányokban, ahelyett, hogy ismert mutációt reprodukálnának.
A lányok esetleges mellékhatásai továbbra sem ismertek, csakúgy, mint a szerkesztést végző tudós sorsa. A The New York Times 2019 januárjában számolt be arról, hogy valószínűleg büntetőeljárással kell szembenéznie Kínában, bár nem volt világos, hogy milyen törvények alapján lehet őt vádolni.
2019: Első fekete lyuk képe
A fekete lyukak mindig is csillagászati lenyűgözőek voltak: Tudjuk, hogy ott vannak, de mivel a fény nem tud menekülni az eseményhorizonton túl, ők is valamilyen láthatatlanok.
Idáig: A tudósok először készítettek egy képet egy fekete lyukról. A portré alanya fekete lyuk volt a Messier 87 galaxis közepén, amely olyan széles, mint a teljes Naprendszerünk. A kép úgy néz ki, mintha egy sötét mélyedést körülvevő anyag ragyogó fánkja lenne; ez a por és a gáz, amely a fekete lyuk körül kering. A felfedezés eredményeként a kutatók a 2020-as Áttörés-díjban részesültek, amely a tudomány egyik legrangosabb díja. Most azon dolgoznak, hogy nem csak képeket, hanem filmeket is rögzítsenek fekete lyukakról.
