Son on yıl, Higgs bozonunun keşfinden, Bilim Kurgu esque gen düzenleme için CRISPR kullanımına kadar bilimde gerçekten devrimci bazı ilerlemeler başlattı. Peki, hala gelecekteki en büyük atılımlardan bazıları nelerdir? Live Science, alanlarındaki birkaç uzmana, 2020'lerde görmeyi en çok heyecanlandıran keşifler, teknikler ve gelişmelerden sordu.
Tıp: Evrensel grip aşısı
On yıllardır bilim adamlarından kaçan evrensel grip aşısı, önümüzdeki 10 yıl içinde ortaya çıkabilecek gerçekten çığır açıcı tıbbi gelişmeler olabilir.
Baltimore'daki Johns Hopkins Sağlık Güvenliği Merkezi'nde bulaşıcı bir hastalık uzmanı ve kıdemli akademisyen Dr. Amesh Adalja, "Evrensel bir aşının sadece beş ila 10 yıl uzakta olması bir şaka haline geldi." Dedi.
Ama şimdi, görünüşe göre bu "gerçek olabilir", dedi Adalja Canlı Bilim'e. "Evrensel grip aşılarına yönelik çeşitli yaklaşımlar ileri düzeydedir ve ümit verici sonuçlar birikmeye başlamaktadır."
Teorik olarak, evrensel bir grip aşısı gribe karşı uzun süreli koruma sağlayacak ve her yıl grip aşısı yapma ihtiyacını ortadan kaldıracaktır.
Grip virüsünün bazı kısımları sürekli değişirken, diğerleri çoğunlukla yıldan yıla değişmeden kalır. Evrensel bir grip aşısına yönelik tüm yaklaşımlar, virüsün daha az değişken olan kısımlarını hedefler.
Bu yıl, Ulusal Alerji ve Enfeksiyon Hastalıkları Enstitüsü (NIAID), evrensel bir grip aşısı ile ilgili insanda ilk denemesine başladı. Aşılama, hemaglutinin (HA) "sapı" olarak bilinen grip virüsünün daha az değişken bir kısmına karşı bir bağışıklık tepkisi oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu Faz 1 çalışması, deneysel aşının güvenliğine ve katılımcıların buna karşı bağışıklık tepkilerine bakacaktır. Araştırmacılar ilk sonuçlarını 2020'nin başlarında bildirmeyi umuyorlar.
İsrail şirketi BiondVax tarafından yapılan bir başka evrensel aşı adayı, şu anda aşının gerçekten etkili olup olmadığına bakan gelişmiş bir araştırma aşaması olan Faz 3 çalışmalarında - yani herhangi bir grip türünden enfeksiyona karşı koruduğu. Bu aşı adayı, The Scientist'e göre, grip virüsünün çeşitli türlerinden grip suşları arasında çok az değişiklik gösteren dokuz farklı protein içeriyor. Şirkete göre, çalışma zaten 12.000'den fazla kişiyi kaydetti ve sonuçların 2020'nin sonunda olması bekleniyor.
Sinirbilim: Daha büyük, daha iyi mini beyinler
Son on yılda, bilim adamları, nöronlara farklılaşan ve 3B yapılara monte edilen insan kök hücrelerinden "organoid" olarak bilinen mini beyinleri başarıyla yetiştirdiler. Pennsylvania Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi'nde nörobilim profesörü olan Dr. Hongjun Song'a göre, şu andan itibaren beyin organoidleri, erken fetal gelişimde küçük bir beyin parçasına benzeyecek şekilde yetiştirilebilir. Ancak bu durum önümüzdeki 10 yıl içinde değişebilir.
Song, "Sadece hücre tipi çeşitliliği değil, hücresel mimariyi de gerçekten modelleyebiliriz" dedi. Olgun nöronlar kendilerini beyinde katmanlar, sütunlar ve karmaşık devreler halinde düzenler. Şu anda, organoidler sadece bu karmaşık bağlantıları besleyemeyen olgunlaşmamış hücreler içerir, ancak Dr. Song, alanın önümüzdeki on yılda bu zorluğun üstesinden gelebileceğini beklediğini söyledi. Beynin minyatür modelleri el ile, bilim adamları nörogelişimsel bozuklukların nasıl ortaya çıktığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir; nörodejeneratif hastalıkların beyin dokusunu nasıl parçaladığı; ve farklı insanların beyinlerinin farklı farmakolojik tedavilere nasıl tepki verebileceği.
Bir gün (belki de 10 yıl içinde olmasa da), bilim adamları beynin hasarlı bölgelerinin yerini almak için sinir dokusunun "fonksiyonel birimlerini" bile büyütebilirler. "Hasar görmüş beyne tıklayabileceğiniz önceden yapılmış fonksiyonel bir biriminiz varsa ne olur?" Şarkı söyledi. Şu anda, çalışma son derece teorik, ancak "Sanırım önümüzdeki on yıl içinde işe yarayıp yaramayacağını bileceğiz" diye ekledi.
İklim Değişikliği: Dönüştürülmüş enerji sistemleri
Bu on yılda, yükselen deniz seviyeleri ve daha aşırı iklim olayları, güzel gezegenimizin ne kadar kırılgan olduğunu ortaya koydu. Peki önümüzdeki on yıl neye sahip?
Penn State Üniversitesi'nde tanınmış bir meteoroloji profesörü Michael Mann, "İklim konusunda harekete geçtiğinde bir atılım göreceğimizi düşünüyorum." Dedi. “Ancak bu geçişi hızlandıracak politikalara ihtiyacımız var ve bu politikaları destekleyecek politikacılara ihtiyacımız var” dedi Live Science.
Önümüzdeki on yılda, "enerji ve ulaşım sistemlerinin yenilenebilir enerjilere dönüştürülmesi çok iyi olacak ve oraya daha hızlı ulaşmamızı sağlayan yeni yaklaşımlar ve teknolojiler geliştirilecek," dedi. Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign'da. Ve "şiddetli hava koşullarından ve belki de deniz seviyesinin yükselmesinden kaynaklanan artan iklimle ilgili etkiler, nihayet iklim değişikliğini ciddiye almaya başladığımız için yeterince dikkat çekiyor."
İyi bir şey, çünkü son kanıtlara dayanarak, daha korkutucu, daha spekülatif bir olasılık var: Bilim adamları iklim değişikliğinin bu yüzyıl ve ötesinde yarattığı etkileri hafife alıyor olabilirler, dedi Wuebbles. onyıl."
Parçacık fiziği: Aksı bulma
Son on yılda, çok küçük dünyadaki en büyük haber, diğer parçacıklara kütlelerini ödünç veren gizemli "Tanrı parçacığı" olan Higgs bozonunun keşfiydi. Higgs, atom altı parçacıkların hayvanat bahçesini tanımlayan hüküm süren teori olan Standart Modelde taçlandıran mücevher olarak kabul edildi.
Ancak Higgs keşfedildiğinde, daha az ünlü diğer parçacıklar merkez sahne almaya başladı.Bu on yıl, Nobel fizikçi Frank Wilczek, bu zor ama hala varsayımsal parçacıklardan birini bulma konusunda makul bir şansımız var. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde ödüllü. (1978'de Wilczek ilk önce aksı önerdi). Aksyon zorunlu olarak tek bir parçacık değil, normal madde ile nadiren etkileşime giren özelliklere sahip bir parçacık sınıfıdır. Axions uzun süredir devam eden bir muammayı açıklayabilir: Fizik yasaları, Live Science'ın daha önce bildirdiği gibi, uzaysal koordinatları ters çevrilse bile neden hem madde parçacıkları hem de antimadde ortakları üzerinde aynı gibi görünüyor.
Aksonlar, galaksileri bir arada tutan görünmez madde olan karanlık madde için önde gelen adaylardan biridir.
Wilczek, "Ekseni bulmak, temel fizikte, özellikle de en muhtemel yoldan, yani 'karanlık maddeyi sağlayan kozmik bir eksen arka planına bakarak gerçekleşirse, çok büyük bir başarı olacaktır." Dedi. "Gelecek beş ila 10 yıl içinde gerçekleşebilecek adil bir şans var, çünkü oraya gidebilen iddialı deneysel girişimler dünya çapında çiçek açıyor. Bana göre, hem keşfin önemini hem de gerçekleşme olasılığını tartmak, bu en iyisi bahis."
Bu girişimler arasında Axion Dark Matter Experiment (ADMX) ve bu zor parçacıkları avlayan iki ana araç olan CERN Axion Güneş Teleskobu yer alıyor.
Bununla birlikte, başka olasılıklar da var - henüz evrendeki en erken dönemden ya da karanlık etkileşimi açıklayan büyük parçacıklar olarak bilinen diğer parçacıklardan kaynaklanan yerçekimi dalgalarını veya uzaydaki dalgalanmaları tespit edebiliriz, dedi Wilczek. .
Gezegenler: Dünyaya Benzeyen Bir Atmosfer
6 Ekim 1995'te, bir çift gökbilimci, güneşe benzer bir yıldızın yörüngesinde bulunan ilk dış gezegenin keşfini açıkladığında, evrenimiz büyüdü. 51 Pegasi b olarak adlandırılan küre, ev sahibi yıldızının etrafında sadece 4.2 Dünya günü ve Jüpiter'in yarısının kütlesi etrafında rahat bir yörünge gösterdi. NASA'ya göre, keşif sonsuza dek "evreni ve içindeki yerimizi görme biçimimizi" değiştirdi. On yıldan fazla bir süre sonra, gökbilimciler 4.104 dünyasının güneş sistemimizin dışında yıldızların etrafında dolandığını doğruladılar. On yıl önce bilinmeyen birçok dünya.
Yani, gökyüzü önümüzdeki on yıl için sınır, değil mi? Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden Sara Seager'a göre, kesinlikle. Gezegen bilimci ve astrofizikçi Seager, "Bu on yıl, James Webb Uzay Teleskobu'nun beklenen lansmanı ile astronomi ve dış gezegen bilimi için büyük olacak" dedi. Hubble Uzay Teleskobu'nun kozmik halefi JWST'nin 2021'de piyasaya sürülmesi planlanıyor; ilk kez, bilim adamları, ötegezegenleri kızılötesinde "görebilecekler", yani konak yıldızlarından çok uzaktaki yörüngeli gezegenleri bile görebilecekler.
Dahası, teleskop bu uzaylı dünyalarının özelliklerine yeni bir pencere açacak. "Doğru gezegen varsa, küçük bir kayalık gezegende su buharını tespit edebileceğiz. Su buharı sıvı su okyanuslarının bir göstergesidir - bildiğimiz gibi tüm yaşam için sıvı suya ihtiyaç duyulduğu için, bu çok büyük bir anlaşma olacaktır "Seager Canlı Bilim'e anlattı. "Bu bir atılım için bir numaralı umudum." (Tabii ki, nihai amaç, NASA'ya göre Dünya'nınkine benzer bir atmosfere sahip bir dünya bulmaktır; başka bir deyişle, yaşamı destekleyebilen koşullara sahip bir gezegen.)
Ve elbette, büyüyen bazı ağrılar olacak, dedi Seager. "JWST ve çevrimiçi olması beklenen son derece büyük yer tabanlı teleskoplarla, dış gezegen topluluğu, bireysel veya küçük ekip çabalarından düzinelerce veya yüzün üzerinde insanın büyük işbirliğine dönüşmeye çalışıyor. Diğer standartlara göre çok büyük değil (ör. LIGO) ancak yine de zor, "dedi, dünya çapında 1000'den fazla bilim insanını içeren büyük bir işbirliği olan Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi'ne atıfta bulundu.
