نظرًا للوتيرة السريعة للتغيير في التكنولوجيا والعلوم ، قد يكون من السهل نسيان ما لم نكن نعرفه قبل بضع سنوات قصيرة. شهد العقد الماضي اختراقات في الفيزياء والبيولوجيا وعلم الفلك ، على سبيل المثال لا الحصر. من المرجح أن يحكم المؤرخون على أي من هذه الاكتشافات الأكثر أهمية ، لكن بعض عواقب الاكتشافات في وقت مبكر من العقد بدأت في الصدى. فيما يلي اختياراتنا لأكبر التطورات العلمية والاكتشافات المدهشة في العقد.
2010: "الحياة" الاصطناعية الأولى
طمس العلماء الخط الفاصل بين الطبيعي والاصطناعي في عام 2010 بإنشاء أول كائن على الإطلاق مع جينوم اصطناعي. قام العلماء في معهد J. Craig Venter بتجميع جينوم البكتيريا ميكوبلازما mycoides من بين أكثر من مليون زوج أساسي من الحمض النووي. ثم أدخلوا هذا الجينوم البشري في بكتيريا أخرى ، الميكوبلازما كابريكولومالتي تم تفريغها من الحمض النووي. ال M. capricolumسرعان ما بدأت آلات ترجمة تعليمات هذا الجينوم الاصطناعي إلى عمل ، مستنسخة كما هي M. mycoides سيكون.
منذ هذا الاختراق ، استمر العلماء في تحقيق تقدم في علم الأحياء الاصطناعية. في عام 2016 ، بنى العلماء أصغر ميكروب اصطناعي حتى الآن ، مع 473 جينًا فقط. في عام 2017 ، أعلنوا عن إنشاء خمسة كروموسومات خميرة اصطناعية. تتمثل الخطة في استبدال جميع الكروموسومات الـ 16 في الخميرة بالكروموسومات الاصطناعية التي يمكن تعديلها لأداء مهام معينة ، مثل المضادات الحيوية المنتجة للكتلة أو حتى إنتاج اللحم المزروع في المختبر.
2011: العلاج الوقائي من فيروس نقص المناعة البشرية
اليوم ، العديد من الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية (HIV) ، الذي يسبب الإيدز ، يخدعون حبوب منع الحمل يوميًا لتقليل مخاطرهم. في عام 2012 ، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على دواء يسمى تروفادا لهذا الغرض. لكنها كانت دراسة كبيرة صدرت في عام 2011 والتي مهدت الطريق لهذا التغيير البحري في الوقاية من فيروس نقص المناعة البشرية.
وكانت هذه الدراسة ، التي وصفتها مجلة ساينس بأنها "اختراقة العام" ، هي الأولى منذ عام 1994 التي تُظهر طريقة جديدة لمنع انتقال فيروس نقص المناعة البشرية من شخص إلى آخر. (في عام 1994 ، أفاد الباحثون أنهم وجدوا خيارًا صيدلانيًا للمساعدة في منع انتقال فيروس نقص المناعة البشرية من امرأة حامل إلى جنينها.) بدأت الدراسة في عام 2005 ، وكانت نتائج عام 2011 نتائج مؤقتة. وجد الباحثون انخفاضًا بنسبة 96 ٪ في انتقال فيروس نقص المناعة البشرية في تلك البيانات. أظهرت البيانات النهائية التي تشمل الدراسة التي استمرت 10 سنوات بالكامل ، والتي تم الإبلاغ عنها في مجلة New England Journal of Medicine في عام 2016 ، انخفاضًا بنسبة 93 ٪ في انتقال فيروس نقص المناعة البشرية.
2012: هيجز بوسون
في يوليو 2012 ، أعلن العلماء الذين يعملون في أكبر مسرع للجسيمات في العالم أنهم ضربوا الأوساخ المدفوعة. كانت التجارب في مصادم الهادرون الكبير (LHC) ، في نهاية المطاف ، دليلًا مكشوفًا عن آخر جسيم غير مكتشف تنبأ به النموذج القياسي للفيزياء.
تم العثور على بوزون هيجز. هذا هو الجسيم المرتبط بحقل هيجز ، وهو مجال طاقة في جذر سبب وجود كتلة للجسيمات. تكتسب الجسيمات الكتلة من خلال الانزلاق عبر هذا المجال ثلاثي الأبعاد ، مما يخلق اضطرابات صغيرة في المجال. (كلما زادت تفاعلاتهم مع المجال ، زادت كتلتهم.) عندما يواجه الحقل اندلاع طاقة كبيرة في مكان معين ، فإنه ينبعث من بوزون هيجز. في عام 2013 ، أكد الفيزيائيون أن ملاحظاتهم لعام 2012 كانت بالفعل الجسيمات المراوغة ، والتي تسمى أحيانًا "جسيم الله" بسبب دورها في إعطاء كتلة الجسيمات الأخرى.
أثار اكتشاف هيجز أسئلة جديدة للفيزيائيين. كان الجسيم أخف قليلاً مما توقعته بعض تفاعلاته مع الجسيمات الأولية الأخرى ، مما يعني إما أن شخصًا ما صفق في الرياضيات أو أن هناك أكثر من نوع واحد من هيغز - ربما يتضمن هيغز أثقل لم يتم اكتشافه. يستخدم الفيزيائيون الآن المصادم LHC للبحث عن هذه هيجز الثقيلة المحتملة.
Lucas Taylor / CMS
بعد 35 عامًا تقريبًا من الكواكب والأقمار السابقة ، صنع مسبار فوييجر 1 التابع لناسا التاريخ في عام 2013 ، عندما أعلن العلماء أن المركبة الفضائية غادرت النظام الشمسي رسميًا في أغسطس 2012.
تم إطلاق المسبار من الأرض في عام 1977 وقضى العقد التالي في استكشاف المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وأقمارها. في عام 2013 ، اقترحت البيانات المرسلة من المسبار تغييرات في كثافة الإلكترونات حول فوييجر 1 - وهو دليل رئيسي على أن المركبة الفضائية تركت حدود النظام الشمسي. سيستمر فوييجر 1 في إرسال المعلومات إلى الأرض حول الفضاء بين النجوم حتى عام 2025 تقريبًا. وبعد ذلك ، تم تعيينه على تقاعد طويل وهادئ في الفضاء البعيد ، مع احتمال أنه في يوم من الأيام ، قد يلاحظ بعض أشكال الحياة الغريبة المسبار الصغير وسجله الذهبي ، كبسولة زمنية تحمل صورًا لأشخاص وخرائط لنظامنا الشمسي وأدلة أخرى على وجود حضارة على الأرض.
2014: موجات الجاذبية
قبل عام 2014 ، لم يكن لدى العلماء سوى دليل غير مباشر على الانفجار الكبير ، وهي النظرية التي تصف التوسع المذهل للفضاء الذي حدث قبل 13.8 مليار سنة وأنجب كوننا. ولكن في عام 2014 ، وللمرة الأولى ، لاحظ العلماء دليلاً مباشرًا على هذا التوسع الكوني ، وهو ما أطلق عليه البعض "مسدس التدخين" لبداية الكون.
جاء هذا الدليل في شكل موجات جاذبية ، تموجات حرفية في الزمكان المتبقي من الجزء الأول من الثانية بعد الانفجار العظيم. ولدت هذه التموجات تغيرات في الاستقطاب في الخلفية الميكروية الكونية ، وهو الإشعاع المتبقي من الكون المبكر. تسمى تغييرات الاستقطاب أوضاع B. كانت هذه الأوضاع B التي اكتشفها العلماء باستخدام التصوير الخلفي للتلسكوب الكوني خارج المجرة الاستقطاب 2 (BICEP2) في القارة القطبية الجنوبية.
منذ ذلك الحين ، استمرت موجات الجاذبية في الكشف عن أسرار الكون ، مثل ديناميكيات تصادم الثقوب السوداء والانهيارات بين النجوم النيوترونية. قد تساعد موجات الجاذبية في تحديد مدى سرعة الكون في التمدد.
2015: تحرير كريسبر الأول للأجنة البشرية
ربما تكون أكبر قصة طبية حيوية في العقد هي ظهور تقنية تحرير الجينات تسمى CRISPR من الغموض النسبي. تنشأ هذه التقنية من آليات الدفاع الطبيعي لبعض البكتيريا. إنها سلسلة من تسلسلات الجينات المتكررة المرتبطة بإنزيم يسمى Cas9 يعمل مثل مقص جزيئي. يمكن تحرير تسلسل الجين لوضع عين الثور على جزء معين من الحمض النووي ، وتوجيه إنزيم Cas9 للدخول وبدء القص.
باستخدام هذا النظام ، يمكن للعلماء بسهولة محو وإدخال أجزاء من الحمض النووي في الكائنات الحية ، وهي قدرة لها آثار واضحة على علاج الأمراض الوراثية - وربما تؤدي إلى أطفال مخصصين. تم اتخاذ الخطوة الأولى على طول هذا الطريق المحتمل في عام 2015 ، عندما أعلن العلماء في جامعة صن يات صن في الصين أنهم قاموا بأول تعديلات جينية على الأجنة البشرية باستخدام CRISPR. لم تكن الأجنة قابلة للحياة ، وكان الإجراء ناجحًا جزئيًا فقط - لكن التجربة كانت أول من دفع خطًا أخلاقيًا يناقشه المجتمع العلمي حتى يومنا هذا.
2016: اكتشاف كوكب خارج المجموعة الشمسية في منطقة سكنية
أقرب جوار للأرض خارج كوكب الأرض ، تم اكتشافه في عام 2016 ، ليس على بعد 4.2 سنة ضوئية فحسب - بل لديه القدرة على استضافة الحياة.
هذا لا يعني أن الكوكب ، الملقب بـ Proxima b ، من المؤكد أنه سيكون صالحًا للسكن ، ولكنه يقيم في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه ، مما يعني أنه يدور حول نجمه على مسافة تسمح بوجود الماء السائل على سطح الكوكب. يدور الكوكب حول Proxima Centauri ؛ يتأرجح في حركات هذا النجم عندما مر الكوكب وألمح إلى وجود ProProima b.
منذ الاكتشاف ، لاحظ العلماء أن السطوع الفائق الإشعاع العالي من بروكسيما سنتوري يفجر الكوكب الخارجي ، مما يقلل بشكل كبير من فرص بقاء الحياة على بروكسيما ب. ومع ذلك ، فقد وجدوا أيضًا أنه قد يكون هناك المزيد من الكواكب التي تدور حول Proxima b.
2017: أقدم أحافير الإنسان العاقل تدفع الأنواع إلى الوراء 100،000 سنة
منذ متى الانسان العاقل جابت الكوكب؟ دفع اكتشاف تم الإعلان عنه في عام 2017 التوقيت إلى 300000 سنة.
هذا هو 100،000 سنة أطول مما كان يعتقد سابقا. وجد الباحثون عظام عمرها 300000 سنة في كهف في المغرب ، حيث ربما لجأ خمسة أشخاص على الأقل أثناء الصيد. موقع الاكتشاف - في شمال إفريقيا ، وليس في شرق إفريقيا ، حيث كان أقدمها الانسان العاقل تم العثور على أحافير - تلميحات إلى أن جنسنا ربما لم يتطور أولاً في شرق إفريقيا ثم تشع في وقت لاحق في مكان آخر. في حين أن، الانسان العاقل ربما تطورت في جميع أنحاء القارة.
2018: أول أطفال كريسبر الأحياء
بعد ثلاث سنوات فقط من التحرير الأول للأجنة البشرية غير القابلة للحياة مع CRISPR ، عبر شخص ما خطًا آخر لتحرير الجينات. هذه المرة ، أعلن عالم صيني يدعى Jiankui He أنه قام بتحرير جينومات اثنين من الأجنة التي تم زرعها بعد ذلك عن طريق IVF (الإخصاب في المختبر) في رحم الأم وولدت: فتيات توأمان من أول أطفال CRISPR في العالم.
كان التعديل الذي أجراه على جين يسمى CCR5 - وهو تغيير ، من الناحية النظرية ، يجب أن يجعل الأطفال أقل عرضة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. صُدم العديد من العلماء من أنه سيتخذ خطوة تحرير الجينات في هذا السياق ، خاصة بالنظر إلى الأساليب المتاحة والأقل كثافة من الناحية التكنولوجية لتجنب فيروس نقص المناعة البشرية (مثل العلاج الوقائي المضاد للفيروسات الرجعية). في وقت لاحق ، أشارت البيانات التي نشرها الباحثون إلى أنهم تسببوا بالفعل في طفرة غير معروفة سابقًا في الفتيات بدلاً من إعادة إنتاج طفرة معروفة.
الآثار الجانبية المحتملة للفتيات لا تزال غير معروفة ، وكذلك مصير العالم الذي قام بالتحرير. في يناير 2019 ، ذكرت صحيفة نيويورك تايمز أنه من المحتمل أن يواجه اتهامات جنائية في الصين ، على الرغم من أنه لم يكن واضحًا بموجب القوانين التي يمكن اتهامه.
2019: أول صورة للثقب الأسود
لطالما كانت الثقوب السوداء افتتانًا فلكيًا: نحن نعلم أنها موجودة ، ولكن نظرًا لأن الضوء لا يمكن أن يهرب من أبعد من آفاق الحدث ، فهي أيضًا غير مرئية.
حتى هذا العام: لأول مرة ، التقط العلماء صورة لثقب أسود. كان موضوع الصورة عبارة عن ثقب أسود في مركز مجرة ميسيير 87 التي يبلغ عرضها نظامنا الشمسي بأكمله. تبدو الصورة وكأنها قطعة متوهجة من المادة المحيطة بهوية السواد. هذا هو الغبار والغاز يدوران حول نقطة اللاعودة للثقب الأسود. حصل هذا الاكتشاف على الباحثين الذين شاركوا في جائزة Breakthrough 2020 ، وهي واحدة من أكثر الجوائز المرموقة في العلوم. إنهم يعملون الآن على التقاط ليس فقط الصور ، ولكن الأفلام من الثقوب السوداء.
