mientras miramos el barril del futurista año 2020, es un momento para reflexionar sobre la última década. El mundo ha visto algunos logros científicos bastante importantes en los últimos 10 años, como descubrimientos y desarrollos décadas en la fabricación fueron finalmente realizados. El nuevo Atlas completa cinco de los hitos más innovadores e históricos de la década de 2010.,
el bosón de Higgs
en 2012, se descubrió una nueva partícula elemental en el CERN que llamó la atención del mundo, incluso aquellos que normalmente no están en las noticias de física de partículas. Pero eso es porque no era una partícula ordinaria. Este recién llegado no era otro que el bosón de Higgs.,
si bien puede haber capturado la imaginación del público debido a su apodo dramático pero inexacto, «la partícula de Dios», el bosón de Higgs fue un hallazgo increíblemente emocionante por varias razones. Era la última partícula elemental predicha por el modelo estándar de física de partículas, da masa a otras partículas elementales, y los científicos habían estado cazándola durante casi 50 años.
antes de la década de 1960, el modelo estándar tenía un pequeño problema: de acuerdo con sus predicciones, las partículas elementales llamadas bosones no deberían tener masa, pero las observaciones muestran que sí., En 1964, tres equipos de científicos de forma independiente idearon mecanismos similares para obtener masa.
de acuerdo con la idea predominante, un campo cuántico impregna uniformemente el universo. Los bosones sienten este campo, que los ralentiza y en el proceso, les da masa. Este campo estaría mediado por un bosón completamente nuevo que aún no había sido descubierto, y no sería hasta dentro de otros 48 años.
el campo predicho, el mecanismo y el bosón finalmente llegaron a ser nombrados en honor a Peter Higgs, uno de los físicos que lo propuso por primera vez.,
y efectivamente, en 2012 los científicos del Gran Colisionador de Hadrones del CERN finalmente encontraron una partícula consistente con las propiedades predichas del bosón de Higgs. Investigaciones posteriores confirmaron que era el elusivo Higgs, y dos de los investigadores responsables de proponerlo – el propio Higgs y Francois Englert, un físico de otro equipo – fueron galardonados con el Premio Nobel de Física 2013.,
en los años posteriores, otros experimentos en el CERN mostraron que todas las mediciones del bosón de Higgs, incluyendo su espín, paridad, masa e interacciones con otras partículas, estaban de acuerdo con las predicciones del Modelo Estándar.
cerrando una búsqueda de medio siglo para el Santo Grial de la física de partículas, el bosón de Higgs es fácilmente uno de los logros científicos más importantes de la década.,
edición de genes CRISPR
la capacidad de editar los genes de los seres humanos vivos y otros organismos ha sido un elemento básico de la ciencia ficción durante décadas, y esta década, se convirtió en una realidad., El sistema de edición de genes CRISPR está preparado para revolucionar la medicina, ayudándonos potencialmente a luchar contra los grandes como el cáncer y el VIH, así como a abordar problemas no relacionados con la salud. Pero, por supuesto, no está exento de controversias.
Las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) son una familia de secuencias de ADN utilizadas naturalmente por las bacterias como un mecanismo de autodefensa. En los últimos años, los científicos se dieron cuenta de que podían cooptar este mecanismo como una herramienta para la ingeniería genética, combinando CRISPR con una secuencia de ARN guía y una enzima, generalmente Cas9.,
Cuando se usa en células u organismos vivos, el ARN guía dirige la herramienta a la sección deseada del ADN, donde la enzima Cas9 la corta cuidadosamente. Eso se puede usar para cortar genes problemáticos, como los que causan enfermedades, e insertar genes nuevos y beneficiosos.
hasta ahora, esta técnica ha demostrado ser prometedora en la lucha contra muchas enfermedades diferentes, incluidas las tradicionalmente complicadas como el cáncer, el VIH, la distrofia muscular, la progeria y las formas genéticas de ceguera y enfermedades cardíacas.
pero el potencial de CRISPR se extiende más allá de editarnos a nosotros mismos., Podemos editar plantas para hacer cultivos con mejores rendimientos o nutrición, editar insectos para evitar que propaguen enfermedades, o editar cerdos para cultivar órganos humanos para trasplantes.
Por supuesto, tan prometedor como parece CRISPR, la herramienta plantea cuestiones éticas que todavía están en proceso de ser abordadas. Los estudios han sugerido que CRISPR aumenta las probabilidades de que una célula desarrolle cáncer en el futuro y podría causar mutaciones no deseadas en todo el genoma. Estos resultados son muy debatidos.,
todo llegó a un punto crítico en noviembre de 2018, cuando los científicos chinos anunciaron el nacimiento de niñas gemelas como los primeros bebés humanos editados por CRISPR del mundo. Profesor Jiankui él y su equipo inyectaron la maquinaria CRISPR en el embrión, borrando un gen conocido como CCR5. Al hacerlo, las niñas deben desarrollar una inmunidad al VIH.
el problema es que el experimento se llevó a cabo en gran parte en secreto, eludiendo años de debate considerado sobre la ética., Algunos científicos señalaron que la función de CCR5 es poco conocida, y eliminarla podría hacer que las niñas sean más susceptibles a enfermedades comunes como la gripe.
después de este imprudente movimiento, se ha pedido una moratoria en la edición de la línea germinal humana hasta que estas cuestiones éticas puedan resolverse.
a pesar de esto, los ensayos de CRISPR en humanos siguen adelante, solo que no en embriones. Comenzaron en China en 2016, en un intento de combatir el cáncer de pulmón, pero los resultados aún no se han publicado., Dos ensayos comenzaron en los Estados Unidos en 2019, uno dirigido a tres tipos de cáncer y el otro a la enfermedad de células falciformes, con resultados tempranos extremadamente prometedores.
Puede haber tenido un comienzo difícil, pero la edición de genes CRISPR probablemente pasará a la historia como uno de los avances más importantes en medicina, así como para usos que ni siquiera hemos considerado todavía.
ondas gravitacionales
en 2015, los físicos detectaron ondulaciones en el tejido mismo del espacio-tiempo mientras inundaban la Tierra después de viajar más de mil millones de años luz. Esto confirmó una predicción hecha por nada menos que Albert Einstein hace un siglo.
Cuando Einstein presentó su teoría general de la relatividad en 1916, implicaba que ciertos eventos que involucraban objetos con enormes masas generarían ondas de choque en el propio espacio-tiempo, un fenómeno que llegó a llamarse ondas gravitacionales.,
aunque son creadas por algunos de los eventos más energéticos del universo, para cuando estas ondas llegan a la Tierra solo están deformando la realidad por menos que el núcleo de un átomo. Eso, por supuesto, los hizo imposibles de detectar durante casi 100 años, hasta que la tecnología finalmente se puso al día.
la tecnología responsable es el laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (Ligo), ubicado en dos enormes instalaciones en Louisiana y Washington. Cada uno de estos detectores gemelos se compone de dos túneles de 4 km de largo (2,5 millas) en forma de L., Instrumentos extremadamente precisos vigilan los láseres transportados por estos túneles en busca de minúsculas perturbaciones en los haces, que pueden atribuirse a las ondas gravitacionales que inundan la instalación.
y por supuesto, el 14 de septiembre de 2015, ambos detectores LIGO captaron su primera señal. Las ondas se produjeron en una colisión entre dos agujeros negros a unos 1,3 mil millones de años luz de distancia.
docenas de señales han llegado desde esa primera detección, captadas por LIGO, así como por las instalaciones de Virgo en Italia, que se encendieron en 2017., La mayoría han sido el resultado de la fusión de dos agujeros negros, pero otros han incluido un agujero negro tragando una estrella de neutrones, y dos estrellas de neutrones colisionando.
es ese último escenario el que nos dio el espectáculo de fuegos artificiales más impresionante. Poco después de una detección de ondas gravitacionales en 2017, los observatorios de todo el mundo detectaron toda una serie de señales electromagnéticas de la misma fuente, incluidas ondas de luz, una ráfaga de rayos gamma, rayos X y ondas de radio.,
por resolver un misterio centenario, el Premio Nobel de Física 2017 fue otorgado a los físicos Rainer Weiss, Kip Thorne y Barry Barish por su papel en la primera detección de ondas gravitacionales.
Este tampoco es el final de la historia. LIGO recibió una actualización en abril de 2019, con futuros trabajos planificados para hacerlo aún más sensible. El Observatorio de Kagra en Japón también se unirá a la caza en diciembre. Juntos, se pueden recoger eventos más silenciosos y distantes, desbloqueando cada vez más misterios del cosmos.,
el exoplaneta boom
a lo largo de la historia de la humanidad, nos hemos alejado continuamente para obtener una visión más amplia de nuestro lugar en el universo. Nuestro mundo se expandió de un continente a toda la Tierra. Entonces nos dimos cuenta de que la Tierra no es el Centro de todo, sino solo un planeta de varios orbitando el sol., Finalmente descubrimos que incluso nuestro sistema solar no es especial, sino uno de los innumerables otros. Y esta década, tenemos nuestro primer vistazo real a cuántos otros Hay por ahí.
los primeros exoplanetas – un planeta orbitando una estrella distinta del sol – fueron descubiertos en la década de 1990, pero las cosas no se recuperaron hasta que el telescopio espacial Kepler fue lanzado en 2009. Este observatorio fue diseñado para observar 150.000 estrellas simultáneamente, monitoreando la frecuencia con la que su luz se atenuaba. Si se veía un patrón regular, sugería que un planeta estaba pasando entre la estrella y la Tierra.,
Usando esta técnica (conocida como el método de Transición), Kepler descubrió más de 2.600 exoplanetas durante su carrera de nueve años. Con la ayuda de otros proyectos como HARPS, WASP y TESS, ese número ahora ha crecido a alrededor de 4,100. Y podemos inferir mucho sobre cómo son estos mundos, estudiando sus atmósferas, composición, masa, qué tipos de estrellas orbitan y cuán lejos están de esas estrellas.
de esto, hemos aprendido sobre todo tipo de planetas increíbles dignos de historias Pulposas de ciencia ficción. Hay mundos acuáticos, planetas negros, y algunos más calientes que las estrellas., Hay un planeta que es solo un diamante gigante, y otro con nubes hechas de rubíes y zafiros. En otros llueve rocas, vidrio o protector solar.
pero quizás los exoplanetas más intrigantes de todos son los que son más parecidos a la Tierra. Después de todo, estos son los mejores candidatos para que finalmente respondamos a la pregunta: «¿estamos solos en el universo?»Y resulta que los exoplanetas potencialmente habitables son bastante comunes.
uno de los mayores lanzamientos se produjo en 2017, con el descubrimiento de siete exoplanetas rocosos, aproximadamente del tamaño de la Tierra orbitando TRAPPIST-1., Tres de estos orbitan dentro de la zona habitable de la fría estrella enana roja, y estudios de seguimiento han demostrado que podría haber cantidades significativas de agua presente, lo que los convierte en algunos de los mejores contendientes para planetas habitables fuera de nuestro sistema solar.
y solo estamos empezando. Muchos más proyectos se lanzarán en los próximos años, buscando nuevos mundos o estudiando los conocidos en detalle. No nos sorprendería demasiado si nuestro próximo resumen de» década en revisión » incluye la detección de vida extraterrestre.,
La crisis climática
puede Que no sea el buen tipo de logros, pero en la última década hemos roto más registros climáticos que en cualquier otro momento en la historia humana. A medida que los efectos del cambio climático se hicieron más visibles, el tema realmente pasó a primer plano de la atención del público recientemente., Nuevos estudios revelaron el alcance de la situación y se pusieron en marcha planes para abordarla.
La abrumadora evidencia muestra un fuerte aumento en los niveles de dióxido de carbono atmosférico (CO2) después de aproximadamente 1750, no tan coincidentemente, alrededor de la época de la Revolución Industrial. Como resultado directo, las temperaturas superficiales en todo el mundo han estado aumentando constantemente desde entonces, con un aumento particularmente agudo que se produce en la segunda mitad del siglo 20. Esto, a su vez, está llevando a una variedad de efectos run-on.,
aunque lo conocemos desde hace mucho tiempo, el cambio climático ha dominado esta década en la ciencia, ya que las consecuencias tangibles comienzan a estallar. Según la NASA y la NOAA, 2016 fue el año más caluroso desde que comenzaron los registros en 1880, y los cinco primeros son los últimos cinco. Julio de 2019 tiene el récord del mes más caluroso.
otros estudios recientes han revelado lo que este exceso de calor le está haciendo al mundo. Un informe sobre el estado del clima para 2018 mostró que los eventos climáticos extremos como huracanes, inundaciones, sequías e incendios forestales se están volviendo más intensos y comunes., Los glaciares y el hielo polar se están reduciendo, y los niveles del Mar están aumentando.
en 2015, el CO2 atmosférico subió por encima de 400 partes por millón por primera vez en unos tres millones de años. Esto también significa que los océanos están absorbiendo más gas, haciéndolos más ácidos. La combinación de aguas más cálidas y más ácidas hizo que la Gran Barrera de coral de Australia se viera afectada por eventos de blanqueo consecutivos en 2016 y 2017. Si bien ha pasado por un trauma similar en el pasado distante, los expertos creen que los cambios actuales golpearon demasiado rápido para que el arrecife se recupere completamente.
Pero todavía hay esperanza., En 2015, casi 200 países firmaron el Acuerdo de París, comprometiéndose a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para evitar que las temperaturas globales suban 2° C (3.6° F) Por encima de los niveles preindustriales. Los informes del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) dicen que para cumplir con esos objetivos, se necesitarán cambios sin precedentes en todos los aspectos de la sociedad, y si las huelgas y protestas climáticas de 2019 son una indicación, la sociedad se está calentando a la idea.