alors que nous regardons le canon de l’année 2020 aux sonorités futuristes, c’est le moment de réfléchir sur la dernière décennie. Le monde a connu des réalisations scientifiques assez importantes au cours des 10 dernières années, alors que les découvertes et les développements des décennies en cours ont finalement été réalisés. Le Nouvel Atlas rassemble cinq des jalons les plus révolutionnaires et historiques des années 2010.,
Le boson de Higgs
En 2012, une nouvelle particule élémentaire a été découvert au CERN qui a attiré l’attention du monde – même ceux qui ne peuvent pas normalement être à travers la physique des particules nouvelles. Mais c’est parce que ce n’était pas une particule. Ce nouveau venu n’était autre que le boson de Higgs.,
bien qu’il ait pu captiver l’imagination du public en raison de son surnom dramatique mais inexact, « la particule de Dieu”, le boson de Higgs était une découverte incroyablement excitante pour un certain nombre de raisons. C’était la dernière particule élémentaire prédite par le modèle Standard de la physique des particules, elle donne de la masse à d’autres particules élémentaires, et les scientifiques la recherchaient depuis près de 50 ans.
avant les années 1960, le modèle Standard avait un peu de problème: selon ses prédictions, les particules élémentaires appelées bosons ne devraient pas avoir de masse – mais les observations montrent qu’elles le font., En 1964, trois équipes de scientifiques ont indépendamment mis au point des mécanismes similaires pour gagner de la masse.
selon l’idée dominante, un champ quantique imprègne uniformément l’univers. Les Bosons ressentent ce champ, ce qui les ralentit et, dans le processus, leur donne de la masse. Ce champ serait médié par un tout nouveau boson qui n’avait pas encore été découvert – et ce ne serait pas avant 48 ans.
le champ prédit, le mécanisme et le boson ont tous fini par être nommés D’après Peter Higgs, l’un des physiciens qui l’ont proposé le premier.,
et effectivement, en 2012, les scientifiques du Grand collisionneur de hadrons du CERN ont finalement trouvé une particule compatible avec les propriétés prédites du boson de Higgs. D’autres recherches ont ensuite confirmé qu’il s’agissait de L’insaisissable Higgs, et deux des chercheurs chargés de le proposer – Higgs lui – même et François Englert, physicien d’une autre équipe-ont reçu le prix Nobel de physique 2013.,
dans les années qui ont suivi, d’autres expériences au CERN ont montré que toutes les mesures du boson de Higgs, y compris son spin, sa parité, sa masse et ses interactions avec d’autres particules, concordaient avec les prédictions du modèle Standard.
clôturant un demi-siècle de recherche du Saint Graal de la physique des particules, le boson de Higgs est sans conteste l’une des réalisations scientifiques les plus importantes de la décennie.,
édition du gène CRISPR
la capacité d’éditer les gènes d’humains vivants et d’autres organismes est un aliment de base de la science-fiction depuis des décennies-et cette décennie, c’est devenu une réalité., Le système D’édition de gènes CRISPR est sur le point de révolutionner la médecine, en nous aidant potentiellement à lutter contre les grands comme le cancer et le VIH, ainsi que contre les problèmes non sanitaires. Mais bien sûr, ce n’est pas sans controverses.
Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) est une famille de séquences D’ADN naturellement utilisées par les bactéries comme mécanisme d’autodéfense. Ces dernières années, les scientifiques ont réalisé qu’ils pourraient coopter ce mécanisme comme un outil pour le génie génétique, en combinant CRISPR avec une séquence d’ARN guide et une enzyme, généralement Cas9.,
lorsqu’il est utilisé dans des cellules ou des organismes vivants, L’ARN guide dirige l’outil vers la section d’ADN souhaitée, où L’enzyme Cas9 le coupe soigneusement. Cela peut être utilisé pour extraire les gènes gênants – tels que ceux qui causent la maladie – et insérer de nouveaux gènes bénéfiques.
jusqu’à présent, cette technique s’est révélée prometteuse dans la lutte contre de nombreuses maladies différentes, y compris des maladies traditionnellement délicates comme le cancer, le VIH, la dystrophie musculaire, la progéria et les formes génétiques de cécité et de maladie cardiaque.
mais le potentiel de CRISPR s’étend au-delà de l’édition nous-mêmes., Nous pouvons éditer des plantes pour faire des cultures avec de meilleurs rendements ou une meilleure nutrition, éditer des insectes pour les empêcher de propager des maladies ou éditer des porcs pour cultiver des organes humains en vue d’une transplantation.
bien sûr, aussi prometteur que CRISPR semble, L’outil soulève des questions éthiques qui sont encore en cours d’examen. Des études ont suggéré que CRISPR augmente les chances qu’une cellule développe un cancer sur la voie, et pourrait provoquer des mutations involontaires dans tout le génome. Ces résultats sont vivement débattus.,
tout a commencé en novembre 2018, lorsque des scientifiques chinois ont annoncé la naissance de jumelles en tant que premiers bébés humains édités par CRISPR au monde. Le professeur Jiankui He et son équipe ont injecté la machinerie CRISPR dans l’embryon, supprimant un gène connu sous le nom de CCR5. Ce faisant, les filles devraient développer une immunité contre le VIH.
le problème est que l’expérience a été menée en grande partie en secret, contournant des années de débat réfléchi sur l’éthique., Certains scientifiques ont souligné que la fonction de CCR5 est mal comprise et que sa suppression pourrait rendre les filles plus sensibles aux maladies courantes comme la grippe.
Après cette décision imprudente, des appels ont été lancés pour un moratoire sur l’édition de la lignée germinale humaine jusqu’à ce que ces questions éthiques puissent être réglées.
malgré cela, les essais CRISPR chez l’homme sont toujours en cours – mais pas chez les embryons. Ils ont commencé en Chine en 2016, dans le but de lutter contre le cancer du poumon, mais les résultats n’ont pas encore été publiés., Deux essais ont débuté aux États-Unis en 2019, l’un ciblant trois types de cancer et l’autre la drépanocytose, avec des résultats précoces extrêmement prometteurs.
Il a peut-être eu un début difficile, mais L’édition de gènes CRISPR restera probablement dans l’histoire comme l’une des percées les plus importantes en médecine, ainsi que pour des utilisations que nous n’avons même pas encore envisagées.
les ondes Gravitationnelles
En 2015, des physiciens ont détecté des ondulations dans le tissu même de l’espace-temps alors qu’ils se lavaient au-dessus de la Terre après avoir parcouru plus d’un milliard d’années-lumière. Cela a confirmé une prédiction faite par nul autre Qu’Albert Einstein il y a un siècle.
lorsque Einstein a présenté sa théorie générale de la relativité en 1916, cela impliquait que certains événements impliquant des objets avec des masses énormes généreraient des ondes de choc dans l’espace – temps lui-même-un phénomène qui a été appelé ondes gravitationnelles.,
bien qu’elles soient créées par certains des événements les plus énergétiques de l’univers, au moment où ces ondes atteignent la Terre, elles ne déforment la réalité que de moins que le noyau d’un atome. Cela, bien sûr, les a rendus impossibles à détecter pendant près de 100 ans – jusqu’à ce que la technologie soit finalement rattrapée.
la technologie responsable est le laser Interferometer gravitational-wave Observatory (LIGO), installé dans deux énormes installations en Louisiane et à Washington. Chacun de ces détecteurs jumeaux est constitué de deux tunnels de 4 km de long (2,5 mi) en forme de L., Des instruments extrêmement précis surveillent les lasers rayonnés dans ces tunnels pour détecter de minuscules perturbations dans les faisceaux, qui peuvent être attribuées aux ondes gravitationnelles qui submergent l’installation.
et effectivement, le 14 septembre 2015, les deux détecteurs LIGO ont capté leur tout premier signal. Les ondes ont été produites lors d’une collision entre deux trous noirs à environ 1,3 milliard d’années-lumière.
des dizaines de signaux ont afflué depuis cette première détection, captés par LIGO ainsi que par L’installation Virgo en Italie, qui s’est déclenchée en 2017., La plupart ont été le résultat de la fusion de deux trous noirs, mais d’autres ont inclus un trou noir avalant une étoile à neutrons et deux étoiles à neutrons entrant en collision.
c’est ce dernier scénario qui nous a donné le spectacle de feux d’artifice le plus impressionnant. Peu après une détection d’ondes gravitationnelles en 2017, des observatoires du monde entier ont détecté toute une série de signaux électromagnétiques provenant de la même source, notamment des ondes lumineuses, un sursaut gamma, des rayons X et des ondes radio.,
pour avoir résolu un mystère centenaire, le prix Nobel de physique 2017 a été décerné aux physiciens Rainer Weiss, Kip Thorne et Barry Barish pour leur rôle dans la première détection des ondes gravitationnelles.
Ce n’est pas non plus la fin de l’histoire. LIGO a reçu une mise à niveau en avril 2019, avec des travaux futurs prévus pour le rendre encore plus sensible. L’Observatoire KAGRA au Japon devrait également se joindre à la chasse en décembre. Ensemble, des événements plus calmes et plus lointains peuvent être captés, débloquant toujours plus de mystères du cosmos.,
le boom des exoplanètes
Au cours de l’histoire humaine, nous avons continuellement zoomé pour avoir une vue plus large de notre place dans l’univers. Notre monde s’est étendu d’un continent à la Terre entière. Ensuite, nous avons réalisé que la Terre n’est pas le centre de tout, mais juste une planète de plusieurs en orbite autour du Soleil., Finalement, nous avons découvert que même notre système solaire n’est pas spécial, mais l’un des innombrables autres. Et cette décennie, nous avons eu notre premier vrai regard sur combien d’autres sont là-bas.
Les premières exoplanètes – une planète en orbite autour d’une étoile autre que le soleil – ont été découvertes dans les années 1990, mais les choses n’ont pas vraiment repris jusqu’au lancement du télescope spatial Kepler en 2009. Cet observatoire a été conçu pour observer 150 000 étoiles simultanément, en surveillant la fréquence à laquelle leur lumière s’atténue. Si un motif régulier était observé, cela suggérait qu’une planète passait entre l’étoile et la Terre.,
en utilisant cette technique (connue sous le nom de méthode de transition), Kepler a découvert plus de 2 600 exoplanètes au cours de son cycle de neuf ans. Avec l’aide d’autres projets comme HARPS, WASP et TESS, ce nombre est maintenant passé à environ 4 100. Et nous pouvons en déduire beaucoup sur ce que sont ces mondes, en étudiant leurs atmosphères, leur composition, leur masse, quels types d’étoiles ils orbitent et à quelle distance ils sont de ces étoiles.
de cela, nous avons appris toutes sortes de planètes incroyables dignes d’histoires de science-fiction pulpeuses. Il y a des mondes d’eau, des planètes noires et certaines plus chaudes que les étoiles., Il y a une planète qui n’est qu’un diamant géant, et une autre avec des nuages faits de rubis et de saphirs. Sur d’autres, il pleut des roches, du verre ou de la crème solaire.
mais les exoplanètes les plus intrigantes de toutes sont peut-être celles qui ressemblent davantage à la Terre. Après tout, ce sont les meilleurs candidats pour que nous puissions enfin répondre à la question » sommes-nous seuls dans l’univers? »Et il s’avère que les exoplanètes potentiellement habitables sont assez courantes.
en 2017, La Découverte de sept exoplanètes rocheuses de la taille de la Terre en orbite autour de TRAPPIST-1 a été l’une des plus importantes., Trois d’entre elles orbitent dans la zone habitable de l’étoile naine rouge fraîche, et des études de suivi ont montré qu’il pourrait y avoir des quantités importantes d’eau présentes, ce qui en fait l’un des meilleurs prétendants pour des planètes habitables en dehors de notre système solaire.
et nous ne faisons que commencer. De nombreux autres projets devraient être lancés dans les prochaines années, à la recherche de nouveaux mondes ou en étudiant les mondes connus en détail. Nous ne serions pas trop surpris si notre prochain tour d’horizon” decade in review » inclut la détection de la vie extraterrestre.,
la crise climatique
ce n’est peut-être pas le bon genre de réalisation, mais au cours de la dernière décennie, nous avons battu plus de records climatiques qu’à tout autre moment de l’histoire humaine. À mesure que les effets du changement climatique sont devenus plus visibles, la question a vraiment attiré l’attention du public récemment., De nouvelles études ont révélé l’ampleur de la situation et des plans ont été mis en place pour y remédier.
des preuves accablantes montrent une forte hausse des niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique (CO2) après environ 1750 – pas si par hasard, à l’époque de la Révolution Industrielle. En conséquence directe, les températures de surface dans le monde n’ont cessé d’augmenter depuis, avec une hausse particulièrement forte dans la seconde moitié du 20ème siècle. Ceci, à son tour, conduit à une variété d’effets d’exécution.,
bien que nous le sachions depuis longtemps, le changement climatique a dominé cette décennie dans la science, alors que des conséquences tangibles commencent à éclater. Selon la NASA et la NOAA, 2016 a été l’année la plus chaude depuis le début des enregistrements en 1880, et les cinq premiers sont les cinq derniers. Juillet 2019 détient le record du mois le plus chaud.
d’autres études récentes ont révélé exactement ce que cet excès de chaleur fait au monde. Un rapport sur L’État du climat pour 2018 a montré que les événements météorologiques extrêmes tels que les ouragans, les inondations, les sécheresses et les incendies de forêt deviennent plus intenses et plus fréquents., Les Glaciers et la glace polaire rétrécissent et le niveau de la mer augmente.
en 2015, le CO2 atmosphérique a dépassé les 400 parties par million pour la première fois depuis environ trois millions d’années. Cela signifie également que les océans absorbent plus de gaz, les rendant plus acide. La combinaison d’eaux plus chaudes et plus acides a frappé la Grande Barrière de corail australienne avec des événements de blanchiment consécutifs en 2016 et 2017. Bien qu’il ait subi un traumatisme similaire dans un passé lointain, les experts estiment que les changements actuels ont frappé trop rapidement pour que le récif se rétablisse complètement.
Mais il y a encore de l’espoir., En 2015, près de 200 pays ont signé l’accord de Paris, s’engageant à réduire les émissions de gaz à effet de serre afin d’empêcher la hausse des températures mondiales de 2° C (3.6° F) au-dessus des niveaux préindustriels. Les rapports du groupe D’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) indiquent que pour atteindre ces objectifs, des changements sans précédent seront nécessaires dans tous les aspects de la société – et si les grèves et les manifestations climatiques de 2019 sont une indication, la société se réchauffe à l’idée.