ahogy a 2020-as futurisztikus hangzású év hordóját bámuljuk, itt az ideje az elmúlt évtized gondolkodásának. A világ az elmúlt 10 évben elég jelentős tudományos eredményeket ért el, mivel a felfedezések, fejlesztések évtizedei a készítés során végre megvalósultak. Az új atlasz a 2010-es évek öt legnagyobb úttörő, történelemalkotó mérföldköve.,
A Higgs bozon
2012 – ben egy új elemi részecskét fedeztek fel a CERN-ben, amely felhívta a világ figyelmét-még azok is, akik általában nem lehetnek a részecskefizikai hírek között. De ez azért van, mert ez nem volt közönséges részecske. Ez az újonc nem más volt, mint a Higgs bozon.,
bár drámai, de pontatlan beceneve, az “Isten részecske” miatt megragadta a közönség képzeletét, a Higgs-bozon számos okból hihetetlenül izgalmas lelet volt. Ez volt az utolsó elemi részecske, amelyet a részecskefizika Standard modellje jósolt, tömeget ad más elemi részecskéknek, a tudósok pedig közel 50 éve vadásznak rá.
az 1960-as évek előtt a Standard modellnek volt egy kis problémája: előrejelzései szerint a bozonoknak nevezett elemi részecskéknek nem szabad tömegük – de a megfigyelések azt mutatják, hogy igen., 1964-ben három tudóscsoport önállóan hasonló mechanizmusokkal jött létre a tömeg megszerzésére.
az uralkodó elképzelés szerint egy kvantummező egyenletesen áthatja az univerzumot. A bozonok érzik ezt a mezőt, ami lelassítja őket, és a folyamat során tömegeket ad nekik. Ezt a mezőt egy vadonatúj bozon közvetítené, amelyet még nem fedeztek fel – és nem lenne még 48 év.
az előre jelzett mezőt, mechanizmust és Bozont végül Peter Higgs-ről, az egyik fizikusról nevezték el, aki először javasolta.,
és elég biztos, hogy 2012-ben a CERN nagy Hadronütköztetőjének tudósai végre találtak egy részecskét, amely megfelel a Higgs-bozon előrejelzett tulajdonságainak. További kutatások később megerősítették, hogy ez a megfoghatatlan Higgs, és két, a javaslattételért felelős kutató-maga Higgs és Francois Englert, egy másik csapat fizikusa – elnyerte a 2013-as fizikai Nobel-díjat.,
az azóta eltelt években a CERN-nél végzett további kísérletek azt mutatták, hogy a Higgs-bozon minden mérése, beleértve annak centrifugálását, paritását, tömegét és más részecskékkel való kölcsönhatását, egyetértett a Standard modell előrejelzéseivel.
a részecskefizika Szent Gráljának fél évszázados vadászatát lezárva a Higgs-bozon könnyen az évtized egyik legfontosabb tudományos eredménye.,
CRISPR gén-szerkesztési
Arra, hogy módosítsa a gének élő emberek, illetve más szervezetek, volt vágott a sci-fi évtizedek óta–, illetve az évtized, valósággá vált., A CRISPR génszerkesztési rendszer arra törekszik, hogy forradalmasítsa az orvostudományt, potenciálisan segítve a nagyok, például a rák és a HIV elleni küzdelmet, valamint a nem egészségügyi problémák kezelését. De természetesen nem a viták nélkül.
A rendszeresen keresztezett rövid palindromiális ismétlések (CRISPR) a baktériumok által önvédelmi mechanizmusként természetesen használt DNS-szekvenciák családja. Az utóbbi években a tudósok rájöttek, hogy ezt a mechanizmust a géntechnológia eszközeként együtt választhatják, ha a CRISPR-t egy vezető RNS-szekvenciával és egy enzimmel, általában Cas9-vel kombinálják.,
sejtekben vagy élő szervezetekben történő alkalmazás esetén a vezető RNS a szerszámot a DNS kívánt részébe irányítja, ahol a Cas9 enzim szépen levágja. Ezt fel lehet használni a problémás gének – például azok, amelyek betegséget okoznak – kivágására, és új, hasznos gének beillesztésére.
eddig ezt a technikát mutatott ígéret a harc sok más betegségek, többek között a hagyományosan trükkös is, mint a rák, HIV, izomsorvadás, progéria, valamint a genetikai formái, a vakság, valamint a szívbetegség.
de a CRISPR potenciálja túlmutat önmagunk szerkesztésén., Szerkeszthetjük a növényeket, hogy jobb hozamú vagy táplálkozású növényeket készítsünk, szerkeszthetjük a rovarokat, hogy megállítsuk a betegségek terjedését, vagy szerkeszthetjük a sertéseket az emberi szervek transzplantáció céljából történő termesztésére.
természetesen, olyan ígéretesnek tűnik, mint a CRISPR, az eszköz olyan etikai kérdéseket vet fel, amelyek még mindig folyamatban vannak. A vizsgálatok szerint a CRISPR növeli annak esélyét, hogy egy sejt rákos megbetegedésben szenvedjen, és nem kívánt mutációkat okozhat az egész genomban. Ezeket az eredményeket hevesen vitatják.,
mindez 2018 novemberében merült fel, amikor a kínai tudósok bejelentették az ikerlányok születését, mint a világ első CRISPR szerkesztett emberi csecsemőjét. Jiankui professzor ő és csapata befecskendezte a CRISPR gépet az embrióba, eltávolítva egy CCR5 néven ismert gént. Ennek során a lányoknak immunitást kell kialakítaniuk a HIV-vel szemben.
a probléma az, hogy a kísérletet nagyrészt titokban végezték, az etikáról folytatott megfontolt vita éveit megkerülve., Egyes tudósok rámutattak, hogy a CCR5 funkciója rosszul érthető, a Törlés pedig hajlamosabbá teheti a lányokat olyan gyakori betegségekre, mint az influenza.
a meggondolatlan lépés után moratóriumot kértek az emberi csíravonal szerkesztésére, amíg ezeket az etikai kérdéseket meg nem lehet oldani.
ennek ellenére az emberekben végzett CRISPR-vizsgálatok még mindig haladnak előre – csak nem embriókban. Kínában 2016-ban kezdődtek, a tüdőrák elleni küzdelemben, de az eredményeket még nem tették közzé., Két vizsgálat indult az Egyesült Államokban 2019-ben, az egyik a rák három típusát célozta meg, a másik a sarlósejtes betegség, rendkívül ígéretes korai eredményekkel.
lehet, hogy sziklás kezdete volt, de a CRISPR génszerkesztés valószínűleg a történelem egyik legfontosabb áttörése lesz az orvostudományban, valamint olyan felhasználásokra, amelyeket még nem is gondoltunk.
Gravitációs hullámok
2015-ben a fizikusok hullámokat észleltek a téridő szövetében, amikor több mint egymilliárd fényév utazás után a föld felett mostak. Ez megerősítette a jóslat által nem más, mint Albert Einstein egy évszázaddal ezelőtt.
amikor Einstein 1916 – ban előterjesztette általános relativitáselméletét, azt sugallta, hogy bizonyos hatalmas tömegű tárgyakat érintő események lökéshullámokat generálnak magában a téridőben-egy olyan jelenséget, amelyet gravitációs hullámoknak hívtak.,
bár a világegyetem legerőteljesebb eseményei hozzák létre őket, mire ezek a hullámok elérik a Földet, csak kevesebbel torzítják a valóságot, mint egy atom magja. Ez természetesen lehetetlenné tette őket csaknem 100 évig észlelni-amíg a technológia végül felzárkózott.
a felelős technológia a Lézerinterferométer gravitációs hullámú Obszervatórium (LIGO), amely Louisiana és Washington két hatalmas létesítményében található. Mindegyik ikerdetektor két 4 km hosszú (2,5 mi) alagútból áll, L alakban., Rendkívül precíz műszerek figyelik a lézereket, amelyeket az alagutakban sugároznak a gerendák apró zavarai miatt, ami a létesítmény feletti gravitációs hullámoknak tulajdonítható.
és persze, 2015. szeptember 14-én mindkét LIGO detektor felvette első jelét. A hullámokat két, körülbelül 1, 3 milliárd fényévnyire lévő fekete lyuk ütközésével hozták létre.
Több tucat jel ömlött be az első észlelés óta, amelyet a LIGO, valamint az olaszországi Virgo létesítmény vett fel, amely 2017-ben robbant fel., Többségük két fekete lyuk összeolvadásának eredménye volt, mások egy neutroncsillagot elnyelő fekete lyukat és két neutroncsillagot ütköztek össze.
Ez a legutóbbi forgatókönyv adta nekünk a leglátványosabb tűzijátékot. Nem sokkal egy 2017-es gravitációs hullám észlelése után a világ minden tájáról érkező megfigyelőközpontok egy sor elektromágneses jelet észleltek ugyanabból a forrásból, beleértve a fényhullámokat, a gamma-sugárzást, a röntgensugarakat és a rádióhullámokat.,
egy évszázados rejtély megoldásáért a 2017-es fizikai Nobel-díjat Rainer Weiss, Kip Thorne és Barish fizikusoknak ítélték oda a gravitációs hullámok első észlelésében játszott szerepükért.
Ez sem a történet vége. A LIGO 2019 áprilisában kapott frissítést, a jövőbeli munkákkal, amelyek még érzékenyebbé teszik. A japán KAGRA Obszervatórium szintén decemberben csatlakozik a vadászathoz. Együtt, csendesebb, távolabbi eseményeket lehet felvenni, felszabadítva a kozmosz egyre több rejtélyét.,
A exobolygó bumm
Több, mint az emberi történelem folyamán, már folyamatosan nagyított ki, hogy egy szélesebb kilátást a hely az univerzumban. Világunk egy kontinensről az egész földre kiterjedt. Aztán rájöttünk, hogy a Föld nem mindennek a központja, csak a Nap körül keringő több bolygó egyetlen bolygója., Végül rájöttünk, hogy még a naprendszerünk sem különleges,hanem a számtalan ilyen másik. És ebben az évtizedben, az első igazi pillantásunk arra, hogy hányan vannak még odakint.
az első néhány exobolygót – a naptól eltérő csillag körül keringő bolygót – az 1990-es években fedezték fel, de a dolgok nem igazán emelkedtek fel, amíg a Kepler Űrteleszkóp 2009-ben elindult. Ezt az obszervatóriumot úgy tervezték, hogy egyszerre 150 000 csillagot nézzen, figyelve, hogy fényük milyen gyakran halványodik. Ha egy szabályos mintát láttak, az azt sugallta, hogy egy bolygó halad a csillag és a Föld között.,
ezzel a technikával (az átmeneti módszer néven ismert) Kepler több mint 2600 exoplanetet fedezett fel kilenc éves futása során. Más projektek, például a hárfa, a darázs és a TESS segítségével ez a szám most 4100-ra nőtt. És sokat következtethetünk arra, hogy milyenek ezek a világok, tanulmányozva a légkörüket, összetételüket, tömegüket, milyen típusú csillagokat keringenek, és milyen messze vannak azoktól a csillagoktól.
ebből megtudtunk mindenféle hihetetlen bolygóról, amelyek méltóak a pépes sci-fi történetekre. Vannak vízi világok, koromfekete bolygók, és vannak, amelyek forróbbak, mint a csillagok., Van egy bolygó, ami csak egy hatalmas gyémánt, a másik pedig rubinból és zafírból készült felhőkkel. Másokon sziklák, üveg vagy fényvédő esik.
de talán a legérdekesebb exoplanetek azok, amelyek Földszerűbbek. Végül is ezek a legjobb jelöltek számunkra, hogy végre válaszoljunk a kérdésre: “egyedül vagyunk az univerzumban?”Kiderült, hogy a potenciálisan lakható exoplanetek meglehetősen gyakoriak.
az egyik legnagyobb fogás 2017-ben érkezett, hét sziklás, nagyjából Föld méretű exoplanet felfedezésével, amelyek a TRAPPIST-1 körül keringtek., Ezek közül három a hűvös vörös törpecsillag lakható zónáján belül helyezkedik el, és a nyomonkövetési vizsgálatok kimutatták, hogy jelentős mennyiségű víz jelen lehet, így a naprendszerünkön kívüli lakható bolygók legjobb versenyzői.
és még csak most kezdjük. Rengeteg további projekt indul a következő néhány évben, új világokat keres, vagy részletesen tanulmányozza az ismerteket. Nem lennénk túl meglepve, ha a következő “áttekintő évtized” roundup magában foglalja a földönkívüli élet felfedezését.,
Az éghajlati válság
lehet, Hogy nem a jó fajta eredmény, de az elmúlt évtizedben, megtört több éghajlati adatok, mint bármely más ponton az emberi történelem. Ahogy az éghajlatváltozás hatásai láthatóbbá váltak, a kérdés valóban előtérbe került a közvélemény figyelmének a közelmúltban., Az új tanulmányok feltárták a helyzet mértékét, és terveket készítettek annak kezelésére.
a nyomasztó bizonyítékok a légköri szén – dioxid (CO2) szintjének hirtelen emelkedését mutatják körülbelül 1750-nem véletlen egybeesés után, az ipari forradalom idején. Ennek közvetlen eredményeként, felszíni hőmérsékletek szerte a világon folyamatosan emelkedik azóta, egy különösen éles kiugrás előforduló második felében a 20.század. Ez viszont számos run-on hatáshoz vezet.,
bár már régóta tudunk róla, az éghajlatváltozás uralta ezt az évtizedet a tudományban, mivel a kézzelfogható következmények felgyulladnak. A NASA és a NOAA szerint 2016 volt a legmelegebb év az 1880-as rekordok óta, és az első öt az utolsó öt. 2019. július tartja a legforróbb hónap rekordját.
más közelmúltbeli tanulmányok kiderítették, hogy ez a felesleges hő mit tesz a világgal. A 2018-as Klímajelentés szerint az olyan szélsőséges időjárási események, mint a hurrikánok, árvizek, aszályok és erdőtüzek egyre intenzívebbek és gyakoribbak., A gleccserek és a sarki jég csökken, a tenger szintje emelkedik.
2015-ben a légköri CO2 körülbelül három millió év alatt először 400 rész / millió fölé emelkedett. Ez azt is jelenti, hogy az óceánok jobban elnyelik a gázt, így savasabbak. A melegebb és savasabb vizek kombinációja miatt 2016-ban és 2017-ben Ausztrália Nagy-Korallzátonyát back-to-back fehérítő események sújtották. Bár a távoli múltban hasonló traumán ment keresztül, a szakértők úgy vélik, hogy a jelenlegi változások túl gyorsan csapódtak be ahhoz, hogy a zátony teljesen felépüljön.
de van még remény., 2015-ben közel 200 ország írta alá a Párizsi Megállapodást, vállalva az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentését annak érdekében, hogy a globális hőmérséklet ne emelkedjen 2° C-kal (3,6° F) az iparosodás előtti szint felett. Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) jelentése szerint e célok elérése érdekében példátlan változásokra lesz szükség a társadalom minden területén – és ha a 2019-es éghajlati sztrájkok és tiltakozások bármilyen jelzést jelentenek, a társadalom felmelegszik az ötlethez.