Som vi stirrer ned fat av den futuristiske-klingende år 2020, det er en tid for refleksjon over det siste tiåret. Verden har sett noen ganske store vitenskapelige bragder i de siste 10 årene, som funn og utbygginger tiår i å gjøre endelig ble realisert. Nytt Atlas runder opp fem av de mest banebrytende, historie-noe som gjør milepæler av 2010s.,
Higgs-bosonet
I 2012, en ny elementærpartikkel ble oppdaget ved CERN i sveits som fanget oppmerksomheten til verden – også de som normalt ikke være over partikkel fysikk nyheter. Men det er fordi dette var ingen vanlig partikkel. Denne nykommeren var ingen andre enn Higgs-bosonet.,
Mens det kan ha tatt den offentlige fantasi på grunn av sin dramatiske, men unøyaktig kallenavn, «Guds partikkel» Higgs-bosonet ble en utrolig spennende å finne for en rekke årsaker. Det var den siste elementærpartikkel spådd av standardmodellen for partikkelfysikk, det gir masse til andre elementærpartikler, og forskere hadde vært på jakt etter det for nesten 50 år.
Før 1960-tallet, Standard-Modellen hadde litt av et problem: i henhold til sine spådommer, elementære partikler kalt bosoner bør har ingen masse – men observasjoner viser de gjør., I 1964, tre lag av forskere uavhengig kom opp med lignende mekanismer for hvordan de får masse.
i Henhold til den rådende tanken, en quantum field jevnt gjennomsyrer hele universet. Bosoner føler dette feltet, hvilket senker dem ned, og i prosessen, gir dem masse. Dette feltet ville være mediert av en splitter ny bosonet som hadde ennå ikke oppdaget – og det ville ikke være det for en annen 48 år.
De foreslåtte feltet, mekanisme og bosonet alle til slutt kom til å bli oppkalt etter Peter Higgs, en av fysikerne som først foreslo det.,
Og sikker nok, i 2012 har forskere ved CERN ‘ s Large Hadron Collider endelig funnet en partikkel konsistent med den predikerte egenskaper av Higgs-bosonet. Videre forskning senere bekreftet det å være unnvikende Higgs, og to av forskerne som er ansvarlig for å foreslå det – Higgs seg selv og Francois Englert, en fysiker på et annet team – ble tildelt 2013 nobelprisen i Fysikk.,
I årene siden, videre eksperimenter ved CERN i sveits viste at alle målinger av Higgs-bosonet, inkludert dens spinn, paritet, masse og interaksjoner med andre partikler, som er avtalt med spådommer om Standard-Modellen.
Lukke et halvt århundre jakten på den Hellige Gral av partikkelfysikk, Higgs-bosonet er lett en av de viktigste vitenskapelige prestasjoner av tiåret.,
CRISPR gen-redigering
Muligheten til å redigere gener av levende mennesker og andre organismer som har vært et fast innslag av science fiction i flere tiår – og dette tiåret, det ble en realitet., Den CRISPR gen-redigering-systemet er klar til å revolusjonere medisinen kan hjelpe oss kjempe om de virkelig store som kreft og HIV, samt håndtere ikke-helseproblemer. Men selvfølgelig, det er ikke uten kontroverser.
Gruppert regelmessig interspaced kort palindromic gjentar (CRISPR) er en familie av DNA-sekvenser naturlig brukes av bakterier som selvforsvar mekanisme. I de senere år har forskere innså at de kunne co-opt denne mekanismen som et verktøy for genteknologi, ved å kombinere CRISPR med en guide RNA-sekvens og et enzym, vanligvis Cas9.,
Når det brukes i celler eller organismer, guide-RNA-leder verktøyet til ønsket del av DNA, der Cas9 enzym pent klipper det. Som kan brukes til å klippe ut plagsom gener – slik som de som er årsak til sykdom – og sette inn nye, gunstige seg.
Så langt, og denne teknikken har vist lovende i kampen mot mange ulike sykdommer, inkludert tradisjonelt vanskelige seg som kreft, HIV, muskeldystrofi, progeria, og genetiske former for blindhet og hjerte-og karsykdommer.
Men CRISPR potensial strekker seg utover redigering av oss selv., Vi kan redigere planter å gjøre avlinger med bedre avkastning eller ernæring, redigere insekter for å stoppe dem å spre sykdom, eller redigere griser til å vokse menneskelige organer til transplantasjon.
selvfølgelig, som lovende som CRISPR synes verktøyet reiser etiske problemstillinger som fortsatt er i ferd med å bli adressert. Studier har antydet at CRISPR øker sjansene for en celle å utvikle kreft nedover stien, og kan forårsake utilsiktede mutasjoner i hele genomet. Disse resultatene er heftig debattert.,
Det kom til et hode i November 2018, da Kinesiske forskere kunngjorde fødselen av to jentene som verdens første CRISPR-redigert menneskelige spedbarn. Professor Jiankui Han og hans team injiserte CRISPR maskiner i et embryo, sletting av et gen som kalles CCR5. Ved å gjøre det, jentene skal utvikle en immunitet mot HIV.
problemet er eksperimentet ble gjennomført i stor grad i hemmelighet, sidestepping år anses debatt om etikk., Noen forskere påpekt at funksjonen av CCR5 er dårlig forstått, og slette det kunne få jenter mer utsatt for å få vanlige sykdommer som influensa.
Etter denne hensynsløse flytte, samtaler har blitt laget for et moratorium på menneskelig germline redigering til disse etiske spørsmål kan være sortert ut.
til Tross for dette, CRISPR studier på mennesker er fortsatt går videre – bare ikke i embryo. De begynte i Kina i 2016, i forsøk til kampen lungekreft, men resultatene er ennå ikke publisert., To studier sparket i USA i 2019, med en målgruppe tre typer av kreft og andre sigdcelleanemi, med svært lovende første resultatene.
Det kan ha hatt en god start, men CRISPR gen-redigering vil trolig gå ned i historien som en av de viktigste gjennombruddene i medisin, så vel som for bruker vi ikke har selv vurdert ennå.
gravitasjonsbølger
I 2015, fysikere oppdaget krusninger i selve kjernen av romtid som de skylte over Jorden etter reiser mer enn en milliard lysår. Dette bekreftet en prognose laget av ingen andre enn Albert Einstein for et århundre siden.
Når Einstein la fram sin generelle relativitetsteori i 1916, er det underforstått at visse hendelser som involverer objekter med store massene ville generere shockwaves i romtid seg selv – et fenomen som kom til å bli kalt gravitasjonsbølger.,
Selv om de er laget av noen av de mest energiske hendelser i universet, av den tiden disse bølgene nå Jorden de er bare fordreining av virkeligheten mindre enn kjernen av et atom. Som, selvfølgelig, gjorde dem umulig å oppdage for nesten 100 år – til-teknologi til slutt blir fanget opp.
Den teknologi som er ansvarlig Laser Interferometer Gravitasjons-wave Observatory (LIGO), som ligger i to store anlegg i Louisiana og Washington. Hver av disse to detektorer er satt sammen av to 4-km-lang (2.5-mi) tunneler i en L-form., Ekstremt presise instrumenter se over lasere strålte ned disse tunneler for minimale forstyrrelser i bjelker, som kan henføres til gravitasjonsbølger vask over anlegget.
Og sikker nok, September 14, 2015, både LIGO detektorer plukket opp sin første signal. Bølgene ble produsert i en kollisjon mellom to sorte hull omtrent 1,3 milliarder lysår unna.
Dusinvis av signaler har strømmet inn i siden det første deteksjon, plukket opp av LIGO samt Jomfruen anlegget i Italia, som fyrte opp i 2017., De fleste har blitt resultatet av to sorte hull sammenslåing, men andre har inkludert et svart hull å svelge et nøytron stjerne, og to nøytron stjerner kolliderer.
Det er som lattermost scenario som ga oss den mest imponerende fyrverkeri show. Snart etter en gravitasjons bølge oppdagelse i 2017, jorden hele verden oppdaget en hel rekke av elektromagnetiske signaler fra samme kilde, inkludert lys bølger, en gamma-ray burst, X-stråler, og radiobølger.,
For å løse et hundre år gammelt mysterium, den 2017 nobelprisen i Fysikk tildelt fysikere Rainer Weiss, Kip Thorne og Barry Barish for sine roller i den første påvisning av gravitasjonsbølger.
Dette er ikke slutten av historien heller. LIGO fikk en oppgradering i April 2019, med fremtidige arbeider planlagt å gjøre det enda mer følsom. Den KAGRA observatory i Japan er også grunn til å delta i hunt i desember. Sammen, roligere og mer fjernt hendelser kan bli plukket opp, låse opp stadig mer mysterier av kosmos.,
exoplanet boom
i løpet av menneskets historie, og vi har kontinuerlig zoomet ut for å få et bredere syn på vår plass i universet. Vår verden er utvidet fra ett kontinent til hele Jorden. Da skjønte vi at Jorda ikke er sentrum av alt, men bare en planet av flere som går i bane rundt Solen., Til slutt oppdaget vi at også vårt solsystem er ikke spesiell, men en av utallige slike andre. Og dette tiåret, fikk vi vår første virkelige se på hvor mange andre der ute.
De første få eksoplaneter – en planet i bane rundt en stjerne andre enn Solen – ble oppdaget på 1990-tallet, men at ting egentlig ikke plukke opp før Kepler Space Telescope lansert i 2009. Dette observatoriet ble designet for å se 150,000 stjerner samtidig, overvåke hvor ofte deres lys nedtonet. Hvis et vanlig mønster ble sett, er det foreslått en planet var passerer mellom stjernen og Jord.,
ved Hjelp av denne teknikken (kjent som overgangen metode), Kepler oppdaget over 2600 eksoplaneter under sin ni-årige løp. Med hjelp fra andre prosjekter som HARPER, VEPS, og TESS, at antallet har nå økt til rundt 4,100. Og vi kan antyde mye om hva disse verdener er som, ved å studere deres atmosfærer, sammensetning, masse, hvilke typer av stjernene de «orbit» og hvor langt unna de er fra disse stjernene.
Fra dette, vi har lært om alle slags utrolige planeter verdig pulpy sci-fi historier. Det er vann verdener, pitch-svart planeter, og litt varmere enn stjerner., Det er en planet som er bare en gigantisk diamond, og en annen med skyer laget av rubiner og safirer. På andre det regner stein, glass eller solkrem.
Men kanskje den mest spennende eksoplaneter av alt er de som er mer Earth-lignende. Tross alt, disse er de beste kandidatene for oss å endelig svar på spørsmålet: «er vi alene i universet?»Og det slår ut, potensielt beboelige eksoplaneter er ganske vanlig.
En av de største sleper kom i 2017, med oppdagelsen av syv steinete, omtrent Jorden-størrelse eksoplaneter i bane rundt TRAPPIST-1., Tre av disse bane i den beboelige sonen av de kule rød dverg stjerne, og oppfølging studier har vist at det kan være betydelige mengder vann til stede, noe som gjør dem til noen av de beste contenders for beboelige planeter utenfor vårt solsystem.
Og vi er bare begynnelsen. Nok flere prosjekter er satt til å lansere i de neste par år, på jakt etter nye verdener eller studere kjente av dem i detalj. Vi ville ikke bli altfor overrasket om vår neste «tiår på nytt» roundup inkluderer deteksjon av utenomjordisk liv.,
klimakrisen
Det kan ikke være i god form for prestasjon, men i det siste tiåret har vi brutt mer klima-poster enn på noe annet punkt i menneskehetens historie. Som effekter av klimaendringer ble mer synlige, problemet virkelig kom til forkant av publikums oppmerksomhet i det siste., Nye studier viste omfanget av situasjonen, og planer ble satt i bevegelse for å løse det.
Overveldende bevis viser en skarp uptick i atmosfærisk karbondioksid (CO2) nivåer etter ca 1750 – ikke-så-tilfeldigvis, i tiden rundt den Industrielle Revolusjon. Som et direkte resultat, overflate temperaturer rundt om i verden har vært jevnt stigende siden den gang, med en spesielt skarp uptick forekommende i andre halvdel av det 20. århundre. Dette i sin tur fører til et utvalg av kjøre-effekter.,
Mens vi har visst om det lenge, klimaendringer har preget dette tiåret i vitenskap, som konkrete konsekvensene begynner å blusse opp. I henhold til NASA og NOAA, 2016 var det varmeste året siden målingene startet i 1880, og de fem øverste er de fem siste. Juli 2019 holder rekorden for varmeste måned.
Andre nyere studier har avslørt akkurat hva dette overflødig varme gjør med verden. En Tilstand av Klima-rapport for 2018 viste at ekstremvær som orkaner, flom, tørke og wildfires blir mer intens og vanlige., Isbreer og polar-isen krymper, og havnivået stiger.
I 2015, atmosfærisk CO2 klatret over 400 deler per million for første gang i om lag tre millioner år. Dette betyr også at havene er å absorbere mer av gassen, noe som gjør dem mer syrlig. Kombinasjonen av varmere og surere vann så Australias Great Barrier Reef hit med back-to-back bleking hendelser i 2016 og 2017. Mens det er gått gjennom lignende traumer i en fjern fortid, eksperter mener de aktuelle endringene, slo for fort for Revet for å bli helt frisk fra.
Men det er fortsatt håp., I 2015, og nesten 200 land logget inn Paris-Avtalen, har lovet å kutte tilbake på klimagassutslipp for å holde global temperatur fra rising 2° C (3.6° F) over før-industrielt nivå. Rapporter fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sier at for å møte disse målene, enestående endringer vil være nødvendig i alle deler av samfunnet – og hvis 2019 klima streiker og protester er noen indikasjon, samfunn varmer opp til ideen.