Враховуючи швидкі темпи змін у технології та науці, можна легко забути те, про що ми не знали лише кілька коротких років тому. Минуле десятиліття зазнало проривів у фізиці, біології та астрономії, якщо назвати лише декілька. Які з цих відкриттів є найважливішими, мабуть, історики судять, але деякі наслідки відкриттів на початку десятиліття починають відзначатися. Ось наш вибір для найбільших наукових досягнень десятиліття та дивовижних відкриттів.
2010 рік: Перше синтетичне "життя"
Вчені розмили межу між природним та техногенним у 2010 році, створивши перший в історії організм із синтетичним геномом. Вчені Інституту Дж. Крейга Вентера зібрали геном бактерії Мікоплазма мікоїди з понад мільйона пар основ ДНК. Потім вони вставили цей геном, створений людиною, в іншу бактерію, Мікоплазма каприкол, що випорожнили його ДНК. The M. capricolumНевдовзі російська техніка почала переводити інструкції цього синтетичного геному в дію, відтворюючи так само M. mycoides би.
З цього прориву вчені продовжували робити успіхи в синтетичній біології. У 2016 році вчені побудували найменший синтетичний мікроб досі, маючи всього 473 гени. У 2017 році вони оголосили про створення п'яти синтетичних дріжджових хромосом; план полягає в заміні всіх 16-ти хромосом в дріжджах синтетичними хромосомами, які можуть бути налаштовані для виконання певних завдань, таких як антибіотики масового виробництва або навіть створення м'яса, вирощеного в лабораторії.
2011 рік: профілактичне лікування ВІЛ
Сьогодні багато людей з високим ризиком зараження вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ), який викликає СНІД, щодня приймають таблетки, щоб зменшити їхній ризик. У 2012 році Американська адміністрація з контролю за продуктами харчування та лікарськими засобами для цієї мети схвалила ліки під назвою Truvada. Але це велике дослідження, опубліковане в 2011 році, стало основою для цієї морської зміни щодо профілактики ВІЛ.
Це дослідження, яке журнал Science назвав «проривом року», вперше з 1994 року показало новий спосіб запобігання передачі ВІЛ від однієї людини до іншої. (У 1994 році дослідники повідомили, що знайшли фармацевтичний варіант, який допоможе запобігти передачі ВІЛ від вагітної жінки до її плоду.) Дослідження розпочалося в 2005 році, і результати 2011 року були проміжними результатами. У цих даних дослідники виявили на 96% зниження рівня передачі ВІЛ. Підсумкові дані, що охоплюють все 10-річне дослідження, повідомлене в журналі The New England Journal of Medicine за 2016 рік, показали зменшення передачі ВІЛ на 93%.
2012: Хіггс Босон
У липні 2012 року вчені, що працюють на найбільшому у світі прискорювачі частинок, оголосили, що вони потраплять у бруд із оплатою. Експерименти на великому адронному колайдері (LHC) нарешті виявили свідчення останньої нерозкритої частинки, передбачену Стандартною моделлю фізики.
Був знайдений бозон Хіггса. Це частинка, пов'язана з полем Хіггса, енергетичне поле в корені, чому частинки мають масу. Частинки набирають масу, обходячи це тривимірне поле, створюючи крихітні порушення в полі. (Чим сильніше їх взаємодія з полем, тим більше їх маси.) Коли поле відчуває в певному місці великий спалах енергії, воно випромінює бозон Хіггса. У 2013 році фізики підтвердили, що їхні спостереження в 2012 році справді були невловимими частинками, які іноді називали «частиною Бога» через її роль у наданні всіх інших частинок маси.
Відкриття Хіггса викликало нові питання для фізиків. Частинка була трохи легшою, ніж можна було б передбачити деякі її взаємодії з іншими елементарними частинками, це означає, що або хтось заграв на математику, або є більше одного типу Хіггса - можливо, включаючи більш важкого Хіггса, який не був виявлений. Зараз фізики використовують LHC для пошуку цих можливих важких Хіггсів.
Лукас Тейлор / CMS
Після майже 35 років зонтування планети та місяця, зонд NASA Voyager 1 увійшов в історію в 2013 році, коли в серпні 2012 року вчені оголосили, що космічний корабель офіційно покинув Сонячну систему.
Зонд був запущений із Землі в 1977 році і провів наступне десятиліття, досліджуючи Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та їхні місяці. У 2013 році дані, отримані з зонда, запропонували зміни щільності електронів навколо Voyager 1 - головна підказка, що космічний апарат вийшов за межі Сонячної системи. Voyager 1 продовжить надсилати на Землю інформацію про міжзоряний простір приблизно до 2025 року. Після цього він налаштований на тривалий, тихий відхід у глибокий космос, з можливістю, що, можливо, колись якась чужа життєва форма помітить маленький зонд і його золотий запис, часова капсула, яка містить зображення людей, карти нашої Сонячної системи та інші підказки до існування цивілізації на Землі.
2014: Гравітаційні хвилі
До 2014 року вчені мали лише непрямі докази Великого вибуху - теорії, яка описує приголомшливе розширення космосу, що відбулося 13,8 мільярда років тому і породило наш Всесвіт. Але в 2014 році вчені вперше спостерігали прямі докази цього космічного розширення, що деякі називали «курильним рушником» для початку Всесвіту.
Ці докази з'явилися у вигляді гравітаційних хвиль, буквальних пульсацій у просторі-часі, що залишилися від першої частки секунди після Великого вибуху. Ці пульсації спричинили зміни поляризації на космічному мікрохвильовому фоні, що є випромінюванням, що залишилося з раннього Всесвіту. Зміни поляризації називаються B-режимами. Саме ці B-режими вчені виявили за допомогою фонового зображення космічної екстрагалактичної поляризації 2 (BICEP2) в Антарктиді.
З того часу гравітаційні хвилі продовжували розкривати таємниці Всесвіту, такі як динаміка зіткнень чорних дір та обвалів між нейтронними зірками. Гравітаційні хвилі можуть навіть допомогти остаточно закріпити, як швидко розвивається Всесвіт.
2015: Перше редагування CRISPR людських ембріонів
Можливо, найбільша біомедична історія десятиліття - поява технології редагування генів під назвою CRISPR з відносної неясності. Ця технологія виникає із природних захисних механізмів деяких бактерій; це серія повторюваних послідовностей генів, пов'язаних з ферментом під назвою Cas9, який діє як пара молекулярних ножиць. Послідовності генів можна редагувати, щоб поставити око на певний сегмент ДНК, направляючи фермент Cas9, щоб він увійшов і почав чистити.
Використовуючи цю систему, вчені можуть легко стерти та вставити шматочки ДНК у живі організми, здатність із явними наслідками для вилікування генетичних захворювань - і, можливо, призводить до немовлят. Перший крок по цій потенційній дорозі був зроблений у 2015 році, коли вчені з Університету Сун Ятсена в Китаї оголосили, що вони вперше зробили генетичні модифікації людських ембріонів за допомогою CRISPR. Ембріони були нежиттєздатними, і процедура була лише частково успішною - але експеримент був першим, який підштовхнув етичну лінію, яку наукове співтовариство обговорює донині.
2016: Екзопланета виявлена в зоні проживання
Найближчий сусід по екзопланеті Землі, виявлений у 2016 році, не лише 4,2 світлових року - він має потенціал приймати життя.
Це не означає, що планета, яка отримала назву Проксима b, безумовно, є придатною для проживання, але вона мешкає в зоні проживання її зірки, тобто вона обертається навколо її зірки на відстані, яка дозволить рідкій воді існувати на поверхні планети. Планета орбіти Проксима Центавра; коливається в рухах цієї зірки, коли планета пройшла повз натяк на існування Проксима b.
З часу відкриття вчені спостерігали надпроміни високої радіації з Проксіми Кентаврі, що вибухували екзопланети, різко знижуючи шанси на те, що життя може вижити на Проксімі b. Однак вони також виявили, що поблизу Проксіми b може обертатися більше планет.
2017: найдавніші копалини Homo sapiens відштовхують види назад 100 000 років
Як давно вже Homo sapiens бродили по планеті? Відкриття, оголошене в 2017 році, підштовхнуло терміни назад до 300 000 років.
Це на 100 000 років довше, ніж вважалося раніше. Дослідники знайшли 300 000-річні кістки в печері в Марокко, де, принаймні, п'ять особин могли сховатися під час полювання. Місце знахідки - на півночі Африки, а не на сході Африки, де попередня найдавніша Homo sapiens Були знайдені копалини - натяки на те, що наш вид, можливо, не розвинувся спочатку в Східній Африці, а згодом випромінював в іншому місці. Натомість Homo sapiens можливо, розвивалася по всьому континенту.
2018: Перші живі діти CRISPR
Через три роки після першого редагування нежиттєздатних ембріонів людини за допомогою CRISPR хтось перейшов іншу лінію редагування генів. Цього разу китайський вчений на ім'я Джанкуку Він оголосив, що редагував геноми двох ембріонів, які потім були імплантовані шляхом ЕКЗ (запліднення in vitro) в утробу матері і народилися: двійнята, які є першими у світі немовлятами CRISPR.
Він внесла зміни до гена під назвою CCR5 - зміни, які теоретично повинні зробити дітей менш вразливими до зараження ВІЛ. Багато вчених були здивовані тим, що Він зробить крок редагування генів у цьому контексті, особливо з огляду на доступні та менш технологічно інтенсивні методи уникнення ВІЛ (наприклад, профілактичне антиретровірусне лікування). Пізніше дані, опубліковані дослідниками, свідчать, що вони насправді викликали невідому раніше мутацію у дівчат, а не відтворювали відому мутацію.
Потенційні побічні ефекти для дівчат досі невідомі, як і доля вченого, який займався редагуванням. У січні 2019 року The New York Times повідомив, що він, швидше за все, зіткнеться з кримінальними звинуваченнями в Китаї, хоча незрозуміло, за якими законами йому можуть бути пред'явлені звинувачення.
2019: Перше зображення чорної діри
Чорні діри завжди були астрономічним захопленням: ми знаємо, що вони там є, але оскільки світло не може вирватися за межі їх горизонту подій, вони також є невидимими.
До цього року: вперше вчені зафіксували зображення чорної діри. Темою портрета була чорна діра в центрі галактики Мессьє-87, яка є такою ж широкою, як і вся наша Сонячна система. Малюнок виглядає як світиться пончик речовини, що оточує прірву чорноти; це пил і газ, що обертаються навколо точки повернення чорної діри. Це відкриття отримало науковців, які взяли участь у премії «Прорив 2020», одній з найпрестижніших нагород у галузі науки. Зараз вони працюють для зйомки не лише зображень, а й фільмів, чорних дір.
