העשור האחרון התחיל התקדמות מהפכנית באמת במדע, החל מגילוי הבוסון של היגס וכלה בשימוש ב- CRISPR לעריכת גנים מדעיים מדעיים. אבל מהן כמה מהפריצות הדרך הגדולות ביותר שעוד נותרו? Live Science שאל כמה מומחים בתחומם אילו תגליות, טכניקות ופיתוחים הם הכי מתרגשים לראות במהלך העשרים.
רפואה: חיסון אוניברסלי נגד שפעת
יריית השפעת האוניברסלית, שחמקה מדענים מזה עשרות שנים, עשויה להיות התקדמות רפואית פורצת דרך באמת שעלולה להופיע בעשר השנים הבאות.
ד"ר אמש אדג'ה, מומחה למחלות זיהומיות ומלומד בכיר במרכז ג'ון הופקינס לביטחון בריאות בבולטימור, אמר כי "זה הפך לבדיחה לכך שחיסון אוניברסלי נמצא תמיד חמש עד עשר שנים.
אולם כעת נראה כי הדבר "עשוי להיות נכון", אמרה אדלג'ה ל- Live Science. "גישות שונות לחיסונים אוניברסאליים נגד שפעת נמצאות בפיתוח מתקדם, ותוצאות מבטיחות מתחילות לצבור."
בתיאוריה, חיסון אוניברסלי נגד שפעת יספק הגנה לאורך זמן מפני שפעת, ויגרום לחיסול הצורך להידבק בשפעת בכל שנה.
חלקים מסוימים מנגיף השפעת משתנים ללא הרף, בעוד שאחרים נותרו ברובם ללא שינוי משנה לשנה. כל הגישות לחיסון אוניברסלי נגד שפעת ממקדות חלקים בנגיף שהם פחות משתנים.
השנה, המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות (NIAID) החל בניסוי הראשון באדם על חיסון אוניברסלי נגד שפעת. החיסון נועד לגרום לתגובה חיסונית כנגד חלק פחות משתנה מנגיף השפעת המכונה "גזע" של המגלגלוטינין (HA). מחקר שלב 1 זה יבחן את בטיחות החיסון הניסוי, כמו גם את התגובות החיסוניות של המשתתפים אליו. החוקרים מקווים לדווח על תוצאותיהם הראשונות בתחילת 2020.
מועמד אחר לחיסון אוניברסלי, שנעשה על ידי חברת BiondVax הישראלית, נמצא כעת בניסויים בשלב 3, המהווה שלב מתקדם של מחקר הבודק האם החיסון אכן יעיל - כלומר הוא מגן מפני זיהום מפני זן שפעת כלשהו. המועמד לחיסון מכיל תשעה חלבונים שונים מאזורים שונים בנגיף השפעת המשתנים מעט בין זני שפעת, כך מדווח המדען. המחקר כבר רשם למעלה מ 12,000 איש, והתוצאות צפויות בסוף 2020, לפי החברה.
מדעי המוח: מיני מוח גדולים יותר וטובים יותר
בעשור האחרון מדענים גידלו בהצלחה מיני-מוח, המכונים "אורגנואידים", מתאי גזע אנושיים המבדילים לנוירונים ומתכנסים למבנים תלת-ממדיים. נכון לעכשיו ניתן לגדל אורגנואידים במוח רק כדי להידמות לחלקים מוחיים זעירים בהתפתחות עוברית מוקדמת, על פי ד"ר הונגג'ון סונג, פרופסור למדעי המוח בבית הספר לרפואה פרלמן באוניברסיטת פנסילבניה. אבל זה יכול להשתנות בעשר השנים הבאות.
"באמת יכולנו לדגמן, לא רק גיוון מסוג תאים, אלא את הארכיטקטורה הסלולרית" של המוח, אמר ד"ר סונג. נוירונים בוגרים מסדרים את עצמם בשכבות, בעמודים ובמעגלים מורכבים במוח. נכון לעכשיו, אורגנואידים מכילים רק תאים לא בשלים שאינם יכולים לחוות קשרים מורכבים אלה, אך ד"ר סונג אמר כי הוא מצפה שהשטח יתגבר על אתגר זה בעשור הקרוב. עם מודלים זעירים של המוח ביד, מדענים יכולים לעזור להסיק כיצד מתרחשות הפרעות התפתחות עצביות; איך מחלות ניווניות המפרקות רקמות מוחיות; וכיצד מוחם של אנשים שונים עשוי להגיב לטיפולים פרמקולוגיים שונים.
ביום מן הימים (אם כי אולי לא בעוד 10 שנים), מדענים עשויים אפילו להיות מסוגלים לגדל "יחידות פונקציונאליות" של רקמות עצביות כדי להחליף אזורים מוחיים פגועים. "מה אם יש לך יחידה פונקציונלית, מיוצרת מראש, שתוכל ללחוץ למוח הפגוע?" אמר שיר. כרגע העבודה מאוד תיאורטית, אבל "אני חושב שבעשור הבא נדע" האם זה יכול לעבוד, הוסיף.
שינויי אקלים: מערכות אנרגיה טרנספורמציות
בעשור זה, עליית מפלס הים ואירועי אקלים קיצוניים יותר חשפו עד כמה שברירי כדור הארץ היפה שלנו. אבל מה מחזיק העשור הבא?
מייקל מאן, פרופסור מכובד למטאורולוגיה מאוניברסיטת פן סטייט, אמר כי "אני חושב שנראה פריצת דרך בכל הנוגע לפעולה בנושא אקלים. "אבל אנו זקוקים למדיניות שתאיץ את המעבר ההוא, ואנחנו זקוקים לפוליטיקאים שיתמכו במדיניות זו", אמר ל- Live Science.
בעשור הבא, "טרנספורמציית מערכות האנרגיה והתעבורה לחידושים מתחדשים תצא לדרך, ופותחו גישות וטכנולוגיות חדשות המאפשרות להגיע מהר יותר", אמר דונלד וובלס, פרופסור למדעי האטמוספרה. אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין. וכן, "ההשפעות הגוברות הקשורות לאקלים כתוצאה ממזג אוויר קשה ואולי מעליית מפלס הים סוף סוף מקבלות מספיק תשומת לב של אנשים שאנחנו באמת מתחילים להתייחס לשינוי האקלים ברצינות."
גם דבר טוב, מכיוון שמתבסס על עדויות עדכניות, קיימת אפשרות מפחידה יותר, ספקולטיבית יותר: מדענים עשויים להמעיט בהשפעות שהיו לשינויי האקלים על המאה הזו ואילך, אמר וובלס. "עלינו ללמוד הרבה יותר על כך במהלך הבא. עשור. "
פיזיקת החלקיקים: מציאת הציר
בעשור האחרון, החדשות הגדולות ביותר בעולם של הקטנים מאוד היו גילויו של בוזון היגס, "החלקיק האל" המסתורי שמאפשר לחלקיקים אחרים את המסה שלהם. ההיגס נחשב לתכשיט הגולת הכותרת במודל הסטנדרטי, התיאוריה הממלכתית המתארת את גן החיות של חלקיקים תת-אטומיים.
אבל עם גילוי ההיגס, חלקיקים אחרים פחות מפורסמים החלו לעלות למרכז הבמה. בעשור זה יש לנו יתרון סביר למצוא עוד אחד מאותם חלקיקים חמקמקים, עדיין-עדיין-היפותטיים - הציר, אמר הפיזיקאי פרנק וילצ'ק, נובל כלת פרס במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. (בשנת 1978, וילצ'ק הציע לראשונה את הציר). הציר אינו בהכרח חלקיק אחד, אלא סוג של חלקיקים בעלי תכונות המיעט לעיתים קרובות אינטראקציה עם חומר רגיל. צירים יכלו להסביר מצוקה ארוכת שנים: מדוע נראה שחוקי הפיזיקה פועלים זהה גם על שני חלקיקי החומר וגם על בני זוגם נגד החומר, אפילו כאשר הקואורדינטות המרחביות שלהם מועברות, כפי שדיווח בעבר Live Science.
וצירים הם אחד המועמדים המובילים לחומר אפל, החומר הבלתי נראה המחזיק גלקסיות יחד.
"מציאת הצירוף תהיה הישג גדול מאוד בפיזיקה הבסיסית, במיוחד אם זה קורה בדרך הסבירה ביותר, כלומר על ידי התבוננות ברקע צירוף קוסמי המספק את 'החומר האפל'." "יש סיכוי סביר שיכול לקרות בחמש עד עשר השנים הבאות, מכיוון שיוזמות ניסויים שאפתניות, שיכולות להגיע לשם, פורחות ברחבי העולם. בעיניי, שוקל גם את חשיבות הגילוי וגם את הסבירות שזה יקרה, זה הכי טוב הימור. "
בין היוזמות הללו ניתן למנות את ניסוי החומר האפל של אקסיון (ADMX) וטלסקופ השמש CERN Axion, שני מכשירים עיקריים המצדים אחר חלקיקים חמקמקים אלה.
עם זאת, ישנן גם אפשרויות אחרות - אנו עשויים עדיין לזהות גלי כבידה, או אדוות בחלל, הנובעות מהתקופה המוקדמת ביקום, או חלקיקים אחרים הידועים כחלקיקים מסיביים בעלי אינטראקציה חלשה, שיכולים גם להסביר חומר אפל, אמר וילצ'ק .
Exoplanets: אווירה דמוית אדמה
ב- 6 באוקטובר 1995, היקום שלנו התחזק, מעין, כאשר זוג אסטרונומים הודיעו על גילוי האקסופלאנאט הראשון שהקיף כוכב דמוי שמש. הכינוי נקרא 51 Pegasi b, והגלגל מסלול נעים סביב הכוכב המארח שלו בן 4.2 ימי כדור הארץ בלבד, והמסה כמחצית מזו של צדק. על פי נתוני NASA, הגילוי שינה לנצח "את האופן בו אנו רואים את היקום ואת מקומנו בתוכו." יותר מעשור לאחר מכן, אסטרונומים אישרו כעת 4,104 עולמות המקיפים כוכבים מחוץ למערכת השמש שלנו. זה הרבה עולמות שלא היו מוכרים לפני קצת יותר מעשור.
אז השמיים הם הגבול לעשור הבא, נכון? על פי שרה סיגר מכון הטכנולוגי של מכון מסצ'וסטס, בהחלט. סיגר, מדען כוכבי לכת ואסטרופיסיקאי, אמר כי "העשור הזה יהיה גדול לאסטרונומיה ולמדע האקסופלאנט עם ההשקה הצפויה של טלסקופ החלל ג'יימס ווב. היורש הקוסמי של טלסקופ החלל האבל, JWST אמור להשיק בשנת 2021; בפעם הראשונה, מדענים יוכלו "לראות" exoplanets באינפרא אדום, כלומר הם יכולים להבחין אפילו בכוכבי לכת קלושים המסתובבים רחוק מהכוכב המארח שלהם.
מה שכן, הטלסקופ יפתח חלון חדש למאפייני עולמות חייזרים אלה. "אם הכוכב הנכון קיים, נוכל לזהות אדי מים בכוכב לכת סלעי קטן. אדי מים מעידים על אוקיינוסים של מים נוזליים - מכיוון שמים נוזליים נחוצים לכל החיים כפי שאנו מכירים זאת, זה יהיה עניין גדול מאוד , "Seager אמר ל- Live Science. "זו התקווה מספר אחת שלי לפריצת דרך." (המטרה הסופית היא כמובן למצוא עולם שיש בו אווירה דומה לזו של כדור הארץ, על פי נאס"א; במילים אחרות, כוכב לכת עם תנאים המסוגלים לתמוך בחיים.)
וכמובן, יהיו כמה כאבי גדילה, ציין סיגר. "עם ה- JWST, והטלסקופים הגדולים מהקרקע הצפויה להיכנס לרשת, קהילת ה- Exoplanet נאבקת להפוך ממאמצי צוות בודדים או קטנים לשיתופי פעולה גדולים של עשרות או יותר ממאה איש. הם לא גדולים בסטנדרטים אחרים (למשל, LIGO) אבל זה קשה בכל זאת, "היא אמרה בהתייחסו למצפה הכוכבים של Interferometer Gravitational-Wave, שיתוף פעולה ענקי בו מעורבים יותר מ -1,000 מדענים ברחבי העולם. פורסם במקור ב- Live Science.
