בהתחשב בקצב השינויים המהיר בטכנולוגיה ובמדע, קל לשכוח את מה שלא ידענו רק לפני כמה שנים קצרות. בעשור האחרון חלו פריצות דרך בפיזיקה, ביולוגיה ואסטרונומיה, למעט כמה. אילו מן התגליות הללו החשובות ביותר היא ככל הנראה שההיסטוריונים ישפטו, אך חלק מההשלכות של התגליות בתחילת העשור מתחילות להדהד. להלן הבחירות שלנו להתקדמות המדעית הגדולה ביותר בעשור וגילויים מפתיעים.
2010: 'החיים' הסינטטיים הראשונים
מדענים טשטשו את הגבול בין טבע מעשה ידי אדם בשנת 2010 עם יצירת האורגניזם הראשון אי פעם עם גנום סינתטי. מדענים ממכון ג'יי קרייג ונטר ריכזו את הגנום של החיידק Mycoplasma mycoides מתוך יותר ממיליון זוגות בסיסים של DNA. ואז, הם הכניסו את הגנום ההונדסי אנושי הזה לחיידק אחר, Mycoplasma Capricolum, שהתרוקן מה- DNA שלה. ה M. capricolumהמכונות החלו במהרה לתרגם את הוראות הגנום הסינתטי הזה לפעולה, והתרבותו בדיוק כמו מ. Mycoides היה.
מאז פריצת דרך זו המשיכו המדענים להתקדם בביולוגיה סינתטית. בשנת 2016, מדענים בנו את החיידק הסינתטי הקטן ביותר עד כה, עם 473 גנים בלבד. בשנת 2017 הודיעו על יצירת חמישה כרומוזומי שמרים סינטטיים; התוכנית היא להחליף את כל 16 הכרומוזומים שבשמרים בכרומוזומים סינתטיים שניתן לשנות אותם כדי לבצע משימות מסוימות, כגון אנטיביוטיקה המייצרת המונים או אפילו ליצור בשר שגודלו במעבדה.
2011: טיפול מונע HIV
כיום, אנשים רבים הנמצאים בסיכון גבוה להידבק בנגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV) הגורם לאיידס, גורמים כדור יומי להפחתת הסיכון שלהם. בשנת 2012 אישר מנהל המזון והתרופות האמריקני תרופה, בשם Truvada, למטרה זו. אבל זה היה מחקר גדול שיצא בשנת 2011 שקבע את השלב לשינוי ימי זה במניעת HIV.
המחקר הזה, שאותו כינה כתב העת Science "פריצת השנה", היה הראשון מאז 1994 שהראה דרך חדשה למנוע העברת HIV מאדם אחד לאחר. (בשנת 1994 דיווחו החוקרים כי הם מצאו אפשרות תרופתית לסייע במניעת העברת HIV מאישה בהריון לעובר שלה.) המחקר החל בשנת 2005, וממצאי 2011 היו תוצאות ביניים. החוקרים מצאו ירידה של 96% בהעברת HIV בנתונים אלה. הנתונים הסופיים שהקיפו את כל המחקר בן 10 השנים, שפורסם בכתב העת New England Journal of Medicine בשנת 2016, הראו ירידה של 93% בהעברת HIV.
2012: היגס בוסון
ביולי 2012, מדענים העובדים במאיץ החלקיקים הגדול בעולם הודיעו שהם פגעו בעפר. בסופו של דבר, ניסויים ב"הדרדר קולידר הגדול "(LHC) חשפו עדויות לחלקיק האחרון שלא התגלה שחזה על ידי הדגם הסטנדרטי של הפיזיקה.
בוזון היגס נמצא. זהו החלקיק הקשור לשדה היגס, שדה אנרגיה בשורש הסיבה שלחלקיקים יש מסה. חלקיקים צוברים מסה על ידי שיטפון בשדה תלת ממדי זה ויוצרים הפרעות זעירות בשדה. (ככל שהאינטראקציה שלהם עם השדה חזקה יותר, כך יש להם יותר מסה.) כאשר השדה חווה התלקחות אנרגטית גדולה במקום מסוים, הוא פולט בוסון של היגס. בשנת 2013 אישרו הפיזיקאים כי תצפיותיהם ב -2012 היו אכן החלקיק החמקמק, המכונה לעיתים "חלקיק האל" בגלל תפקידו בהענקת כל החלקיקים האחרים מסה.
גילוי ההיגס העלה שאלות חדשות לפיזיקאים. החלקיק היה מעט קל יותר מכפי שחיזו חלק מהאינטראקציות שלו עם חלקיקים אלמנטריים אחרים, כלומר מישהו אושף על המתמטיקה או שיש יותר מסוג אחד של היגס - אולי כולל היגס כבד יותר שלא התגלה. פיזיקאים משתמשים כעת ב- LHC כדי לחפש את האיגס הכבד האפשרי.
לוקאס טיילור / CMS
לאחר כמעט 35 שנה של זינגינג של כוכבי לכת וירחים בעבר, החללית Voyager 1 של נאס"א עשתה היסטוריה בשנת 2013, כאשר מדענים הודיעו כי החללית יצאה רשמית ממערכת השמש באוגוסט 2012.
הגשוש הושק מכדור הארץ בשנת 1977 ובילה את העשור הבא בחקירת יופיטר, סטורן, אורנוס, נפטון וירחיהם. בשנת 2013, נתונים שנשלחו חזרה מהבדיקה הציעו שינויים בצפיפות האלקטרונים סביב וויאג'ר 1 - רמז מרכזי לכך שהחללית הותירה את גבולות מערכת השמש. וויאג'ר 1 ימשיך לשלוח מידע חזרה לכדור הארץ על מרחב בין כוכבים עד בערך 2025. לאחר מכן, זה מיועד לפרישה ארוכה ושקטה בחלל העמוק, עם האפשרות שאולי יום אחד, איזשהו צורת חיים זרה תבחין בגישה הקטנה ותיעוד הזהב שלה, קפסולת זמן המכילה תמונות של אנשים, מפות של מערכת השמש שלנו ורמזים אחרים לקיומה של התרבות בכדור הארץ.
2014: גלי כבידה
לפני 2014 היו בידי המדענים רק עדויות עקיפות למפץ הגדול, התיאוריה המתארת התרחבות מרתיעה של החלל שהתרחשה לפני 13.8 מיליארד שנה והולידה את היקום שלנו. אבל בשנת 2014, לראשונה, מדענים צפו בראיות ישירות להתפשטות הקוסמית הזו, מה שכמה כינה "אקדח מעשן" לתחילת היקום.
עדויות אלה הגיעו בצורה של גלי כבידה, אדוות מילוליות שנותרו בחלל החל מהשבר הראשון של השניה אחרי המפץ הגדול. אדוות אלה יצרו שינויים בקיטוב ברקע המיקרוגל הקוסמי, שהוא קרינה שנשארה מהיקום הקדום. שינויי הקיטוב נקראים מצבי B. מצבי ה- B היו אלה שאותם מדענים גילו באמצעות הדמיית הרקע של הטלסקופ הקיטוב הקוסמי הקיצוני 2 (BICEP2) באנטארקטיקה.
מאז, גלי הכבידה המשיכו לחשוף תעלומות של היקום, כמו הדינמיקה של התנגשויות של חורים שחורים והתרסקויות בין כוכבי נויטרונים. גלי הכבידה עשויים אפילו לעזור להצמיד סוף סוף כמה מהר היקום מתרחב.
2015: עריכה ראשונה של CRISPR בעוברים אנושיים
ייתכן שהסיפור הביו-רפואי הגדול ביותר של העשור הוא הופעתה של טכנולוגיה לעריכת גנים הנקראת CRISPR מתוך אפלולית יחסית. טכנולוגיה זו נובעת ממנגנוני ההגנה הטבעיים של כמה חיידקים; זו סדרה של רצפי גנים חוזרים ונשנים הקשורים לאנזים הנקרא Cas9 שפועל כמו זוג מספריים מולקולריים. ניתן לערוך את רצפי הגנים כדי לשים עין של שור על קטע מסוים של DNA, לכוון את האנזים Cas9 להיכנס ולהתחיל לחטוף.
באמצעות מערכת זו, מדענים יכולים למחוק ולהכניס פיסות DNA בקלות באורגניזמים חיים, יכולת בעלת השלכות ברורות לריפוי מחלות גנטיות - ואולי להוביל לתינוקות בהתאמה אישית. הצעד הראשון בדרך הפוטנציאלית הזו נעשה בשנת 2015, כאשר מדענים מאוניברסיטת סאן ית-סן בסין הודיעו כי ביצעו את השינויים הגנטיים הראשונים אי פעם בעוברים אנושיים באמצעות CRISPR. העוברים לא היו קיימא, והנוהל הצליח רק באופן חלקי - אך הניסוי היה הראשון שדחף קו אתי עליו הקהילה המדעית מתלבטת עד היום.
2016: Exoplanet התגלה באזור מגורים
השכן הקרוב ביותר של כדור הארץ, שהתגלה בשנת 2016, נמצא לא רק במרחק של 4.2 שנות אור - יש לו פוטנציאל לארח חיים.
זה לא אומר שכוכב הלכת, המכונה פרוקסימה ב ', בטוח יהיה ראוי למגורים, אך הוא שוכן באזור המגורים של כוכבו, כלומר הוא מקיף את כוכבו במרחק שיאפשר קיום של מים נוזליים על פני כדור הארץ. הפלנטה מקיפה את פרוקסימה קנטאורי; מתנדנד בתנועות הכוכב הזה כאשר הכוכב חלף על פניו רמז לקיומו של פרוקסימה ב.
מאז התגלית, מדענים הבחינו בכבלי-על בקרינה גבוהה של פרוקסימה סנטאורי הפוצצים את האקסופלאנט, ומפחיתים בצורה דרסטית את הסיכוי שהחיים יוכלו לשרוד בפרוקסימה ב. עם זאת, הם מצאו כי יתכן וישנם יותר כוכבי לכת המקיפים את פרוקסימה ב.
2017: מאובני הומו ספיינס העתיקים ביותר דוחפים מינים 100,000 שנה אחורה
כמה זמן יש הומו ספיינס שוטט בכוכב הלכת? תגלית שהוכרזה בשנת 2017 דחפה את התזמון ל -300,000 שנה.
זה מאה אלף שנה יותר ממה שהאמינו בעבר. חוקרים מצאו את העצמות בנות 300,000 שנה במערה במרוקו, בה לפחות חמישה אנשים עשו אולי מחסה במהלך ציד. אתר הגילוי - בצפון אפריקה ולא במזרח אפריקה, שם הקודם העתיק ביותר הומו ספיינס נמצאו מאובנים - רמזים לכך שאולי המין שלנו לא התפתח תחילה במזרח אפריקה ואחר כך הקרין במקומות אחרים. במקום זאת, הומו ספיינס יכול להיות שהתפתח בכל היבשת.
2018: תינוקות CRISPR החיים הראשונים
שלוש שנים בלבד לאחר העריכה הראשונה של עוברים אנושיים שאינם ניתנים להערכה עם CRISPR, מישהו חצה קו אחר לעריכת גנים. הפעם, מדען סיני בשם ג'יאנקוי הוא הודיע כי ערך את הגנום של שני עוברים שהושתלו באמצעות IVF (הפריה חוץ גופית) לרחם האם ונולדו: ילדות תאומות שהן התינוקות הראשונים בעולם CRISPR.
העריכה שעשה הייתה לגן שנקרא CCR5 - שינוי אשר תיאורטית אמור להפוך את הילדים פחות פגיעים להידבקות ב- HIV. מדענים רבים נחרדו מכך שהוא ייקח את הצעד של עריכת גנים בהקשר זה, במיוחד בהינתן השיטות הזמינות והאינטנסיביות יותר מבחינה טכנולוגית להימנעות מנגיף HIV (כמו טיפול אנטי-רטיראלי מונע). מאוחר יותר, נתונים שפורסמו על ידי החוקרים העלו כי הם למעשה גרמו למוטציה לא ידועה בעבר אצל הבנות ולא לשחזר מוטציה ידועה.
תופעות הלוואי הפוטנציאליות עבור הבנות עדיין אינן ידועות, וכך גם גורלו של המדען שעשה את העריכה. בינואר 2019 פורסם ב"ניו יורק טיימס "כי סביר להניח שהוא עומד בפני אישומים פליליים בסין, אם כי לא ברור באילו חוקים הוא יכול להאשים.
2019: תמונת חור שחור ראשונה
חורים שחורים תמיד היו קסם אסטרונומי: אנו יודעים שהם שם, אך מכיוון שאור אינו יכול לברוח מעבר לאופק האירוע שלהם, הם גם סוג של בלתי נראה.
עד השנה: לראשונה תפסו מדענים תמונה של חור שחור. נושא הדיוקן היה חור שחור במרכז גלקסיית מסייר 87 שרחבה ככל מערכת השמש שלנו. התמונה נראית כמו סופגנייה של חומר זוהר סביב תהום של שחורות; זה האבק והגז המקיפים את נקודת האל-חזור של החור השחור. התגלית זיכתה את החוקרים בפרס פריצת הדרך לשנת 2020, אחד הפרסים היוקרתיים ביותר במדע. הם עובדים עכשיו כדי לצלם לא רק תמונות, אלא סרטים, של חורים שחורים.
