Memandangkan perubahan pesat teknologi dan sains, mudah untuk melupakan apa yang kita tidak tahu hanya beberapa tahun yang lalu. Sepuluh dekad yang lalu telah menampakkan kejayaan dalam fizik, biologi dan astronomi, untuk menamakan beberapa. Yang mana antara penemuan ini yang paling penting mungkin bagi para ahli sejarah untuk menilai, tetapi beberapa kesan dari penemuan awal pada dekad ini mula mengejutkan. Berikut adalah pilihan kami untuk kemajuan saintifik terbesar dan dekad yang mengejutkan.
2010: Kehidupan Sintetik Pertama '
Para saintis mengaburkan garis antara alam semula jadi dan buatan manusia pada tahun 2010 dengan penciptaan organisme pertama dengan genom sintetik. Para saintis di Institut J. Craig Venter memasang genom bakterium itu Mycoplasma mycoides daripada lebih daripada satu juta pasang asas DNA. Kemudian, mereka memasukkan genom kejuruteraan manusia ini ke dalam bakteria lain, Mycoplasma capricolum, yang telah dikosongkan oleh DNAnya. The M. capricolumjentera tidak lama lagi mula menterjemahkan arahan genom sintetik ini kepada tindakan, menghasilkan semula seperti M. mycoides akan.
Sejak penemuan ini, saintis terus membuat kemajuan dalam biologi sintetik. Pada 2016, saintis membina microbe sintetik terkecil lagi, dengan hanya 473 gen. Pada tahun 2017, mereka mengumumkan penciptaan lima kromosom yis sintetik; Pelan ini adalah untuk menggantikan semua 16 kromosom dalam yis dengan kromosom sintetik yang boleh disesuaikan untuk melakukan tugas-tugas tertentu, seperti antibiotik menghasilkan massa atau bahkan mencipta daging lab.
2011: Rawatan Pencegahan HIV
Hari ini, ramai yang berisiko tinggi untuk mengatasi virus immunodeficiency manusia (HIV), yang menyebabkan AIDS, membuat pil harian untuk mengurangkan risiko mereka. Pada 2012, Pentadbiran Makanan dan Ubat A.S. meluluskan ubat, yang dipanggil Truvada, untuk tujuan ini. Tetapi kajian ini merupakan kajian besar yang dikeluarkan pada tahun 2011 yang menetapkan tahap perubahan laut dalam pencegahan HIV.
Kajian itu, yang mana jurnal Science dijuluki sebagai "kejayaan tahun ini," adalah yang pertama sejak tahun 1994 untuk menunjukkan cara baru untuk mencegah penularan HIV dari satu orang ke orang lain. (Pada tahun 1994, para penyelidik melaporkan bahawa mereka telah menemui pilihan farmaseutikal untuk membantu mencegah penularan HIV dari seorang wanita hamil kepada janinnya.) Kajian ini bermula pada tahun 2005, dan hasil kajian 2011 adalah keputusan interim. Para penyelidik mendapati pengurangan HIV 96% dalam data tersebut. Data terakhir yang merangkumi keseluruhan 10 tahun kajian, yang dilaporkan dalam The New England Journal of Medicine pada 2016, menunjukkan pengurangan 93% dalam penghantaran HIV.
2012: Higgs Boson
Pada bulan Julai 2012, para saintis yang bekerja di penseloran zarah terbesar di dunia mengumumkan bahawa mereka akan memukul kotoran membayar. Eksperimen pada Large Hadron Collider (LHC) telah, lama-kelamaan, terbukti bukti zarah yang belum ditemui terakhir yang diramalkan oleh Standard Model fizik.
Boson Higgs telah dijumpai. Ini adalah zarah yang dikaitkan dengan medan Higgs, bidang tenaga pada akar mengapa zarah mempunyai massa. Zarah menimbulkan jisim dengan menyumbat di padang tiga dimensi ini, menyebabkan gangguan kecil di lapangan. (Semakin kuatnya interaksi mereka dengan padang, semakin banyak jisim yang mereka ada). Apabila padang mengalami kecerobohan tenaga utama di tempat tertentu, ia memancarkan boson Higgs. Pada tahun 2013, ahli fizik mengesahkan bahawa pemerhatian 2012 mereka sememangnya zarah sukar difahami, yang kadang-kadang dipanggil "zarah Tuhan" kerana peranannya dalam memberikan semua zarah zarah yang lain.
Penemuan Higgs menimbulkan persoalan baru untuk ahli fizik. Zarah itu sedikit lebih ringan daripada beberapa interaksinya dengan zarah-zarah asas lain yang telah diramalkan, yang bermaksud bahawa seseorang yang mengejek matematik atau terdapat lebih daripada satu jenis Higgs - mungkin termasuk Higgs yang lebih berat yang belum ditemui. Fizik kini menggunakan LHC untuk mencari Higgs berat yang mungkin.
Lucas Taylor / CMS
Setelah hampir 35 tahun menghidupkan planet dan bulan lalu, penyelidikan NASA Voyager 1 membuat sejarah pada 2013, apabila para saintis mengumumkan bahawa kapal angkasa secara rasmi meninggalkan sistem suria pada Ogos 2012.
Siasatan itu dilancarkan dari Bumi pada tahun 1977 dan menghabiskan dekade berikutnya menjelajahi Musytari, Saturnus, Uranus, Neptunus dan bulan-bulan mereka. Pada tahun 2013, data yang dihantar dari penyelidikan mencadangkan perubahan ketumpatan elektron di sekitar Voyager 1 - satu petunjuk utama bahawa kapal angkasa telah meninggalkan batas-batas sistem solar. Voyager 1 akan terus menghantar maklumat kembali ke Bumi tentang ruang bintang hingga 2025. Selepas itu, ia ditetapkan untuk persaraan yang lama dan tenang di ruang yang mendalam, dengan kemungkinan bahawa, suatu hari nanti, beberapa bentuk kehidupan asing akan menyaksikan siasatan kecil dan rekod emasnya, kapsul masa yang memegang imej orang, peta sistem suria kita dan petunjuk lain untuk kewujudan tamadun di Bumi.
2014: Gelombang Gravitational
Sebelum 2014, para saintis hanya mempunyai bukti tidak langsung mengenai Big Bang, teori yang menggambarkan perkembangan ruang yang mencetuskan minda yang berlaku 13.8 bilion tahun yang lalu dan melahirkan alam semesta kita. Tetapi pada tahun 2014, untuk pertama kalinya, saintis melihat bukti langsung tentang pengembangan kosmik ini, apa yang dipanggil "senjata merokok" untuk permulaan alam semesta.
Bukti ini datang dalam bentuk gelombang graviti, riak literal dalam ruang-waktu yang tersisa daripada pecahan pertama sesaat selepas Big Bang. Rombongan ini menghasilkan perubahan dalam polarisasi dalam latar gelombang mikro kosmik, yang merupakan radiasi yang tersisa dari alam semesta awal. Perubahan polarisasi dipanggil B-mod. Ia adalah mod B ini yang dikesan oleh para saintis menggunakan teleskop Polarisasi Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) di Antartika.
Sejak itu, gelombang graviti terus mendedahkan misteri alam semesta, seperti dinamik pelanggaran lubang hitam dan kemalangan antara bintang-bintang neutron. Gelombang graviti juga boleh membantu untuk mengecilkan seberapa cepat alam semesta berkembang.
2015: Pengedit CRISPR pertama embrio manusia
Mungkin kisah biomedikal terbesar dekad ini adalah kemunculan teknologi pengeditan gen yang dipanggil CRISPR dari ketidakjelasan relatif. Teknologi ini timbul dari mekanisme pertahanan semulajadi bakteria; ia adalah satu siri urutan gen berulang yang terikat dengan enzim yang dipanggil Cas9 yang bertindak seperti sepasang gunting molekul. Susunan gen boleh diedit untuk meletakkan mata lembu pada segmen tertentu DNA, mengarahkan enzim Cas9 untuk masuk dan mula potong.
Dengan menggunakan sistem ini, saintis boleh dengan mudah menghapus dan memasukkan bit DNA dalam organisma hidup, keupayaan dengan implikasi yang jelas untuk mengubati penyakit genetik - dan mungkin membawa kepada bayi yang dibuat khas. Langkah pertama di sepanjang jalan potensial ini diambil pada tahun 2015, apabila ahli sains di Universiti Sun Yat-sen di China mengumumkan bahawa mereka telah membuat pengubahsuaian genetik pertama kepada embrio manusia menggunakan CRISPR. Embrio tidak berdaya maju, dan prosedurnya hanya sebahagiannya berjaya - tetapi percubaan itu adalah yang pertama untuk menolak garis etika yang masyarakat saintifik berdebat sehingga hari ini.
2016: Exoplanet ditemui di Zon yang Boleh Diubati
Jiran eksoplanet paling dekat di dunia, yang ditemui pada tahun 2016, bukan hanya 4.2 tahun cahaya jauh - ia mempunyai potensi untuk menjadi tuan rumah kehidupan.
Itu tidak bermakna planet ini, yang digelar Proxima b, pasti boleh didiami, tetapi ia berada di zon bintang yang boleh dihuni, yang bermaksud ia mengorbit bintangnya pada jarak yang akan membolehkan air cair wujud di permukaan planet. Planet orbit Proxima Centauri; goyah dalam pergerakan bintang ketika planet itu berlalu dengan membayangkan kewujudan atProxima b.
Sejak penemuan itu, para saintis telah mengamati superflasi radiasi tinggi dari Proxima Centauri yang meletupkan exoplanet, secara drastik mengurangkan kemungkinan hidup dapat bertahan di Proxima b. Walau bagaimanapun, mereka juga mendapati bahawa mungkin terdapat lebih banyak planet yang mengorbit berhampiran Proxima b.
2017: Fosil Homo sapiens paling tua mendorong spesies kembali 100,000 tahun
Berapa lama Homo sapiens menjelajah planet ini? Penemuan yang diumumkan pada tahun 2017 telah menolak masa 300,000 tahun.
Itulah 100,000 tahun lebih lama daripada sebelumnya yang dipercayai. Para penyelidik mendapati tulang berusia 300,000 tahun di sebuah gua di Maghribi, di mana sekurang-kurangnya lima individu mungkin telah berlindung selama perburuan. Tapak penemuan - di utara Afrika, bukan Afrika timur, tempat yang tertua terdahulu Homo sapiens fosil dijumpai - menunjukkan bahawa spesies kami mungkin tidak pernah berkembang di Afrika timur dan kemudian dipancarkan di tempat lain. Sebaliknya, Homo sapiens mungkin telah berkembang di seluruh benua.
2018: Bayi pertama CRISPR hidup
Hanya tiga tahun selepas pengeditan pertama embrio manusia yang tidak menentu dengan CRISPR, seseorang menyeberangi satu lagi baris pengeditan gen. Kali ini seorang ahli sains Cina bernama Jiankui Beliau mengumumkan bahawa dia akan menyalin genom dua embrio yang kemudiannya diimplan melalui IVF (in vitro fertilization) ke dalam rahim ibu dan dilahirkan: perempuan kembar yang merupakan bayi pertama CRISPR di dunia.
Penyuntingan yang dibuatnya adalah gen yang dipanggil CCR5 - perubahan yang, secara teoritis, harus membuat kanak-kanak kurang terdedah kepada HIV. Ramai ahli sains terkejut bahawa Dia akan mengambil langkah penyuntingan gen dalam konteks ini, terutamanya memandangkan kaedah yang tersedia dan kurang bertenaga teknologi untuk mengelakkan HIV (seperti rawatan antiretroviral pencegahan). Kemudian, data yang dikeluarkan oleh para penyelidik mencadangkan bahawa mereka sebenarnya telah mencetuskan mutasi yang sebelum ini tidak diketahui pada kanak-kanak perempuan daripada mereproduksi mutasi yang diketahui.
Kesan sampingan yang berpotensi untuk gadis-gadis masih belum diketahui, begitu pula nasib ahli sains yang melakukan pengeditan itu. Pada bulan Januari 2019, The New York Times melaporkan bahawa Dia berkemungkinan menghadapi tuduhan jenayah di China, walaupun tidak jelas di bawah undang-undang yang dia boleh dikenakan.
2019: Imej Hitam Pertama
Lubang hitam sentiasa menjadi daya tarikan astronomi: Kita tahu mereka ada di sana, tetapi kerana cahaya tidak dapat melepaskan diri daripada melampaui peristiwa peristiwa mereka, mereka juga tidak kelihatan.
Sehingga tahun ini: Buat pertama kali, saintis menangkap imej lubang hitam. Subjek potret adalah lubang hitam di pusat galaksi Messier 87 yang seluas seluruh sistem suria kita. Gambar itu kelihatan seperti donat bercahaya perkara yang mengelilingi jurang kegelapan; ini adalah habuk dan gas yang mengorbit titik lubang hitam tanpa pulangan. Penemuan yang diperolehi penyelidik terlibat dalam 2020 Breakthrough Prize, salah satu penghargaan yang paling berprestij dalam sains. Mereka kini bekerja untuk menangkap bukan sahaja gambar, tetapi filem, lubang hitam.
