Ultimul deceniu a înregistrat unele progrese cu adevărat revoluționare în știință, de la descoperirea bosonului Higgs până la utilizarea CRISPR pentru editarea genelor Sci-Fi. Dar care sunt unele dintre cele mai mari descoperiri care urmează? Știința în direct a întrebat mai mulți experți din domeniul lor ce descoperiri, tehnici și evoluții sunt cei mai încântați să vadă care apar în anii 2020.
Medicină: un vaccin antigripal universal
Influența de gripă universală, care a evitat oamenii de știință de zeci de ani, poate fi unul dintre progresele medicale cu adevărat pământești care ar putea apărea în următorii 10 ani.
„S-a făcut o glumă că un vaccin universal este peren la doar cinci până la 10 ani distanță”, a spus Dr. Amesh Adalja, specialist în boli infecțioase și savant senior la Johns Hopkins Center for Health Health din Baltimore.
Dar acum se pare că acest lucru „poate fi adevărat”, a spus Adalja la Live Science. „Diverse abordări ale vaccinurilor antigripale universale sunt în curs de dezvoltare, iar rezultatele promițătoare încep să se acumuleze.”
Teoretic, un vaccin antigripal universal ar oferi o protecție de lungă durată împotriva gripei și ar elimina nevoia de a obține o lovitură antigripală în fiecare an.
Unele părți ale virusului gripal sunt în continuă schimbare, în timp ce altele rămân în mare parte neschimbate de la an la an. Toate abordările unui vaccin antigripal universal vizează părți ale virusului, care sunt mai puțin variabile.
În acest an, Institutul Național de Alergii și Boli Infecțioase (NIAID) a început primul său studiu la om pentru un vaccin antigripal universal. Imunizarea își propune să inducă un răspuns imun împotriva unei părți mai puțin variabile a virusului gripal cunoscut sub numele de „tulpină” de hemagglutinină (HA). Acest studiu din faza 1 va analiza siguranța vaccinului experimental, precum și răspunsurile imune ale participanților la acesta. Cercetătorii speră să raporteze rezultatele inițiale la începutul anului 2020.
Un alt candidat la vaccin universal, realizat de compania israeliană BiondVax, se află în prezent în studiile de faza 3, care este o etapă avansată de cercetare care examinează dacă vaccinul este într-adevăr eficient - în sensul că acesta protejează împotriva infecției de orice tulpină de gripă. Acest candidat la vaccin conține nouă proteine diferite din diferite părți ale virusului gripal care variază puțin între tulpinile de gripă, potrivit The Scientist. Studiul a înscris deja peste 12.000 de oameni, iar rezultatele sunt așteptate la sfârșitul anului 2020, potrivit companiei.
Neuroștiință: mini-creiere mai mari, mai bune
În ultimul deceniu, oamenii de știință au cultivat cu succes mini-creierele, cunoscute sub numele de "organoizi", din celulele stem umane care se diferențiază în neuroni și se adună în structuri 3D. În prezent, organoidele creierului pot fi cultivate doar pentru a semăna cu bucăți minuscule de creier în dezvoltarea fetală timpurie, potrivit Dr. Hongjun Song, profesor de neuroștiință la Școala de Medicină Perelman de la Universitatea din Pennsylvania. Dar asta s-ar putea schimba în următorii 10 ani.
„Am putea modela cu adevărat, nu doar diversitatea de tip celular, ci arhitectura celulară” a creierului, a spus dr. Song. Neuronii maturi se aranjează în straturi, coloane și circuite complexe din creier. În prezent, organoizii conțin doar celule imature care nu pot hrăni aceste conexiuni complexe, dar Dr. Song a spus că se așteaptă ca terenul să depășească această provocare în următorul deceniu. Cu modele în miniatură ale creierului în mână, oamenii de știință ar putea ajuta la deducerea modului în care se desfășoară tulburările neurodezvoltării; modul în care bolile neurodegenerative descompun țesutul creierului; și modul în care creierul diferitelor popoare ar putea reacționa la diferite tratamente farmacologice.
Într-o zi (deși poate nu peste 10 ani), oamenii de știință pot fi chiar capabili să crească „unități funcționale” de țesut neural pentru a înlocui zonele deteriorate ale creierului. "Ce se întâmplă dacă aveți o unitate funcțională, realizată în prealabil, pe care o puteți face clic în creierul deteriorat?" Spuse Song. În momentul de față, lucrarea este extrem de teoretică, dar „cred că în următorul deceniu, vom ști” dacă ar putea funcționa, a adăugat el.
Schimbări climatice: sisteme energetice transformate
În acest deceniu, creșterea nivelului mării și evenimentele climatice mai extreme au dezvăluit cât de fragilă este frumoasa noastră planetă. Dar ce ține următorul deceniu?
„Cred că vom vedea o descoperire atunci când vine vorba de acțiuni asupra climei”, a spus Michael Mann, un distins profesor de meteorologie la Penn State University. "Dar avem nevoie de politici care să accelereze această tranziție și avem nevoie de politicieni care să sprijine aceste politici", a spus el pentru Live Science.
În următoarea decadă, „transformarea sistemelor energetice și de transport în regenerabile va fi în curs de desfășurare și vor fi dezvoltate noi abordări și tehnologii care ne permit să ajungem mai repede”, a declarat Donald Wuebbles, profesor de științe atmosferice la Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign. Și, „impacturile crescânde legate de climă, cauzate de vremea severă și, probabil, de creșterea nivelului mării, atrag în sfârșit suficientă atenție a oamenilor, încât începem cu adevărat să luăm în serios schimbările climatice”.
Un lucru bun și pentru că, pe baza unor dovezi recente, există o posibilitate mai scarică, mai speculativă: oamenii de știință ar putea subestima efectele pe care schimbările climatice le-au avut asupra acestui secol și nu numai, a spus Wuebbles. "Ar trebui să aflăm mult mai multe despre asta în următorul deceniu."
Fizica particulelor: Găsirea axionului
În ultimul deceniu, cea mai mare veste din lumea celor mici a fost descoperirea bosonului Higgs, misterioasa „particule de Dumnezeu” care le împrumută altor particule masa lor. Higgs a fost considerată bijuteria încoronată din Modelul Standard, teoria domnitoare care descrie grădina zoologică a particulelor subatomice.
Însă, odată cu descoperirea lui Higgs, multe alte particule mai puțin faimoase au început să ia în prim-plan. În această decadă, avem o lovitură rezonabilă să găsim o alta dintre aceste particule evazive, totuși încă ipotetice - axiunea, a spus fizicianul Frank Wilczek, un Nobel laureat la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. (În 1978, Wilczek a propus mai întâi axiunea). Axa nu este neapărat o singură particulă, ci mai degrabă o clasă de particule cu proprietăți care interacționează rar cu materia obișnuită. Axions ar putea explica un conundru de lungă durată: De ce legile fizicii par să acționeze la fel atât pe particulele de materie, cât și pe partenerii lor de antimaterie, chiar și atunci când coordonările lor spațiale sunt răsucite, așa cum a raportat Live Science anterior.
Iar axiile sunt unul dintre principalii candidați pentru materia întunecată, materia invizibilă care ține galaxiile împreună.
„Găsirea axiunii ar fi o realizare foarte mare în fizica fundamentală, mai ales dacă se va întâmpla prin calea cea mai probabilă, adică prin observarea unui fundal de axiune cosmică care oferă„ materia întunecată ”, a spus Wilczek. "Există o șansă echitabilă care s-ar putea întâmpla în următorii cinci până la 10 ani, deoarece inițiativele experimentale ambițioase, care ar putea ajunge acolo, înfloresc în întreaga lume. Pentru mine, cântărind atât importanța descoperirii, cât și probabilitatea ca aceasta să se întâmple, aceasta este cea mai bună pariu."
Printre aceste inițiative se află Axion Dark Matter Experiment (ADMX) și CERN Axion Solar Telescope, două instrumente majore care vânează aceste particule evazive.
Acestea fiind spuse, există și alte posibilități - s-ar putea să detectăm încă valuri gravitaționale sau ondulări în spațiu, care provin din cea mai timpurie perioadă din univers sau alte particule, cunoscute sub numele de particule masive slab interacționate, care ar putea explica și materia întunecată, a spus Wilczek .
Exoplanetele: o atmosferă asemănătoare Pământului
Pe 6 octombrie 1995, universul nostru a devenit mai mare, când o pereche de astronomi au anunțat descoperirea primului exoplanet pentru a orbita o stea asemănătoare soarelui. Numit 51 Pegasi b, orbul a arătat o orbită confortabilă în jurul stelei sale gazdă de doar 4,2 zile Pământ și o masă aproximativ jumătate din cea a lui Jupiter. Conform NASA, descoperirea a schimbat pentru totdeauna „felul în care vedem universul și locul nostru în el”. Mai bine de un deceniu mai târziu, astronomi au confirmat acum 4.104 lumi care orbitează stele în afara sistemului nostru solar. Este vorba despre o mulțime de lumi care nu erau cunoscute în urmă cu doar un deceniu.
Deci, cerul este limita pentru următorul deceniu, nu? Potrivit lui Sara Seager, Massachusetts Institute of Technology, absolut. "Acest deceniu va fi mare pentru astronomie și pentru știința exoplanetelor, cu lansarea anticipată a Telescopului spațial James Webb", a spus Seager, un om de știință planetar și astrofizician. Succesorul cosmic al telescopului spațial Hubble, JWST este programat să se lanseze în 2021; pentru prima dată, oamenii de știință vor putea „vedea” exoplanetele în infraroșu, ceea ce înseamnă că pot localiza chiar și planete slabe care orbitează departe de steaua lor gazdă.
Mai mult, telescopul va deschide o nouă fereastră în ceea ce privește caracteristicile acestor lumi extraterestre. "Dacă planeta adecvată există, vom putea detecta vaporii de apă pe o mică planetă stâncoasă. Vaporii de apă sunt indicatori ai oceanelor cu apă lichidă - deoarece apa lichidă este necesară pentru toată viața așa cum o știm, aceasta ar fi o afacere foarte mare ", A spus Seager la Live Science. "Aceasta este speranța mea numărul unu pentru o descoperire." (Scopul final, desigur, este de a găsi o lume care să aibă o atmosferă similară cu cea a Pământului, conform NASA; cu alte cuvinte, o planetă cu condiții capabile să susțină viața.)
Și, bineînțeles, vor fi dureri în creștere, a remarcat Seager. „Cu JWST și telescoapele extrem de mari pe care se anticipează să vină online, comunitatea exoplanetelor se luptă să se transforme de la eforturi individuale sau mici ale echipei în colaborari mari de zeci sau peste o sută de persoane. Nu este uriașă după alte standarde (de ex. LIGO), dar este totuși greu ", a spus ea, referindu-se la Observatorul Laser Interferometru Gravitational-Wave, o colaborare uriașă care implică peste 1.000 de oameni de știință de pe tot globul. Publicat inițial pe Live Science.
