برترین دستاوردهای علمی دهه اخیر میلادی
در دهه گذشته میلادی پیشرفت‌های بزرگی در فیزیک، زیست شناسی و ستاره شناسی صورت گرفت. اما گفتن این که کدام یک از این اکتشافات مهم‌ترین است کار دشواری می‌باشد به همین دلیل باید منتظر ماند و پس از مشاهده پیامدهای آنها نظر داد. در ادامه ۱۰ کشف مهم که از سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۹ انجام شده‌اند، بررسی می‌شوند.
۲۰۱۰: اولین زندگی مصنوعی
دانشمندان در سال ۲۰۱۰ با تولید اولین ارگانیسم با ژنوم مصنوعی مرز بین ساخت طبیعت و انسان را از بین بردند. محققان موسسه جی کریگ ونتر (J. Craig Venter) ژنوم باکتری مایکوپلاسما مایکوئیدس (Mycoplasma mycoides) را از بیش از یک میلیون جفت دی‌ان‌ای پایه جمع آوری کردند. سپس آنها این ژنوم ساخته شده را به باکتری مایکوپلاسما کاپریکالوم (Mycoplasma capricolum) که از دی‌ان‌ای خالی شده بود، وارد کردند. هسته باکتری ام. کاپریکالوم به زودی شروع به ترجمه دستورالعمل‌های این ژنوم مصنوعی کرده و دقیقاً مثل ام. مایکوئیدس شروع به تولید کرد.
پس از این پیشرفت بزرگ، دانشمندان به پیشرفت‌های زیادی در زیست شناسی مصنوعی رسیدند. در سال ۲۰۱۶ دانشمندان با تنها ۴۷۳ ژن، کوچک‌ترین میکروب مصنوعی جهان را ساختند. در سال ۲۰۱۷ تولید پنج کروموزوم مصنوعی مخمر را اعلام کردند: برنامه آنها این است که تمام ۱۶ کروموزوم موجود در مخمر را با کروموزوم‌های مصنوعی که می‌توانند برخی وظایف از قبیل تولید انبوه آنتی بیوتیک یا حتی ساخت گوشت آزمایشگاهی را انجام دهد، جایگزین کنند.
۲۰۱۱: درمان و پیشگیری HIV
امروزه بسیاری از افراد مبتلا به ویروس نقص سیستم ایمنی بدن (HIV) که باعث بیماری ایدز می‌شود هستند، روزانه یک قرص خطر ابتلا به ایدز را در این افراد کاهش می‌دهد. در سال ۲۰۱۲ سازمان غذا و داروی ایالات متحده به این منظور دارویی به نام ترووادا (Truvada) را تایید کرد. یک مطالعه بزرگ که در سال ۲۰۱۱ منتشر شده بود، زمینه را برای این تغییر شگرف در پیشگیری HIV فراهم کرد.
این مطالعه که با عنوان پیشرفت سال در نشریه Science منتشر شد، برای اولین بار از سال ۱۹۹۴ روشی جدید برای جلوگیری از انتقال HIV از یک فرد به فرد دیگر نشان داد. این مطالعه در سال ۲۰۰۵ آغاز شد و یافته‌های آن در سال ۲۰۱۱ نتیجه موقت کاهش ۹۶ درصدی انتقال HIV را نشان داد. داده‌های نهایی در سال ۲۰۱۶ نشان دادند که موفقیت این روش در کاهش انتقال اچآیوی ۹۳ درصد است.
تماشا کنید: اچ آی وی و ایدز چیست؟
۲۰۱۲: بوزون هیگز
در ژوئیه ۲۰۱۲ آزمایش‌های صورت گرفته در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) سرن شواهدی از ذره کشف نشده که توسط مدل استاندارد فیزیک پیش بینی شده بود را کشف کرد، بوزون هیگز پیدا شد!
بوزون هیگز برگرفته از نام پیتر هیگز، یک ذره بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهده تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهٔ چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهند. ذرات با پرتاب شدن در میدان سه بعدی جرم به دست می‌آورند که باعث ایجاد اختلالات ناچیز در این میدان می‌شود (هر چه تعامل آنها با میدان قوی‌تر باشد، جرم بیشتری خواهند داشت). وقتی میدان در یک نقطه خاص شعله‌ور شدن بزرگ انرژی را تجربه کند، یک بوزون هیگز ساطع می‌کند. در سال ۲۰۱۳ فیزیکدان‌ها تأیید کردند که براساس مشاهدات صورت گرفته در سال ۲۰۱۲، بوزون هیگز ذره‌ای گریزان است. این ذره به خاطر این که به سایر ذرات جرم می‌دهد به “ذره خدا” نیز معروف است.
بیشتر بخوانید: مشاهده واپاشی ذره خدا یا بوزون هیگز برای اولین بار در سرن
۲۰۱۳: ورود وویجر ۱ به فضای میان ستاره‌ای
پس از گذشت نزدیک به ۳۵ سال از مشاهده سیارات و قمرهای آنها، کاوشگر وویجر ۱ (Voyager 1) ناسا در سال ۲۰۱۳ تاریخ ساز شد. در ماه اوت ۲۰۱۲ تیم کنترل کننده وویجر ۱ اعلام کردند که این کاوشگر وارد فضای میان ستاره‌ای شده است. پس از بررسی‌های بیشتر دانشمندان به این نتیجه رسیدند که وویجر ۱ به راستی از منظومه شمسی خارج شده، ناسا هم در ۱۳ سپتامبر ۲۰۱۳ این موضوع را به‌طور رسمی تأیید کرد.
این کاوشگر در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد و یک دهه بعدی را به کاوش سیارات مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و قمرهای آنها پرداخت. در سال ۲۰۱۳ داده‌های ارسال شده از این کاوشگر تغییرات چگالی الکترونی در اطراف وویجر ۱ را نشان دادند که سرنخ بزرگی از این بود که کاوشگر مرزهای منظومه شمسی را ترک کرده است.
وویجر ۱ تا سال ۲۰۲۵ به ارسال اطلاعات از فضای میان ستاره‌ای به زمین ادامه خواهد داد، پس از آن بی سروصدا وارد دوران بازنشستگی طولانی مدت خود خواهد شد. با این امید که شاید روزی موجودات بیگانه متوجه این کاوشگر کوچک و صفحه طلایی آن شوند، که شامل کپسول زمانی است که در آن تصاویری از افراد، نقشه‌های منظومه شمسی و سرنخ‌هایی از وجود تمدن در زمین وجود دارد. طبق تخمین ناسا ۳۰۰ سال طول خواهد کشید تا وویجر ۱ به ابر اورت (Oort cloud) برسد و پس از آن ۳۰٬۰۰۰ سال طول خواهد کشید تا از آن عبور کند.
۲۰۱۴: امواج گرانشی
تا قبل از سال ۲۰۱۴، دانشمندان فقط شواهد غیرمستقیمی از بیگ بنگ داشتند، نظریه‌ای که توصیف کننده تولد جهان در ۱۳٫۸ میلیارد سال پیش است (فیلم شکل گیری جهان پس از بیگ بنگ). اما در سال ۲۰۱۴ برای اولین بار دانشمندان شواهد مستقیمی از این بسط کیهانی مشاهده کردند.
این شواهد امواج گرانشی هستند، موج‌هایی در فضا-زمان که پس از بیگ بنگ در کسری از ثانیه ایجاد شده‌اند. این موج‌ها تغییراتی در قطبش پس زمینه مایکروویو کیهانی (پرتویی که از جهان اولیه باقی مانده است) ایجاد می‌کنند. تغییرات قطبش حالت B نامیده می‌شوند، این حالت‌های B را دانشمندان با استفاده از تصاویر پس زمینه تلسکوپ BICEP2 در قطب جنوب کشف کردند.
از آن زمان، امواج گرانشی رازهای جهان مانند دینامیک برخوردهای سیاه‌چاله‌ها و همچین برخورد بین ستاره‌های نوترونی را آشکار کرده‌اند. این امواج حتی می‌توانند در اندازه گیری سرعت گسترش جهان هم به دانشمندان کمک کنند.
بیشتر بخوانید: ثبت ۵ مورد امواج گرانشی عجیب در فضا-زمان در طول یک ماه
۲۰۱۵: اولین ویرایش جنین انسان با کریسپر
احتمالاً بزرگترین دستاورد زیست پزشکی این دهه، ظهور یک فناوری ویرایش ژن با نام کریسپر (CRISPR) است. این فناوری ناشی از مکانیسم‌های دفاعی طبیعی برخی باکتری‌ها بوده و شامل یک سری توالی تکراری ژن است که به آنزیمی به نام Cas9 گره خورده و مانند یک جفت قیچی مولکولی عمل می‌کند.
با استفاده از این فناوری دانشمندان می‌توانند به راحتی بخش‌هایی از دی‌ان‌ای موجودات زنده را پاک کنند، این روش در درمان بیماری‌های ژنتیکی بسیار کارآمد است. اولین قدم در این راه در سال ۲۰۱۵ برداشته شد، دانشمندان دانشگاه سان یات-سن (Sun Yat-sen) چین اعلام کردند که برای اولین بار با استفاده از کریسپر توانستند تغییرات ژنتیکی بر روی جنین‌های انسانی انجام دهند. جنین نتوانست زنده بماند ولی این روش تا حدودی موفقیت آمیز بود، اما این آزمایش از سوی بخش زیادی از جوامع غیراخلاقی تلقی شد و اکنون نیز درباره آن بحث‌های زیادی وجود دارد.
۲۰۱۶: کشف یک سیاره فراخورشیدی در کمربند حیات
در سال ۲۰۱۶ نزدیکترین سیاره فرخورشیدی به زمین که تنها ۴٫۲ سال نوری از آن فاصله دارد کشف شد، این سیاره که پروکسیما بی (Proxima b) نام دارد پتانسیل میزبانی حیات را دارد. این بدان معنا نیست که این سیاره مطمئناً قابل سکونت است، اما در کمربند حیات قرار دارد، به این معنی که فاصله آن از ستاره میزبانش پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri) به اندازه‌ای است که آب به صورت مایع می‌تواند در سطح آن وجود داشته باشد.
پس از این کشف، دانشمندان تابش‌های شدید در پروکسیما قنطورس مشاهده کردند به گونه‌ای که شانس وجود و شکل گیری حیات را در پروکسیما بی کاهش می‌دهد. با این حال، آنها همچنین دریافتند که سیارات بیشتری در نزدیکی پروکسیما بی وجود دارند.
بیشتر بخوانید: کهکشان راه شیری ۱۰ میلیارد سیاره شبیه زمین دارد
۲۰۱۷: قدیمی‌ترین فسیل هومو ساپینس
براساس کشفی که در سال ۲۰۱۷ انجام گرفت دانشمندان قدمت گونه هومو ساپینس (Homo sapiens) را در زمین ۳۰۰ هزار سال تخمین زدند. این مقدار ۱۰۰ هزار سال بیشتر از تخمین‌های قبلی است.
محققان استخوان‌های ۳۰۰ هزار ساله در یک غار در مراکش، کشف کردند که حداقل مربوط به ۵ نفر بوده است. محل این اکتشاف قدیمی‌ترین فسیل‌های هومو ساپینس در شمال آفریقا قرار دارد و نشان می‌دهد که اجداد انسان‌های امروزی در آفریقا تکامل یافته و از آنجا به سایر قاره‌ها مهاجرت کرده‌اند.
بیشتر بخوانید: بوتسوانا سرزمین مادری و منشأ انسان‌های امروزی
۲۰۱۸: اولین نوزاد زنده حاصل از کریسپر
تنها سه سال پس از اولین ویرایش جنین‌های انسانی با روش غیرقابل استفاده با کریسپر بر روی انسان، یک نفر به این کار را انجام داد. این بار ، یک دانشمند چینی به نام هی جیانکوی اعلام کرد که ژنوم‌های دو جنین را با کریسپر ویرایش کرده و سپس آنها را پس لقاح آزمایشگاهی در رحم مادر قرار داد: این دو نوزاد دوقلو پس از تولد اولین نوزادان کریسپر در جهان هستند.
ویرایش وی بر روی ژن CCR5 انجام گرفت و از دیدگاه نظری باید کودکان را نسبت به ابتلا به ویروس اچ آی وی آسیب پذیرتر کند. جیانکوی گفت: کرد پس از این که در پدر این دو کودک بیماری اچآیوی مثبت تشخیص داده شده که قصد داشت تا جلوی انتقال این بیماری را به فرزندان بگیرد.
این مساله اعتراضات بسیاری را در مجامع علمی برانگیخت. حتی در چین هم صدها موسسه و دانشمند این حرکت را تقبیح کردند و بیان داشتند که استفاده از کریسپر برای ویرایش ژن‌ها در پروسه زاد و ولد انسان امری غیر اخلاقی است. جیانکوی به خاطر این کار خود از دانشگاه اخراج و ممنوع الفعالیت شد.
بعداً داده‌های منتشر شده توسط محققان نشان داد که وی باعث یک جهش ناشناخته در این دو نوزاد شده است. عوارض جانبی احتمالی بر روی ۲ نوزاد دختر هنوز مشخص نیست، درست مانند سرنوشت دانشمندی که این ویرایش را انجام داد. در ژانویه سال ۲۰۱۹ روزنامه نیویورک تایمز گزارش داد که وی به احتمال زیاد در چین با اتهامات کیفری روبرو خواهد شد، اگرچه مشخص نیست که تحت چه قوانینی متهم می‌شود.
۲۰۱۹: ثبت اولین عکس از سیاهچاله
سیاه‌چاله‌ها اجسام کیهانی بسیار جذابی هستند، می‌دانیم که آنها وجود دارند اما از آنجا که نور نمی‌تواند از افق رویداد آنها فرار کند، به نوعی نامرئی هستند.
تا این که در سال ۲۰۱۹ برای اولین بار دانشمندان تصویری از یک سیاهچاله را توسط تلسکوپ افق رویداد ثبت کردند. این تصویر مربوط به سیاهچاله M87 در مرکز کهکشان مسیه ۸۷ بود. این تصویر شبیه به یک دونات درخشان است که توسط تاریکی احاطه شده است. این کشف جایزه موفقیت ۲۰۲۰ را که یکی از معتبرترین جوایز علمی است برای این محققان به ارمغان آورد. آنها اکنون در تلاشند تا فیلمی از این سیاه‌چاله‌ها ضبط کنند.
.
بیشتر بخوانید: ثبت اولین تصویر واقعی از یک سیاه چاله