Posljednje desetljeće je dovelo do stvarno revolucionarnog napretka u znanosti, od otkrića Higgsovog bozona do korištenja CRISPR-a za Sci-Fi esque uređivanje gena. Ali koji su od tih najvećih proboj još uvijek potrebni? Live Science pitao je nekoliko stručnjaka na svom području koja otkrića, tehnike i razvoj najviše se vesele kada će se pojaviti u 2020-ima.
Medicina: Univerzalno cjepivo protiv gripe
Univerzalno otkriće gripe, koje je desetljećima izbjegavalo znanstvenike, može biti jedan doista revolucionarni medicinski napredak koji bi se mogao pokazati u sljedećih 10 godina.
"Nekako se pretvorila u šalu da je univerzalno cjepivo trajno u trajanju od samo pet do 10 godina", rekao je dr. Amesh Adalja, stručnjak za zarazne bolesti i viši znanstvenik iz Johns Hopkins Centra za zdravstveno osiguranje u Baltimoreu.
Ali sada se čini da je to "možda zapravo istina", rekao je Adalja za Live Science. "Različiti pristupi univerzalnim cjepivima protiv gripe su u naprednom razvoju, a obećavajući rezultati počinju se prikupljati."
Teoretski, univerzalno cjepivo protiv gripe osiguralo bi dugotrajnu zaštitu protiv gripe i eliminiralo bi potrebu da se grip odriješi svake godine.
Neki se dijelovi virusa gripe stalno mijenjaju, dok drugi ostaju uglavnom nepromijenjeni iz godine u godinu. Svi pristupi univerzalnom cjepivu protiv gripe ciljaju dijelove virusa koji su manje varijabilni.
Ove godine Nacionalni institut za alergijske i zarazne bolesti (NIAID) započeo je prvo ispitivanje univerzalnog cjepiva protiv gripe na ljudima. Cilj imunizacije je inducirati imunološki odgovor protiv manje varijabilnog dijela virusa gripe poznatog kao "stabljika" hemaglutinina (HA). Ova faza 1 studija će se baviti sigurnošću eksperimentalnog cjepiva, kao i imunološkim reakcijama sudionika na njega. Istraživači se nadaju da će izvijestiti o svojim početnim rezultatima početkom 2020. godine.
Još jedan kandidat za univerzalno cjepivo, izrađen od izraelske tvrtke BiondVax, trenutno se nalazi u ispitivanjima faze 3, što je napredna faza istraživanja koja provjerava je li cjepivo zaista učinkovito - što znači da štiti od infekcije bilo kojim sojem gripe. Taj kandidat za cjepivo sadrži devet različitih proteina iz različitih dijelova virusa gripe, koji malo variraju između sojeva gripe, piše The Scientist. U studiju je već upisano više od 12.000 ljudi, a rezultati se očekuju krajem 2020. godine, navodi tvrtka.
Neuroznanost: veći, bolji mini-mozgovi
U posljednjem desetljeću, znanstvenici su uspješno uzgajali mini-mozgove, poznate kao "organoidi", iz matičnih stanica čovjeka koje se diferenciraju u neurone i sastavljaju u 3D strukture. Do sada se organoidi mozga mogu uzgajati samo tako da liče na sitne dijelove mozga u ranom razvoju fetusa, izjavio je dr. Hongjun Song, profesor neuroznanosti na Medicinskom fakultetu Perelman na Sveučilištu u Pennsylvaniji. Ali to bi se moglo promijeniti u sljedećih 10 godina.
"Mogli bismo zaista modelirati, ne samo raznolikost tipova stanica, već staničnu arhitekturu" mozga, rekao je dr. Song. Zreli neuroni se slože u slojevima, stupcima i zamršenim krugovima u mozgu. Trenutačno organoidi sadrže samo nezrele stanice koje ne mogu prehraniti ove složene veze, ali dr. Song rekao je kako očekuje da će to polje možda prevladati u sljedećem desetljeću. Uz minijaturne modele mozga u ruci, znanstvenici bi mogli pomoći zaključiti kako se razvijaju neurorazvojni poremećaji; kako neurodegenerativne bolesti razgrađuju moždano tkivo; i kako mozak različitih ljudi može reagirati na različite farmakološke tretmane.
Jednog dana (iako možda ne za 10 godina), znanstvenici će čak moći uzgajati "funkcionalne jedinice" neuronskog tkiva kako bi zamijenili oštećena područja mozga. "Što ako imate unaprijed napravljenu funkcionalnu jedinicu koju biste mogli kliknuti u oštećeni mozak?" Song je rekao. Trenutno je djelo izrazito teoretsko, ali "mislim da ćemo u sljedećem desetljeću znati" bi li moglo uspjeti ", dodao je.
Klimatske promjene: transformirani energetski sustavi
U ovom desetljeću, porast razine mora i ekstremniji klimatski događaji otkrili su koliko je naš lijepi planet krhki. Ali što drži sljedeće desetljeće?
"Mislim da ćemo doći do pomaka kada je riječ o djelovanju na klimu", rekao je Michael Mann, ugledni profesor meteorologije na Sveučilištu Penn State. "Ali potrebne su nam politike koje će ubrzati tu tranziciju i trebamo političari koji će podržati te politike", rekao je on Live Science.
U sljedećem desetljeću "transformacija energetskih i prometnih sustava u obnovljive izvore energije već će biti u tijeku, a razvijeni su novi pristupi i tehnologije koji nam omogućuju brži dolazak", rekao je Donald Wuebbles, profesor atmosferskih znanosti na Sveučilište Illinois u Urbani-Champaign. I „sve veći utjecaji klime zbog teških vremenskih prilika i možda porasta razine mora napokon dobivaju dovoljno pažnje ljudi da zaista počinjemo ozbiljno shvaćati klimatske promjene“.
Dobra stvar također, jer na temelju nedavnih dokaza, postoji zastrašujuća, nagađajuća mogućnost: Znanstvenici možda podcjenjuju učinke koje su klimatske promjene imale na ovo stoljeće i šire, rekao je Wuebbles. "O tome bismo trebali naučiti mnogo više tijekom sljedećeg desetljeće."
Fizika čestica: Pronalazak aksije
U posljednjem desetljeću, najveća vijest o vrlo malom svijetu bilo je otkriće Higgsovog bozona, tajanstvene "Božje čestice" koja drugim česticama daje njihovu masu. Higgs se smatrao krunskim draguljem u Standardnom modelu, vladajućoj teoriji koja opisuje zoološki vrt subatomskih čestica.
Ali s otkrivanjem Higgsa, mnoge druge manje poznate čestice počele su se uzimati u središtu pozornosti. U ovom desetljeću razumno smo pokušali pronaći još jednu od tih neuhvatljivih, još uvijek hipotetskih čestica - aksio, rekao je fizičar Frank Wilczek, nobelovac laureat na Massachusetts Institute of Technology. (Wilczek je 1978. prvi put predložio akciju). Aksija nije nužno jedna čestica, već klasa čestica svojstava koja rijetko stupaju u interakciju s običnom materijom. Aksioni bi mogli objasniti dugogodišnju zagonetku: Zašto se čini da zakoni fizike djeluju isto na čestice materije i na njihove antimaterijske partnere, čak i kada su njihove prostorne koordinate okrenute, kao što je Live Science ranije izvijestio.
A sjekire su jedan od vodećih kandidata za tamnu materiju, nevidljivu materiju koja drži galaksije zajedno.
"Pronalaženje osovine bilo bi vrlo veliko postignuće u temeljnoj fizici, pogotovo ako se to dogodi najvjerovatnijim putem, tj. Promatranjem pozadine kozmičke aksije koja pruža 'tamnu materiju'", rekao je Wilczek. "Postoji velika vjerojatnost da bi se to moglo dogoditi u narednih pet do 10 godina, budući da ambiciozne eksperimentalne inicijative, koje bi mogle stići tamo, procvjetaju po cijelom svijetu. Za mene, važući važnost otkrića i vjerojatnost da će se to dogoditi, to je najbolje kladiti.”
Među tim inicijativama je eksperiment Axion Dark Matter (ADMX) i solarni teleskop CERN Axion, dva glavna instrumenta koja traže ove neuhvatljive čestice.
U skladu s tim, postoje i druge mogućnosti - možda još možemo otkriti gravitacijske valove ili pukotine u prostornom vremenu, nastale iz najranijeg razdoblja u svemiru, ili druge čestice, poznate kao slabo interaktivne masivne čestice, koje bi mogle objasniti i tamnu tvar, rekao je Wilczek ,
Egzoplaneti: atmosfera nalik Zemlji
Naš je svemir 6. listopada 1995. godine postao nešto veći, kada je par astronoma najavio otkriće prve egzoplanete koji je orbitirao poput zvijezde u obliku sunca. Nazvana 51 Pegasi b, kugla je pokazala ugodnu orbitu oko svoje zvijezde domaćina od samo 4,2 zemaljska dana i masu otprilike polovinu Jupiterove. Prema NASA-i, otkriće je zauvijek promijenilo "način na koji vidimo svemir i naše mjesto u njemu". Više od desetljeća kasnije, astronomi su sada potvrdili 4.104 svijeta u orbiti oko zvijezda izvan našeg Sunčevog sustava. To je puno svjetova koji su bili nepoznati prije nešto više od deset godina.
Dakle, nebo je granica za sljedeće desetljeće, zar ne? Prema Sara Seager, sa Massachusetts Institute of Technology, apsolutno. "Ovo će desetljeće biti veliko za astronomiju i za egzoplanet značenje predviđenim lansiranjem svemirskog teleskopa James Webb", rekao je Seager, planetarni znanstvenik i astrofizičar. Kozmički nasljednik svemirskog teleskopa Hubble, JWST trebao bi biti lansiran 2021. godine; prvi put će znanstvenici moći "vidjeti" egzoplanete infracrvenom, što znači da mogu uočiti čak i slabe planete koji orbitiraju daleko od njihove domaćine zvijezde.
Štoviše, teleskop će otvoriti novi prozor u karakteristike ovih izvanzemaljskih svjetova. "Ako postoji pravi planet, moći ćemo detektirati vodenu paru na malom stjenovitom planetu. Vodena para ukazuje na tekuće vodene oceane - budući da je tekuća voda potrebna za cijeli život, kao što znamo, to bi bila vrlo velika stvar , "Rekao je Seager za Live Science. "To je moja nada broj jedan za proboj." (Krajnji je cilj, naravno, pronaći svijet koji ima atmosferu sličnu onoj na Zemlji, prema NASA; drugim riječima, planet sa uvjetima koji mogu poduprijeti život.)
I naravno, postojat će rastućih bolova, primijetio je Seager. "S JWST-om i ekstremno velikim zemaljskim teleskopima za koje se predviđa da će se pojaviti na mreži, zajednica egzoplaneta bori se da se transformira iz pojedinačnih ili malih timskih napora u velike suradnje desetaka ili preko stotinu ljudi. Nisu ogromni drugi standardi (npr. LIGO), ali svejedno, teško je ", rekla je, pozivajući se na opservatorij gravitacijskog vala Laser Interferometar, ogromnu suradnju koja uključuje više od 1000 znanstvenika širom svijeta. Izvorno objavljeno u časopisu Live Science.
