بیگ بنگ: سردبیران و نویسندگان مجله‌ی اخبار علم( Science News) در این مقاله 10 رویداد علمی برتر سال 2016 را انتخاب کرده اند، که از جملۀ آنها می توان به کشف امواج گرانشی، شیوع ویروس زیکا، کشفیات ژنتیکی، شناسایی نزدیکترین سیارۀ فراخورشیدی و … اشاره کرد. 

1- شناسایی امواج گرانشی

امواج گرانشی دیدگاه جدیدی از کیهان بویژه جزئیاتی در خصوص سیاهچاله‌ها و دیگر پدیده‌های کهکشانی ارائه می‌دهند. برای قرن‌ها، ستاره‌شناسان به آسمان خیره می‌شدند تا بتوانند نورهای آن را مشاهده کنند و اغلب اسرار این غول‌های کهکشانی رمزآلود و دور از دسترس بودند، اما در سال 2016 خبری از مشاهده و ثبت امواج گرانشی منتشر شد. این امواج که 1.3 میلیارد سال قبل از برخورد دو سیاهچاله‌ی غول پیکر به وجود آمده بود به دانشمندان راه جدیدی برای مشاهده و شناسایی امواج ناشی از برخورد سیاهچاله ها را ارائه کرد.

این امواج با سرعت نور در تمامی کیهان در حال حرکت هستند و در مسیر خود ممکن است به زمین نیز برسند. خوشبختانه، این امواج دقیقا زمانی به زمین برخورد کردند که دستگاه”مشاهده‌گر تداخل سنج امواج گرانشی لیزری پیشرفته(LIGO)” در حال اندازه‌گیری و ثبت زمان‌های انبساط و انقباض‌های فضایی بود. با دومین مشاهده‌ای که در حال حاضر ثبت شده و مشاهدات بیشتر در سال 2017، دانشمندان امیدوارند بتوانند جزئیات بیشتری در رابطه با سیاهچاله‌های فراری(همیشه در حال حرکت) و جفت‌های آنها بدست بیاورند. به زودی، زمانیکه تعداد بیشتری آشکارساز شروع به کار کند، دانشمندان حتی قادر خواهند بود محل دقیق تولد امواج گرانشی را مشخص کنند و آسمان را برای اتفاقات و برخوردهای عظیمی که باعث تولید این امواج شده و یا خواهد شد، کاوش نمایند.

2- ویروس زیکا

ویروس زیکا باعث ایجاد عفونت در خانواده‌هایی که مورد جراحی برای درمان میکروسفالی قرار گرفته بودند شد و موجی از ترس تمام قاره‌ی آمریکا را فرا گرفت. میکروسفالی نقصی است که در بدو تولد نوزادان رخ میدهد و سبب خرد شدن جمجه‌ی نوزادان می شود. در این حالت سر کودک از حالت طبیعی کوچک‌تر می‌باشد به گونه‌ای که به نظر می‌رسد جمجه‌ی نوزاد دقیقا بالای ابروهایش قرار دارد. در سال 2016 گزارش دلخراشی در میان خانواده‌های برزیلی رخ داد. ویروسی که از یک پشه‌ی مهره دار کمتر شناخته شده به نام زیکا منتقل و سبب ایجاد عفونت می‌شود، عوارض وحشتناکی برای مادران، نوزدان و خانواده‌های برزیلی به وجود آورده است. در این سال، جهان تصویر غم انگیزی از بیماری میکروسفالی بدست آورد که در میان کوهی از شواهد واقعی دانشمندان را متقاعد می‌کرد که ویروس زیکا به سرعت در حال پیشروی می‌باشد.

برزیل اولین مورد زیکا را در سال 2015 گزارش کرد اما عفونت در بهار 2016 به اوج خود رسید به گونه‌ای که در هر هفته حدود 8000 نفر درگیر این عفونت می‌شدند. این ویروس به شمال نیز رخنه کرد و توانست بسیاری از کشورها از جمله پاناما، هائیتی و مکزیک را آلوده نماید. همچنین گزارش‌هایی از موارد مبتلا به این ویروس از ایالت‌های مختلف آمریکا به گوش رسید که سبب شد موجی از ترس تمامی قاره‌ی آمریکا را دربرگیرد. در دسامبر 2016 بیش از 34000 نفر به این ویروس مبتلا شدند که حدود 2700 نفر از آنها زنان باردار بودند و از آنجائیکه عفونت ناشی از این ویروس سبب بروز نقص میکروسفالی در نوزادان می‌شد، این خبر بسیار ترسناک به نظر می‌رسید.

3- کشف سیاره‌ی پروکسیما-بی

ستاره شناسان سیاره‌ای در مدار نزدیک‌ترین ستاره به خورشید کشف کرده‌اند. این امر امکان تحقق رویای سفرهای بین ستاره‌ای را پر رنگ‌تر خواهد کرد. سیاره های موجود درون سیستم ستاره ای آلفا قنطورس(سیستم 3 ستاره ای نزدیک به خورشید) برای قرن‌ها جزوی از تخیلات اصلی دانشمندان بودند. از جنگ ستارگان تا آواتار نویسندگان درباره‌ی مکان‌های عجیب و غریب و ساکنانشان و همچنین برخورد با کاشفان بین ستاره‌ای رویاپردازی کرده‌اند. اما اکنون وجود یک سیاره در مدار یک ستاره نزدیک به خورشید ما، دیگر افسانه نیست.

در آگوست 2016، سرفصل اخبار مربوط به خبری شگفت انگیز بود که نفس‌ها را در سینه حبس کرد. این خبر درباره‌ی کشف سیاره‌ای کوچک با پتانسیل قابل سکونت بودن در مدار ستارۀ پروکسیما قنطورس بود. یک کوتوله‌ی سرخ که فقط 4.24 سال نوری با زمین فاصله دارد. سیاره‌ی پروکسیما-بی اولین سیاره با جرم مشابه جرم زمین نیست که کشف شده است. همچنین اولین منطقه‌ی قابل سکونت از یک ستاره، یعنی جایی که دمای هوا در آن به گونه‌ای است که آب در فاز مایع وجود دارد، نیز نمی‌باشد. در واقع، پروکسیما-بی فقط و فقط به یک دلیل توجه‌های ویژه را به خود جذب کرد: این سیاره نزدیک‌ترین سیاره‌‌ی دارای پتانسیل قابل سکونت بودن، به زمین می‌باشد که می‌توان بر روی آن کاوش انجام داد.

4- فرزندان 3 والدینی

یک نوزاد پسر متولد شد که علاوه بر DNA پدر و مادرش، حامل ِ DNA یک فرد اهدا‌کننده نیز بود. موضوعی که سبب شد نگرانی‌هایی در خصوص مسائل اخلاقی در مورد این تکنیک افزایش یابد. اولین کودک 3-والدی در آوریل 2016 متولد شد، یعنی زمانی که دنیا اولین گزارش خود از تولد یک کودک با استفاده از یک شیوه‌ی بحث‌برانگیز، که برای جلوگیری از انتقال بیماری میتوکندری از مادر به فرزند طراحی شده بود، را دنبال می‌کرد.

پس از معاینه مشخص شد که نوزاد متولد شده هیچگونه علائمی از بیماری میتوکندری ندارد و این موضوع حاکی از موفقیت روش طراحی شده، بود. اما این نوزاد علاوه بر DNA والدین خود اندکی از DNA اهداکننده را نیز حمل می‌کرد که این موضوع سبب افزایش نگرانی‌های اخلاقی در مورد این روش شد. این موضوع به طور ویژه سبب افزایش نگرانی مردم در خصوص آرایش‌های ژنتیکی نسل‌های آینده است، زیرا احتمال بروز این خطر را بیان می کند که در آینده از این آرایش‌های ژنتیکی نه تنها برای کنترل بیماری‌های موروثی که برای طراحی کودکان متفاوت نیز می توان استفاده کرد.

5- آب شدن و از دست رفتن یخ‌های قطب شمال

محققان درحال مطالعه‌ی نتایج پیچیده‌ی بیولوژیکی ناشی از ذوب شدن کوه‌های یخی قطب شمال می‌باشند. گفته می‌شود که آب شدن دریاهای یخی، اکوسیستم را تغییر خواهد داد. در سال 2016 خبر عظیمی منتشر شد که نشان می داد در تابستان امسال حدود 4.14 میلیون مترمکعب از حجم یخ‌های قطب شمال کاسته شد در حالیکه در طی سال‌های 1981 تا 2010 به طور میانگین در هر تابستان حجم این یخ‌ها حدود 6.22 میلیون متر مکعب کاهش یافته بودند. در یک دنیای بهتر و شرایط مناسب‌تر، این خبر یک پیشرفت عالی محسوب می‌شود اما در دنیای امروز ما و با تغییراتی که در شرایط آب و هوا وجود دارد کاهش مقدار بینهایتی از این یخ‌ها انتظار می‌رود.ُ

جدیدترین اتفاقاتی که در پی این خبر از قطب شمال به گوش می‌رسد، نتایج پیچیده‌ی بیولوژیکی و تغییرات اکوسیستمی، ذوب شدن دریاهای یخی و باز شدن معابر می‌باشد. اتفاقاتی که برای دهه‌ها موضوع بحث بود و اکنون به وقوع پیوسته است. با باز شدن معابر قطب شمال، کشتی‌های تجاری، تفریحی و توریستی آسیایی و اروپایی بیشتر می‌توانند سفر کنند و بدون شکستن یخ‌ها و برخورد با کوه‌های یخی به سمت آمریکا بروند. اما این امر سبب ایجاد نگرانی بسیار زیاد زیست شناسان در خصوص تغییرات اکوسیستمی و بیولوژیکی ناشی از آب شدن دریاهای یخی شده است. از جمله‌ی مهمترین این نگرانی‌ها، سرنوشت خرس قطبی در پی این پیامد است که در هاله‌ای از ابهام قرار دارد.

6- مهاجرت انسان‌های اولیه

مطالعات DNA چشم‌انداز جدیدی از زمان مهاجرت بشر و خروجش از قاره‌ی آفریقا را نشان می‌دهد، اما ژنتیک به تنهایی برای مشخص شدن تمام داستان کافی نیست. تاکنون هیچ مدرکی درخصوص نحوه و زمان مهاجرت بشر از آفریقا و پراکنده شدن انسان‌ها در تمام کره‌ی زمین وجود نداشته است. مطالعات ژنتیکی در سال 2016 یک جهش مولکولی جدید را در خصوص یافتن نشانه‌هایی از مهاجرت بشر در سال‌های اولیه، تشخیص داد. این تحقیق همچنان نحوه‌ی سفر طولانی باستانی را برای دانشمندان مشخص کرد و آنها توانستند راهی برای شبیه‌سازی سفرهای جاده‌ای عصر سنگی پیدا کنند.

برای یافتن داستان این آمدن‌ها، رفتن‌ها و در نهایت مُردن‌ها یکی از مناسب‌ترین و پیشرفته‌ترین کارهای تحقیقاتی که تاکنون انجام شده است مقایسه‌ی DNA بشر در دوران مختلف می‌باشد. مقایسه‌ی تفاوت DNA بشر در عصر حاضر با DNA یافت شده از بقایای استخوان‌های مربوط به انسان‌های نخستین، مطالعه‌ی فسیل‌ها و همچنین مطالعات آب و هوای آن دوران همه و همه راهی را برای یافتن حقیقت چگونگی پخش شدن بشر در کره‌ی زمین مشخص خواهد کرد. با این وجود، همچنان سخت است که بگوییم چه زمانی ابرها کنار رفته و حقیقت کاملا آشکار خواهد شد.

7- ژنوم‌های پایه

در سال 2016 گزارشی از سلول‌های سنتز شده منتشر شد که نشان می‌داد این سلول‌ها ژن‌های اضافی را کنار گذاشته و اصول طراحی انسان را در آغوش کشیده‌اند. یکی از بزرگترین موفقیت‌های بدست آمده در زمینه‌ی بیولوژی در سال 2016 در واقع یکی از غیرمحتمل‌ترین اتفاقات بود: ساختن یک باکتری با فقط و فقط 473 ژن! باکتری‌ها به عنوان کوچکترین موجودات تک سلولی زنده، از دهه‌ها پیش مورد مطالعه و بررسی ژنتیکی و ساختار ژنوم‌هایشان قرار گرفته‌اند.

برای دهه‌ها، بحث و جستجو برای ساخت یک موجود زنده که حاصل ژنوم‌های پایه می‌باشد، ادامه داشته است. و امروزه ساختن یک موجود تک سلولی با استفاده از حداقل ژنوم‌ها به صورت آزمایشگاهی جهشی بزرگ در علم محسوب می‌شود. این اتفاق تاثیر غیر قابل تصوری در تمام علوم از صنایع شیمیایی و کشاورزی تا موارد دیگر خواهد داشت. این پروژه حتی قادر خواهد بود ژن‌های حامل میکروب‌های ناشناس برای دانشمندان را به صورت کامل از کتاب زندگی انسان‌ها حذف نماید.

8- معالجه و درمان آلزایمر

داروهایی که آمبولی را از پلاک‌های مغزی افراد مبتلا به آلزایمر دور نگه می‌دارند در معرض آزمون‌های جدید قرار گرفتند تا عملکرد بهتری از خود نشان دهند. داروهای آلزایمر ممکن است بتوانند منشا اصلی این بیماری را مشخص کنند! یک ربع قرن پس از آنکه دانشمندان ایده‌ای را مطرح کردند که عمیقا بر روی تحقیقات در خصوص آلزایمر تاثیر می‌گذاشت، راهی نیز برای فهمیدن صحت این ادعا نیز یافت شد.

در سال 2016 دانشمندان داروی آنتی بادی جدیدی را به نام آدوکانوماب طراحی و سنتز کردند که قادر است مغز را از پروتئین‌های چسبنده‌ی بتا-آمولوئید جاروب کند و بدین صورت بتواند اثرات مخرب آلزایمر را تضعیف کرده و یا به طور کل آن‌ها را از میان ببرد. این دارو ممکن است بتواند درمانی برای معالجه‌ی آلزایمر باشد اما گفتن این حرف راحت است. نکته‌ی اصلی پاسخ دادن به این پرسش است: آیا محققان واقعا راهی برای دست‌یابی به هدف اصلی خود پیدا کرده‌اند؟

9- سوراخ لایه‌ی ازون در قطب جنوب

تحقیقات در سال 2016 ثابت کرد که سوراخ لایه‌ی ازون در قطب جنوب ترمیم شده است. این موفقیت حاصل همکاری بین‌المللی و به کارگیری تکنولوژی‌های جدید می‌باشد. یکی از معدود اخبار روشن و مثبت محیط زیست در کل دنیا این بود که دانشمندان گزارش دادند: سوراخی که سالانه در لایه‌ی ازون قطب جنوب ایجاد می‌شود رو به بهبود و ترمیم است. داده‌ها و نتایج آن‌ها نشان داد که قطعنامه‌ی بین‌المللی مونترال در سال 1987 در رابطه با محدودیت استفاده از مواد شیمیایی مخرب لایه‌ی ازون، موثر بوده است.

سوراخ لایه‌ی ازون هر ساله در فصل بهار نیمکره‌ی جنوبی بر اثر واکنش‌های شیمیایی که طی آن کلریدها و برمیدهای موجود در هوا پیوندهای میان اکسیژن‌های تشکیل دهنده‌ی لایه‌ی ازون را می‌شکستند ایجاد می‌شد. بنابراین با کم شدن استفاده از مواد شیمیایی حاوی کلرید و برمید، این پیوندها نیز کمتر گسسته شده و لایه‌ی ازون محافظت خواهد شد. هرچه ضخامت لایه‌ی محافظ کره‌ی زمین یعنی لایه‌ی ازون کمتر شود مقدار اشعه‌ی ماوراءبنفشی که به زمین می‌رسد بیشتر خواهد بود؛ این امر علاوه بر تاثیرات مخرب دیگر، می‌تواند باعث تخریب DNA شده و همچنین ریسک ابتلا به سرطان پوست را افزایش دهد.

10- هوش مصنوعی

پیروزی سیستم‌های هوشمند در بازی‌های قدیمی به حریف انسانی خود عصری جدید از هوش مصنوعی را در آینده رقم خواهد زد. در اویل سال 2016، در بالکن یک هتل در سئول کره‌ی جنوبی، یک بازی استراتژیک قدیمی توانست تصویر جدیدی از آینده‌ی درخشان محاسبات را نشان دهد. برنامه‌ی کامپیوتری AlphGo در بازی تخته چینی جایگزین یک انسان شد و توانست در 4 بازی از 5 بازی بر حریف‌های انسان خود غلبه کند. این پیروزی تمام بازیکنان و معلمان کامپیوتر را شگفت‌زده کرد. برای برد در این بازی بیش از هر چیز به قدرت محاسبه‌ی سریع و توان یادگیری از تجربیات گذشته نیاز است. و این 2 در واقع اساس کار هوش مصنوعی می‌باشند از هوش مصنوعی به کار گرفته شده در تجهیزات پزشکی تا میکروپردازشگرهای به کار رفته در خودروهای بدون نیاز به راننده و …

برنامه‌ی کامپیوتری AlphaGo براساس یک شبیه‌سازی از مغز انسان طراحی شده است که به نوبه‌ی خود یک تجربه‌ی جدید در علم کامپیوتر و هوش مصنوعی، محسوب می‌گردد. این برنامه با استفاده از 30 میلیون موقعیت مختلفی که در 16 هزار مدل بازی تخته توسط کارشناسان حرفه‌ای این بازی ممکن است به وجود آید، برنامه‌ریزی شده و یا به عبارت بهتر آموزش دیده است. همچنین این برنامه‌ی کامپیوتری می‌تواند سریع‌ترین مسیر را برای دست‌یابی به پیروزی بیابد و دانشمندان هنوز نمی‌دانند محدودیت‌های AlphGo دقیقا چه چیزهایی می‌تواند باشد.

مترجم: ندا حائری/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencenews.org