به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، از آنجا که زمان کمی تا شروع سال میلادی ۲۰۲۰ باقی مانده است فرصتی به دست آورده‌ایم تا بتوانیم پنج کشف مهم علمی که پژوهشگران طی ۱۰ سال گذشته(۲۰۱۰ تاکنون) انجام داده‌اند را برایتان شرح دهیم.

بوزون هیگز

در سال ۲۰۱۲ ، یک ذره ابتدایی جدید در “سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای”(CERN) کشف شد که توجه جهان را به خود جلب کرد، زیرا این یک ذره معمولی نبود این ذره “بوزون هیگز” نام داشت که کاشفانش نیز موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شدند. بوزون هیگز برگرفته از نام پیتر هیگز، معروف به ذرّهٔ خدا، یک ذره بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهدۀ تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهٔ چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهند.

به‌ طور خاص، بوزون هیگز، می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس و نیروی هسته‌ای ضعیف در ساختار میکروسکوپیک ماده موثر هستند، بنابراین، بوزون هیگز یک مولفه بسیار مهم در دنیای ماده‌ است. این مشاهدات یک حمایت مهم از “مدل استاندارد”(Standard Model) ذرات بنیادی است. مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی نام نظریه‌ای مربوط به نیروهای الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف و همچنین طبقه‌بندی ذرات زیراتمی ‌است. این مدل در نیمه دوم قرن بیستم در نتیجه تلاش‌های مشارکت‌آمیز دانشمندان در عرصه جهانی شکل گرفت.

ویرایش ژن “کریسپر”

ویرایش ژن “کریسپر”، اصلاح ژن است که حرف اصلی را در آینده نزدیک در دنیای پزشکی خواهد زد. یک فناوری موسوم به “کریسپر”(CRISPR) با توانایی برش، جابجایی و تنظیم ژن‌های بدن انسان به منظور درمان بیماری‌ها و افزایش طول عمر و شاید حتی جاودانگی نوع بشر کار بزرگی را انجام خواهد داد.

فناوری “کریسپر” اخیراً جامعه علمی را دچار تحول کرده است. با این حال، این تکنولوژی هنوز به آن درجه از جلب توجه، شهرت و محبوبیت در خارج از جامعه علمی که مستحق آن است، نرسیده است. بسیاری از مردم دنیا نمی‌دانند که فناوری کریسپر چیست و چه کاری انجام می‌دهد. بنابراین در این مقاله نگاه عمیق‌تری به آن خواهیم داشت. “CRISPR” مخفف “تناوب‌های کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای” و یک تکنولوژی است که دانشمندان را قادر می‌سازد “دی‌ان‌ای”(DNA) هر ژنوم را ویرایش کنند. دانشمندان با ویرایش دی ان ای می‌توانند ویژگی‌های خاصی از یک ارگانیسم را تغییر دهند.

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق‌پذیر در باکتری‌ها است که آنها را قادر به کشف دی‌.ان‌.ای ویروس و بعد نابودی‌شان می‌کند. بخشی از سیستم کریسپر، پروتئینی به نام “کَس ۹”(Cas۹) است که قابلیت جستجو، برش زدن و سرانجام استحاله دی‌.ان‌.ای ویروس را به روشی خاص دارد. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می‌دهد، تغییراتی در دی‌.ان‌.ای سلول‌ها ایجاد کنند. تحقیق در مورد کریسپر و پیشرفت‌های قابل توجه در خصوص عملکرد و ویژگی‌های آن ابتدا توسط یک محقق به نام “فرانسیسکو موهیکا” در سال ۱۹۹۳ آغاز شد.

با گذشت هر سال، دانشمندان شروع به کسب دانش بیشتر و بیشتر در مورد کریسپر کردند و با توجه به تحقیقات متعدد انجام شده در سراسر جهان در سال ۲۰۰۵ به جزئیات قابل توجهی رسیدند که در آن یک محقق به نام “الکساندر بولوتین” پروتئین کشف Cas۹ که یک آنزیم برای برش دی‌.ان‌.ای است و اجازه می‌دهد تا ژنوم در سلول خود ویرایش شود را کشف کرد. برای روشن شدن وجوه فناوری کریسپر ابتدا باید به زمان قبل از کریسپر نگاه کنیم. زمانی که دانشمندان تلاش می‌کردند DNA را ویرایش کنند و تقریباً به هیچ موفقیتی دست نمی‌یافتند.

اما کریسپر کل این سناریو را تغییر داد. دانشمندان با کریسپر به تمام ابزارهای مناسب مورد نیاز برای برش هرگونه مواد ژنتیکی مجهز شدند و بهترین بخش این است که کریسپر به آنها اجازه می‌دهد تا این قابلیت را آسان‌تر و سریع‌تر از سایر روش‌ها به دست آورند. با کشف کریسپر، علاقه به این تکنولوژی از بخش‌های مختلف جامعه علمی افزایش چشمگیری داشته است. از آنجایی که کریسپر توانایی تغییر ساختارهای DNA در ارگانیسم را به دانشمندان می‌دهد، طیف گسترده‌ای از کاربردهای آن حتی در انسان نیز قابل بکارگیری است.

دانشمندان می‌توانند گیاهانی را مهندسی کنند که بتوانند در شرایط سخت زندگی کنند، داروهایی توسعه دهند که بتوانند سرطان را بدون هیچ‌گونه عوارضی درمان کنند، میوه‌هایی تولید کنند که حجم و گوشت بیشتری داشته باشند و غیره. محققان زیست‌شناس نه تنها به دلیل توانایی‌های شگفت‌انگیز کریسپر، بلکه به دلیل این واقعیت که کریسپر نسبت به سایر روش‌های ویرایش ژنوم بسیار مقرون به صرفه است، شروع به آزمایش کریسپر در مقیاس وسیع کرده‌اند.

امواج گرانشی

در فیزیک، موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی تولید می‌شود. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال ۱۹۱۶ از طریق نظریه نسبیت عام به طور نظری پیش‌بینی شد و صد سال بعد، در سال ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ به کمک تأسیسات لایگو و ویرگو به طور تجربی مشاهده گردید. این امواج برای اولین‌بار در سپتامبر سال ۲۰۱۵ توسط سیستم‌های رصدخانه امواج گرانشی مشاهده شد.

موج گرانشی به طور نظری انرژی تابش گرانشی را منتقل می‌کند. منابع موج‌های گرانشی قابل آشکارسازی شامل سیستم‌های ستاره دوتایی است که یکی از اعضای آن کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله باشد. مشاهده چنین امواج گرانشی، پیش‌بینی قرن بیستم آلبرت اینشتین را به نمایش گذاشت و راهی جدید را برای اکتشافات فضایی باز کرد و سال ۲۰۱۷، سه دانشمندان که در رسیدن به این کشف مهم نقش سرپرست و پیشرو را داشتند، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.

سیارات فراخورشیدی

دانشمندان ناسا در سال ۲۰۱۷ اعلام کردند به کمک تلسکوپ فضایی اسپیتزرِ ناسا موفق به کشف ۷ سیاره فراخورشیدی هم اندازه زمین شده‌اند که به دور ستاره کوتوله‌ای به نام تراپیست-۱ در حال چرخش بودند. تراپیست-۱ ستاره‌ای کوتوله و فراسرد است که در فاصله ۳۹ سال نوری از زمین واقع شده است. جرم این ستارۀ کوچک، هشت درصد جرم خورشید است و در مقیاس ستاره‌ای اندکی پرجرم‌تر از مشتری به‌شمار می‌رود. این ستاره در راستای صورت فلکی دلو قرار دارد و بسیار کم‌سو است.

به گفته داشمندان ناسا در سال ۲۰۱۷ در هر هفت سیاره امکان وجود آب مایع وجود دارد. ناسا همچنین علاوه بر این خبر درباره یافته‌های جدید ماموریت کپلر نیز صحبت کرد و در آن سال اعلام کرد که کپلر موفق به کشف ۱۲۸۴ سیاره فراخورشیدی جدید شده که حداقل ۵۵۰ مورد آنها سیاره‌های سنگی یا شبه زمین هستند.  فضاپیمای کپلر یک تلسکوپ فضایی ساخت ناسا است که در ۷ مارس سال ۲۰۰۹ باهدف کشف سیارات فراخورشیدی مشابه زمین به فضا پرتاب شده بود و در اواخر سال 2018 با اتمام سوخت به کار خود پایان داد.

بحران اقلیمی

این ممکن است نوع خوبی از موفقیت نباشد، اما در یک دهه گذشته ما بیشتر از هر زمان دیگری در تاریخ بشریت رکورد تغییرات اقلیمی را شکسته‌ایم. از گذشته تاکنون زیاد با این موضوع مواجه بوده‌ایم اما اخیرا این موضوع مورد توجه قرار گرفته است. شواهد فراوان نشان می‌دهد که پس از حدود سال ۱۷۵۰- نه به طور اتفاقی، در زمان انقلاب صنعتی، میزان شدید دی اکسید کربن (CO۲) جو افزایش یافته است. درجه حرارت سطح زمین در سراسر جهان از آن زمان به طور مداوم در حال افزایش است.

طبق اعلام ناسا و اداره ملی اقیانوسی و جوی، سال ۲۰۱۶ گرم‌ترین سال از سال ۱۸۸۰ بوده است و ژوئیه ۲۰۱۹ رکورد گرم‌ترین ماه را دارد. گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا درباره آب و هوا برای سال ۲۰۱۸ نشان داد که وقایع شدید آب و هوایی مانند طوفان، سیل، خشکسالی و آتش سوزی در آینده شدیدتر و رایج‌تر می‌شوند. یخچال‌های طبیعی و یخ‌های قطبی در حال آب شدن هستند و سطح دریا در حال افزایش است.

از زمان انقلاب صنعتی، انسان بیش از دو هزار گیگا تن(یک گیگا تن= یک میلیارد تن) دی‌اکسید کربن را وارد جو کرده است. این حجم غلیظ از گازهای گلخانه‌ای عامل گرم شدن کره زمین است. اگر چیزی تغییر نکند تأثیرات اقلیمی مانند آتش سوزی در جنگل، موج گرمای خفه کننده و افزایش مخرب سطح دریا شدت می‌یابد.

یکی از بزرگترین گام‌های بشریت برای مقابله با تغییرات آب و هوا، مهار چشم‌گیر انتشار گازهای گلخانه‌ای است به همین منظور انسان‌ها می‌بایست جلو پدیده جنگل زدایی را بگیرند و آلاینده‌هایی مانند هیدرو فلوروکربن‌ها(HFC) را مهار کنند. با این حال بنا بر آخرین داده‌های علوم آب و هواشناسی این تلاش‌ها به تنهایی برای جلوگیری از تغییرات خطرناک آب و هوا کافی نیستند زیرا ما نه تنها باید میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهیم بلکه باید برخی از آنها را نیز حذف و برخی کربن جو را ذخیره کنیم. بنابر گفته دانشمندان انسان‌ها می‌بایست سالانه میلیاردها تن دی اکسید کربن حذف کنند که پس از انجام این کار میزان گازهای گلخانه‌ای نیز کاهش می‌یابد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: newatlas.com