Последното десетилетие даде началото на някои наистина революционни постижения в науката, от откриването на бозона на Хигс до използването на CRISPR за Sci-Fi esque редактиране на гени. Но кои са някои от най-големите пробиви, които тепърва предстоят? Live Science попита няколко експерти в своята област кои открития, техники и разработки най-много се вълнуват да видят през 2020-те.
Медицина: Универсална ваксина срещу грип
Универсалният грип, който се избягва от учени от десетилетия, може да бъде един наистина революционен медицински напредък, който може да се прояви през следващите 10 години.
„Това стана шега, че универсалната ваксина е трайно на разстояние само от пет до 10 години“, казва д-р Амеш Адаля, специалист по инфекциозни болести и старши учен в Центъра за здравна сигурност на Джонс Хопкинс в Балтимор.
Но сега се оказва, че това „може всъщност да е истина“, каза Адаля пред Live Science. "Различните подходи към универсалните ваксини срещу грип са в напреднала разработка и обещаващи резултати започват да се трупат."
На теория универсалната ваксина срещу грип би осигурила дълготрайна защита срещу грип и би премахнала необходимостта от всяка година да се прави грип.
Някои части от грипния вирус постоянно се променят, докато други остават непроменени от година на година. Всички подходи към универсална ваксина срещу грип са насочени към части от вируса, които са по-малко променливи.
Тази година Националният институт по алергия и инфекциозни болести (NIAID) започна първото си изпитване на хора с универсална грипна ваксина. Имунизацията има за цел да индуцира имунен отговор срещу по-малко променлива част от грипния вирус, известен като "ствол на хемаглутинин (HA)". Това проучване от фаза 1 ще разгледа безопасността на експерименталната ваксина, както и имунните отговори на участниците към нея. Изследователите се надяват да отчетат първоначалните си резултати в началото на 2020 г.
Друг кандидат за универсална ваксина, направен от израелската компания BiondVax, в момента е във фази 3 изпитания, което е напреднал етап на изследване, който разглежда дали ваксината наистина е ефективна - което означава, че предпазва от инфекция от всеки щам на грип. Този ваксинен кандидат съдържа девет различни протеини от различни части на грипния вирус, които варират малко между грипните щамове, според The Scientist. В проучването вече са участвали над 12 000 души, а резултатите се очакват в края на 2020 г., според компанията.
Невронауката: По-големи, по-добри мини-мозъци
През последното десетилетие учените успешно отглеждат мини-мозъци, известни като "органоиди", от човешки стволови клетки, които се диференцират в неврони и се събират в 3D структури. Към настоящия момент мозъчните органоиди могат да се отглеждат само като да наподобяват малки парченца от мозъка в ранното развитие на плода, според д-р Хонгюн Сонг, професор по невронауки от Медицинското училище „Перелман“ в Университета на Пенсилвания. Но това може да се промени в следващите 10 години.
„Ние наистина бихме могли да моделираме не само многообразието на клетките, но и клетъчната архитектура“ на мозъка, каза д-р Сонг. Зрелите неврони се подреждат в слоеве, колони и сложни схеми в мозъка. В момента органоидите съдържат само незрели клетки, които не могат да изхранват тези сложни връзки, но д-р Сонг каза, че очаква полето да преодолее това предизвикателство през следващото десетилетие. С миниатюрни модели на мозъка в ръка учените биха могли да помогнат да установят как се развиват невроразвиващите се разстройства; как невродегенеративните заболявания разграждат мозъчната тъкан; и как мозъкът на различните хора може да реагира на различни фармакологични лечения.
Някой ден (макар и може би не след 10 години), учените могат дори да успеят да отглеждат „функционални звена“ на нервната тъкан, които да заменят увредените участъци на мозъка. „Ами ако имате функционална единица, предварително направена, за да можете да щракнете в повредения мозък?“ Песен каза. В момента работата е силно теоретична, но "мисля, че през следващото десетилетие ще знаем" дали би могло да работи, добави той.
Климатични промени: Трансформирани енергийни системи
През това десетилетие покачването на морското равнище и по-екстремните климатични събития разкриха колко крехка е нашата красива планета. Но какво държи следващото десетилетие?
"Мисля, че ще постигнем пробив, когато става дума за действие върху климата", заяви Майкъл Ман, изтъкнат професор по метеорология в Пенския държавен университет. „Но ние се нуждаем от политики, които ще ускорят този преход, и ние се нуждаем от политици, които ще подкрепят тези политики,“ каза той на Live Science.
През следващото десетилетие „преобразуването на енергийните и транспортните системи към възобновяеми енергийни източници ще бъде в ход и ще бъдат разработени нови подходи и технологии, които ни позволяват да стигнем по-бързо до там“, казва Доналд Уюбълс, професор по атмосферни науки в Университета на Илинойс в Урбана-Шампан. И „нарастващите влияния на климата от тежкото време и може би от повишаването на морското равнище най-накрая получават достатъчно внимание на хората, че наистина започваме да приемаме климатичните промени сериозно“.
Хубаво е и това, защото въз основа на скорошни доказателства има една по-страшна, по-спекулативна възможност: Учените може да подценяват ефектите, които промените в климата са имали върху този век и извън него, каза Уебълс. „Трябва да научим много повече за това през следващия десетилетие. "
Физика на частиците: Намиране на аксиона
През последното десетилетие най-голямата новина в света на много малки беше откриването на бозона на Хигс, тайнствената "божица частица", която дава на други частици своята маса. Хигс се считаше за короната на бижутата в Стандартния модел, управляващата теория, която описва зоологическата градина на субатомните частици.
Но с открития Хигс много други по-малко известни частици започнаха да заемат централно място. Това десетилетие имаме разумен опит да намерим още една от тези неуловими, все още хипотетични частици - аксионът, каза физикът Франк Уилчек, Нобел лауреат в Масачузетския технологичен институт. (През 1978 г. Вилчек пръв предложи аксиона). Асионът не е непременно единична частица, а по-скоро клас частици със свойства, които рядко взаимодействат с обикновената материя. Аксионите биха могли да обяснят една дългогодишна главоблъсканица: Защо физическите закони изглежда действат еднакво както на частиците от материята, така и на техните антиматериални партньори, дори когато техните пространствени координати са обърнати, както Live Science съобщава по-рано.
А аксионите са един от водещите кандидати за тъмна материя, невидимата материя, която държи галактики заедно.
"Намирането на аксиона би било много голямо постижение във фундаменталната физика, особено ако това се случи по най-вероятния път, т.е. чрез наблюдение на космически аксионен фон, който осигурява" тъмната материя ".", Каза Вилчек. „Има голям шанс да се случи в следващите пет до 10 години, тъй като амбициозни експериментални инициативи, които биха могли да стигнат до там, разцъфтяват по целия свят. За мен, като претеглям важността на откритието и вероятността това да се случи, това е най-доброто залог ".
Сред тези инициативи е експериментът Axion Dark Matter (ADMX) и слънчев телескоп CERN Axion, два основни инструмента, които търсят тези неуловими частици.
Това каза, че има и други възможности - ние все още може да открием гравитационни вълни или пулсации в космическото време, произтичащи от най-ранния период във Вселената, или други частици, известни като слабо взаимодействащи масивни частици, които също биха могли да обяснят тъмната материя, каза Уилчек ,
Екзопланети: атмосфера, подобна на Земята
На 6 октомври 1995 г. Вселената ни стана по-голяма, когато двойка астрономи обявиха откриването на първата екзопланета, която орбитираше звезда, подобна на слънце. Наречена 51 Pegasi b, кълбата показа уютна орбита около звездата си от едва 4,2 земни дни и маса около половината от тази на Юпитер. Според НАСА откритието завинаги промени „начина, по който виждаме Вселената и нашето място в нея“. Повече от десетилетие по-късно астрономите потвърдиха 4 044 свята, орбитиращи звезди извън нашата Слънчева система. Това са много светове, непознати преди малко повече от десетилетие.
Значи, небето е границата за следващото десетилетие, нали? Според Сара Сигер от Масачузетския технологичен институт, абсолютно. „Това десетилетие ще бъде голямо за астрономията и за науката за екзопланетите с очакваното изстрелване на космическия телескоп на Джеймс Уеб“, каза Сийгер, планетарен учен и астрофизик. Космическият наследник на космическия телескоп Хъбъл, JWST е планиран да бъде пуснат през 2021 г .; за първи път учените ще могат да „видят“ екзопланети в инфрачервена връзка, което означава, че могат да забележат дори слаби планети, които орбитат далеч от приемащата си звезда.
Нещо повече, телескопът ще отвори нов прозорец към характеристиките на тези извънземни светове. "Ако правилната планета съществува, ще можем да открием водна пара на малка скалиста планета. Водната пара е показателна за течните водни океани - тъй като течната вода е необходима за целия живот, както я познаваме, това би било много голяма работа" ", Каза Сийджър на Live Science. "Това е моята надежда номер едно за пробив." (Крайната цел, разбира се, е да се намери свят с атмосфера, подобна на тази на Земята, според НАСА; с други думи, планета с условия, способни да поддържат живота.)
И разбира се, ще има някои нарастващи болки, отбеляза Сийгер. „С JWST и изключително големите наземни телескопи, които се очаква да излязат онлайн, общността на екзопланетите се бори да се трансформира от индивидуални или малки екипни усилия до големи колаборации на десетки или над сто души. Не е огромна по други стандарти (напр. LIGO), но въпреки това е трудно ", каза тя, визирайки Лазерната интерферометър Гравитационно-вълнова обсерватория, огромно сътрудничество, което включва повече от 1000 учени по целия свят. Първоначално публикувано в Live Science.
