برجسته ترین دستاوردهای علمی یک دهه گذشته کدامند؟ - پیامک خنده

به گزارش خبرنگاران و به نقل از گیزمگ، از آنجا که زمان کمی تا شروع سال میلادی 2020 باقی مانده است فرصتی به دست آوردهایم تا بتوانیم پنج کشف مهم علمی که پژوهشگران طی 10 سال گذشته(2010 تاکنون) انجام داده اند را برایتان شرح دهیم.

بوزون هیگز

در سال 2012 ، یک ذره ابتدایی جدید در سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای(CERN) کشف شد که توجه جهان را به خود جلب کرد زیرا این یک ذره معمولی نبود این ذره بوزون هیگز (بوزون هیگز) نام داشت. سال 2012 آزمایشگاه سرن از کشف ذره ابتدایی جدیدی به نام ذره هیگز اطلاع داد که به کسب جایزه نوبل فیزیک منتهی شد. بوزون هیگز برگرفته از نام پیتر هیگز، معروف به ذرّهٔ خدا، یک ذره بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهده تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهٔ چگونگی جرم دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، شرح دهند. به طور خاص، بوزون هیگز، می تواند دلایلی برای تفاوت های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت های بین الکترومغناطیس و نیروی هسته ای ضعیف در ساختار میکروسکوپیک ماده موثر هستند، بنابراین، بوزون هیگز یک مولفه بسیار مهم در جهانی ماده است. این مشاهدات یک حمایت مهم از مدل استاندارد(Standard Model) ذرات بنیادی است. مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی نام نظریه ای مربوط به نیروهای الکترومغناطیس، هسته ای قوی، هسته ای ضعیف و همچنین طبقه بندی ذرات زیراتمی است. این مدل در نیمه دوم قرن بیستم در نتیجه کوشش های مشارکت آمیز دانشمندان در عرصه جهانی شکل گرفت.

ویرایش ژن کریسپر

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

فناوری کریسپر اخیراً جامعه علمی را دچار تحول نموده 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 جهان نمی دانند که فناوری کریسپر چیست و چه کاری انجام می دهد. بنابراین در این مقاله نگاه عمیق تری به آن خواهیم داشت.

CRISPR مخفف تناوب های کوتاهِ پالیندرومِ فاصله دارِ منظمِ خوشه ای و یک تکنولوژی است که دانشمندان را قادر می سازد دی ان ای(DNA) هر ژنوم را ویرایش نمایند. دانشمندان با ویرایش DNA می توانند ویژگی های خاصی از یک ارگانیسم را تغییر دهند.

تناوب هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله دارِ منظمِ خوشه ای(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) یا به اختصار کریسپر بخشی از دی .ان .ایِ پروکاریوت هستند که حاوی تناوب های کوتاهِ توالی های بنیادین هستند.

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری ها است که آنها را قادر به کشف دی .ان .ای ویروس و بعد نابودی شان می نماید. بخشی از سیستم کریسپر، پروتئینی به نام کَس 9(Cas9) است که قابلیت جستجو، برش زدن و خاتمه استحاله دی .ان .ای ویروس را به روشی خاص دارد. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می دهد، تغییراتی در دی .ان .ای سلول ها ایجاد نمایند.

تحقیق در مورد کریسپر و پیشرفت های قابل توجه در مورد عملکرد و ویژگی های آن ابتدا توسط یک محقق به نام فرانسیسکو موهیکا در سال 1993 شروع شد.

با گذشت هر سال، دانشمندان شروع به کسب دانش بیشتر و بیشتر در مورد کریسپر کردند و با توجه به تحقیقات متعدد اجرا شده در سراسر جهان در سال 2005 به جزئیات قابل توجهی رسیدند که در آن یک محقق به نام الکساندر بولوتین پروتئین کشف Cas9 که یک آنزیم برای برش دی .ان .ای است و اجازه می دهد تا ژنوم در سلول خود ویرایش گردد را کشف کرد.

برای روشن شدن وجوه فناوری کریسپر ابتدا باید به زمان قبل از کریسپر نگاه کنیم. زمانی که دانشمندان کوشش می کردند DNA را ویرایش نمایند و تقریباً به هیچ پیروزیتی دست نمی یافتند.

اما کریسپر کل این سناریو را تغییر داد. دانشمندان با کریسپر به تمام ابزارهای مناسب مورد احتیاج برای برش هرگونه مواد ژنتیکی مجهز شدند و بهترین بخش این است که کریسپر به آنها اجازه می دهد تا این قابلیت را آسان تر و سریع تر از سایر روش ها به دست آورند.

با کشف کریسپر، علاقه به این تکنولوژی از بخش های مختلف جامعه علمی افزایش چشمگیری داشته است. از آنجایی که کریسپر توانایی تغییر ساختارهای DNA در ارگانیسم را به دانشمندان می دهد، طیف گسترده ای از کاربردهای آن حتی در انسان نیز قابل بکارگیری است.

دانشمندان می توانند گیاهانی را مهندسی نمایند که بتوانند در شرایط سخت زندگی نمایند، داروهایی توسعه دهند که بتوانند سرطان را بدون هیچ گونه عوارضی درمان نمایند، میوه هایی فراوری نمایند که حجم و گوشت بیشتری داشته باشند و غیره.

محققان زیست شناس نه تنها به دلیل توانایی های شگفت انگیز کریسپر، بلکه به دلیل این واقعیت که کریسپر نسبت به سایر روش های ویرایش ژنوم بسیار مقرون به صرفه است، شروع به آزمایش کریسپر در مقیاس وسیع نموده اند.

امواج گرانشی

در فیزیک، موج گرانشی موجی است که توسط میدان گرانشی فراوری می گردد. وجود این نوع از امواج توسط آلبرت اینشتین در سال 1916 به وسیله نظریه نسبیت عام به طور نظری پیش بینی شد و صد سال بعد، در سال 2015 و 2016 به یاری تأسیسات لایگو به طور تجربی مشاهده شد. این امواج برای اولین بار در سپتامبر سال 2015 توسط سیستم های رصدخانه امواج گرانشی مشاهده شد. موج گرانشی به طور نظری انرژی تابش گرانشی را منتقل می نماید. منابع موج های گرانشی قابل آشکارسازی شامل سیستم های ستاره دوتایی است که یکی از اعضای آن کوتوله سفید، ستاره نوترونی یا سیاه چاله باشد. مشاهده چنین امواج گرانشی، پیش بینی قرن بیستم آلبرت انیشتین را به نمایش گذاشت و راهی جدید را برای اکتشافات فضایی باز کرد و سال 2017، سه دانشمندان که در رسیدن به این کشف مهم نقش رهبر و پیشرو را داشتند، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند.

سیارات فراخورشیدی

دانشمندان ناسا در سال 2017 خاطرنشان کردند به یاری تلسکوپ فضایی اسپیتزرِ ناسا پیروز به کشف 7 سیاره فراخورشیدی هم اندازه زمین شده اند که به دور ستاره کوتوله ای به نام تراپیست-1 (ا TRAPPIST-1)در حال چرخش بودند. تراپیست-1 که 2MASS J23062928-0502285 نیز نامیده می گردد، یک ستاره کوتوله فراسرد است که در فاصله 39 سال نوری از زمین واقع شده است. جرم این ستاره کوچک هشت درصد جرم خورشید است و در مقیاس ستاره ای اندکی پرجرم تر از مشتری به شمار می رود. این ستاره در راستای صورت فلکی دلو قرار گرفته است و بسیار کم سو است.

به گفته داشمندان ناسا در سال 2017 در هر هفت سیاره امکان وجود آب مایع وجود دارد. ناسا همچنین علاوه بر این خبر درباره یافته های جدید ماموریت کپلر نیز صحبت کرد و در آن سال خاطرنشان کرد که کپلر پیروز به کشف 1284 سیاره فراخورشیدی جدید شده که حداقل 550 مورد آنها سیاره های سنگی یا زمین سان هستند. فضاپیمای کپلر (Kepler) یک تلسکوپ فضایی ساخت ناسا است که در 7 مارس سال 2009 باهدف کشف سیارات فراخورشیدی مشابه زمین به فضا پرتاب شده بود.

بحران اقلیمی

این ممکن است نوع خوبی از پیروزیت نباشد، اما در یک دهه گذشته ما بیشتر از هر زمان دیگری در تاریخ بشریت رکورد تغییرات اقلیمی را شکسته ایم. از گذشته تاکنون زیاد با این موضوع روبرو بوده ایم اما اخیرا این موضوع مورد توجه قرار گرفته است. شواهد فراوان نشان می دهد که پس از حدود سال 1750- نه به طور اتفاقی، در زمان انقلاب صنعتی، میزان شدید دی اکسید کربن (CO2) جو افزایش یافته است. درجه حرارت سطح زمین در سراسر جهان از آن موقع به طور مداوم در حال افزایش است.

طبق اعلام ناسا و اداره ملی اقیانوسی و جوی، سال 2016 گرم ترین سال از سال 1880 بوده است و ژوئیه 2019 رکورد گرم ترین ماه را دارد.

گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا درباره آب و هوا برای سال 2018 نشان داد که وقایع شدید آب و هوایی مانند طوفان، سیل، خشکسالی و آتش سوزی در آینده شدیدتر و رایج تر می شوند. یخچال های طبیعی و یخ های 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) دی اکسید کربن را وارد جو نموده است. این حجم غلیظ از گازهای گلخانه ای عامل گرم شدن کره زمین است. اگر چیزی تغییر نکند تأثیرات اقلیمی مانند آتش سوزی در جنگل، موج گرمای خفه نماینده و افزایش مخرب سطح دریا شدت می یابد.

یکی از بزرگترین گام های بشریت برای مقابله با تغییرات آب و هوا، مهار چشم گیر انتشار گازهای گلخانه ای است به همین منظور انسان ها می بایست جلو پدیده جنگل زدایی را بگیرند و آلاینده هایی مانند هیدرو فلوروکربن ها(HFC) را مهار نمایند. با این حال بنا بر آخرین داده های علوم آب و هواشناسی این کوشش ها به تنهایی برای جلوگیری از تغییرات خطرناک آب و هوا کافی نیستند زیرا ما نه تنها باید میزان انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهیم بلکه باید بعضی از آنها را نیز حذف و بعضی کربن جو را ذخیره کنیم. بنابر گفته دانشمندان انسان ها می بایست سالانه میلیاردها تن دی اکسید کربن حذف نمایند که پس از انجام این کار میزان گازهای گلخانه ای نیز کاهش می یابد.