بشر العقد الماضي ببعض التطورات الثورية الحقيقية في العلوم ، من اكتشاف بوزون هيجز إلى استخدام كريسبر لتحرير جينات الخيال العلمي. ولكن ما هي بعض أكبر الاختراقات التي لم تأت بعد؟ سأل Live Science العديد من الخبراء في مجال عملهم عن الاكتشافات والتقنيات والتطورات التي كانوا أكثر حماسًا لرؤية ظهورها في عشرينيات القرن العشرين.
الطب: لقاح عالمي للإنفلونزا
قد تكون لقاح الأنفلونزا العالمي ، الذي استعصى على العلماء لعقود ، أحد التطورات الطبية الرائدة حقًا التي يمكن أن تظهر في السنوات العشر القادمة.
قال الدكتور أميش أدالجا ، اختصاصي الأمراض المعدية وكبير الباحثين في مركز جونز هوبكنز للأمن الصحي في بالتيمور: "لقد أصبحت نوعًا ما نكتة أن اللقاح الشامل يبقى على مدى خمس إلى عشر سنوات فقط".
لكن الآن ، يبدو أن هذا "قد يكون صحيحًا بالفعل" ، أخبر Adalja Live Science. "هناك طرق مختلفة لقاحات الأنفلونزا الشاملة في تطور متقدم ، والنتائج الواعدة بدأت في التراكم."
نظريًا ، سيوفر اللقاح الشامل ضد الإنفلونزا حماية طويلة الأمد ضد الإنفلونزا ، وسيزيل الحاجة إلى الحصول على لقاح الإنفلونزا كل عام.
تتغير بعض أجزاء فيروس الأنفلونزا باستمرار ، بينما تظل أجزاء أخرى دون تغيير من عام لآخر. جميع المقاربات التي تستهدف لقاح الإنفلونزا الشامل تستهدف أجزاءً من الفيروس تكون أقل تغيرًا.
هذا العام ، بدأ المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية (NIAID) تجربته الأولى بين البشر لقاح عالمي ضد الإنفلونزا. يهدف التمنيع إلى تحفيز الاستجابة المناعية ضد جزء أقل تغيرًا من فيروس الإنفلونزا المعروف باسم "الجذع" hemagglutinin (HA). ستدرس دراسة المرحلة الأولى سلامة اللقاح التجريبي ، بالإضافة إلى الاستجابات المناعية للمشاركين له. يأمل الباحثون في الإبلاغ عن نتائجهم الأولية في أوائل عام 2020.
هناك مرشح آخر للقاح عالمي ، قدمته شركة BiondVax الإسرائيلية ، حاليًا في تجارب المرحلة الثالثة ، وهي مرحلة متقدمة من البحث تبحث ما إذا كان اللقاح فعالًا حقًا - مما يعني أنه يحمي من العدوى من أي سلالة من الإنفلونزا. يحتوي مرشح اللقاح هذا على تسعة بروتينات مختلفة من أجزاء مختلفة من فيروس الإنفلونزا والتي تختلف قليلاً بين سلالات الإنفلونزا ، وفقًا للعالم. وقد سجلت الدراسة بالفعل أكثر من 12000 شخص ، ومن المتوقع ظهور النتائج في نهاية عام 2020 ، وفقًا للشركة.
علم الأعصاب: أدمغة صغيرة أكبر وأفضل
في العقد الماضي ، نجح العلماء في تنمية العقول الصغيرة ، والمعروفة باسم "أورجانويد" ، من الخلايا الجذعية البشرية التي تتمايز إلى خلايا عصبية وتتجمع في هياكل ثلاثية الأبعاد. حتى الآن ، لا يمكن زراعة الأعضاء العضوية في الدماغ إلا لتشبه قطعًا صغيرة من الدماغ في نمو الجنين المبكر ، وفقًا للدكتور هونغ جون سونغ ، أستاذ علم الأعصاب في كلية بيرلمان للطب في جامعة بنسلفانيا. لكن هذا يمكن أن يتغير في السنوات العشر القادمة.
قال الدكتور سونغ: "يمكننا حقًا أن نمثل ، ليس فقط تنوع نوع الخلية ، ولكن أيضًا البنية الخلوية" للدماغ. وترتب الخلايا العصبية الناضجة نفسها في طبقات وأعمدة ودوائر معقدة في الدماغ. في الوقت الحالي ، تحتوي الأجسام العضوية على خلايا غير ناضجة لا يمكنها البحث عن هذه الروابط المعقدة ، لكن الدكتور سونج قال إنه يتوقع أن يتغلب الحقل على هذا التحدي في العقد القادم. مع وجود نماذج مصغرة للدماغ في متناول اليد ، يمكن للعلماء المساعدة في استنتاج كيفية ظهور الاضطرابات العصبية النمائية. كيف تفسد الأمراض التنكسية العصبية أنسجة المخ ؛ وكيف يمكن أن تتفاعل أدمغة الشعوب المختلفة مع العلاجات الدوائية المختلفة.
في يوم من الأيام (على الرغم من أنه ربما ليس خلال 10 سنوات) ، قد يتمكن العلماء من زراعة "وحدات وظيفية" من الأنسجة العصبية لتحل محل المناطق التالفة في الدماغ. "ماذا لو كان لديك وحدة وظيفية ، مسبقة الصنع ، يمكنك النقر فوق الدماغ التالف؟" قال سونغ. وأضاف أن العمل الآن نظري للغاية ، ولكن "أعتقد أننا سنعرف في العقد القادم ما إذا كان يمكن أن ينجح".
تغير المناخ: أنظمة الطاقة المتحولة
في هذا العقد ، كشف ارتفاع مستويات سطح البحر والظواهر المناخية الأكثر تطرفًا مدى هشاشة كوكبنا الجميل. ولكن ماذا يحمل العقد القادم؟
قال مايكل مان ، أستاذ الأرصاد الجوية المتميز في جامعة ولاية بنسلفانيا "أعتقد أننا سنرى انفراجة عندما يتعلق الأمر بالعمل على المناخ". وقال لـ "لايف ساينس": "لكننا بحاجة إلى سياسات من شأنها تسريع هذا التحول ، ونحتاج إلى سياسيين يدعمون هذه السياسات".
قال دونالد ويبلز ، أستاذ علوم الغلاف الجوي في جامعة كاليفورنيا ، في العقد المقبل ، "إن تحويل أنظمة الطاقة والنقل إلى مصادر الطاقة المتجددة سيكون على قدم وساق ، وسيتم تطوير أساليب وتقنيات جديدة تسمح لنا بالوصول إلى هناك بشكل أسرع". جامعة إلينوي في أوربانا شامبين. و "الآثار المتزايدة المتعلقة بالمناخ من الطقس القاسي وربما من ارتفاع مستوى سطح البحر تحصل في النهاية على اهتمام كاف من الناس لدرجة أننا نبدأ بالفعل في أخذ تغير المناخ على محمل الجد."
شيء جيد أيضًا ، لأنه استنادًا إلى الأدلة الحديثة ، هناك احتمال أكثر تخويفًا وأكثر تخمينًا: ربما كان العلماء يستهينون بالتأثيرات التي أحدثها تغير المناخ في هذا القرن وما بعده ، على حد قول ويبلز. عقد."
فيزياء الجسيمات: إيجاد المحور
في العقد الماضي ، كانت أكبر أخبار العالم الصغير جدًا هي اكتشاف بوزون هيجز ، "جسيم الله" الغامض الذي يضفي على جزيئات أخرى كتلتها. اعتبرت هيجز الجوهرة المتوجة في النموذج القياسي ، وهي النظرية السائدة التي تصف حديقة الحيوانات للجسيمات دون الذرية.
لكن مع اكتشاف هيغز ، بدأت العديد من الجسيمات الأخرى الأقل شهرة تأخذ مركز الصدارة ، في هذا العقد ، لدينا لقطة معقولة للعثور على أخرى من هذه الجسيمات المراوغة ، التي لا تزال حتى الآن - المحور ، قال الفيزيائي فرانك ويلتشيك ، نوبل حائز على جائزة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. (في عام 1978 ، اقترح Wilczek لأول مرة المحور). إن المحور ليس بالضرورة جسيمًا واحدًا ، بل هو فئة من الجسيمات ذات الخصائص التي نادرًا ما تتفاعل مع المادة العادية. يمكن أن يفسر أكسيون لغزًا قديمًا: لماذا يبدو أن قوانين الفيزياء تتصرف بنفس الطريقة على كل من جزيئات المادة وشركائها في المادة المضادة ، حتى عندما تنقلب إحداثياتها المكانية ، كما ذكرت Live Science سابقًا.
والمحاور هي أحد المرشحين الرئيسيين للمادة المظلمة ، وهي المادة غير المرئية التي تجمع المجرات معًا.
قال ويلتشيك: "إن العثور على المحور سيكون إنجازًا كبيرًا جدًا في الفيزياء الأساسية ، خاصة إذا حدث من خلال المسار الأكثر احتمالًا ، أي من خلال ملاحظة خلفية محورية كونية توفر" المادة المظلمة ". "هناك فرصة معقولة يمكن أن تحدث في السنوات الخمس إلى العشر القادمة ، حيث أن المبادرات التجريبية الطموحة ، التي يمكن أن تصل إلى هناك ، تزدهر في جميع أنحاء العالم. بالنسبة لي ، من خلال تقييم أهمية الاكتشاف واحتمال حدوث ذلك ، هذا هو الأفضل رهان."
ومن بين هذه المبادرات تجربة Axion Dark Matter (ADMX) و CERN Axion Solar Telescope ، وهما أداتان رئيسيتان تبحثان عن هذه الجسيمات المراوغة.
ومع ذلك ، هناك احتمالات أخرى أيضًا - قد نكتشف حتى الآن موجات الجاذبية ، أو تموجات في الزمكان ، تنبثق من أقدم فترة في الكون ، أو جزيئات أخرى ، تعرف باسم الجسيمات الضعيفة التي تتفاعل بشكل ضعيف ، والتي يمكن أن تفسر أيضًا المادة المظلمة ، كما قال ويلتشيك. .
الكواكب الخارجية: جو يشبه الأرض
في 6 أكتوبر 1995 ، أصبح عالمنا أكبر ، عندما أعلن زوج من علماء الفلك عن اكتشاف أول كوكب خارجي يدور حول نجم شبيه بالشمس. يُدعى المدار 51 بيغاسي ب ، أظهر المدار مدارًا مريحًا حول نجمه المضيف لمدة 4.2 يومًا فقط من الأرض وكتلة تقريبًا نصف كتلة المشتري. وبحسب وكالة ناسا ، فقد تغير الاكتشاف إلى الأبد "الطريقة التي نرى بها الكون ومكاننا فيه". بعد أكثر من عقد من الزمان ، أكد الفلكيون الآن 4104 عوالم تدور حولها خارج نظامنا الشمسي. هذا الكثير من العوالم التي لم تكن معروفة قبل أكثر من عقد من الزمان.
لذا ، السماء هي الحد للعقد القادم ، أليس كذلك؟ وفقا لمؤسسة ماساتشوستس للتكنولوجيا ، سارة سيغر ، بالتأكيد. قال سيغر ، عالم الكواكب وعالم الفيزياء الفلكية ، "سيكون هذا العقد كبيرًا بالنسبة لعلم الفلك وعلم الكواكب الخارجية مع الإطلاق المتوقع لتلسكوب جيمس ويب الفضائي". الخليفة الكوني لتلسكوب هابل الفضائي ، من المقرر إطلاق JWST في عام 2021 ؛ وللمرة الأولى ، سيكون العلماء قادرين على "رؤية" الكواكب الخارجية بالأشعة تحت الحمراء ، مما يعني أنه يمكنهم اكتشاف حتى الكواكب البعيدة التي تدور حول نجمها المضيف.
علاوة على ذلك ، سيفتح التلسكوب نافذة جديدة على خصائص هذه العوالم الغريبة. "إذا كان الكوكب الصحيح موجودًا ، فسنكون قادرين على الكشف عن بخار الماء على كوكب صخري صغير. بخار الماء يدل على محيطات المياه السائلة - نظرًا لأن الماء السائل ضروري لكل الحياة كما نعرفها ، فسيكون هذا أمرًا كبيرًا جدًا ، قال سيجر لعلم الحياة. "هذا هو أملي رقم واحد لتحقيق انفراجة." (الهدف النهائي ، بالطبع ، هو إيجاد عالم له جو مشابه للغلاف الجوي للأرض ، وفقًا لوكالة ناسا ؛ وبعبارة أخرى ، كوكب بظروف قادرة على دعم الحياة.)
وأشار سيجر إلى أنه بالطبع ستكون هناك بعض الآلام المتزايدة. "مع JWST ، ومن المتوقع أن تصبح التلسكوبات الأرضية الكبيرة للغاية على الإنترنت ، يكافح مجتمع الكواكب الخارجية للتحول من جهود فردية أو فرق صغيرة إلى تعاون كبير من عشرات أو أكثر من مائة شخص. ليس ضخمًا بمعايير أخرى (على سبيل المثال ، وقالت في إشارة إلى مرصد موجات التداخل بالليزر ، وهو تعاون ضخم يضم أكثر من 1000 عالم في جميع أنحاء العالم.
