Gitt den raske endringen i teknologi og vitenskap, kan det være lett å glemme det vi ikke visste for bare noen få år siden. Det siste tiåret har sett gjennomslag i fysikk, biologi og astronomi, for bare å nevne noen. Hvilke av disse funnene som er de viktigste er sannsynligvis for historikere å dømme, men noen av konsekvensene av funnene tidlig på tiåret begynner å gjenklang. Her er våre valg for tiårets største vitenskapelige fremskritt og overraskende funn.
2010: Det første syntetiske 'livet'
Forskere uklare grensen mellom naturlig og menneskeskapt i 2010 med etableringen av den første organismen noensinne med et syntetisk genom. Forskere ved J. Craig Venter-instituttet samlet bakteriets genom Mycoplasma mycoides av mer enn en million basepar med DNA. Deretter satte de inn dette menneskemotoriserte genomet i en annen bakterie, Mycoplasma capricolum, som hadde blitt tømt for DNA-et. De M. capricolumMaskineriet begynte snart å oversette instruksjonene fra dette syntetiske genomet til handling, og reproduserte akkurat som M. mycoides ville.
Siden dette gjennombruddet har forskere fortsatt å gjøre fremskritt innen syntetisk biologi. I 2016 bygde forskere den minste syntetiske mikroben ennå, med bare 473 gener. I 2017 kunngjorde de dannelsen av fem syntetiske gjærkromosomer; planen er å erstatte alle de 16 kromosomene i gjær med syntetiske kromosomer som kan finjusteres for å utføre visse oppgaver, for eksempel masseproduserende antibiotika eller til og med lage lab-dyrket kjøtt.
2011: HIV-forebyggende behandling
I dag er det mange mennesker med høy risiko for å få HIV, som forårsaker aids, en daglig pille for å redusere risikoen. I 2012 godkjente den amerikanske Food and Drug Administration et medisin, kalt Truvada, for dette formålet. Men det var en stor studie som ble utgitt i 2011 som satte scenen for denne sjøendringen i HIV-forebygging.
Denne studien, som tidsskriftet Science kalte "årets gjennombrudd", var den første siden 1994 som viste en ny måte å forhindre HIV-overføring fra en person til en annen. (I 1994 rapporterte forskere at de hadde funnet et farmasøytisk alternativ for å forhindre overføring av HIV fra en gravid kvinne til fosteret.) Studien startet i 2005, og funnene i 2011 var foreløpige resultater. Forskerne fant en 96% reduksjon i HIV-overføring i disse dataene. De endelige dataene som omfattet hele den 10-årige studien, rapportert i The New England Journal of Medicine i 2016, viste 93% reduksjon i HIV-overføring.
2012: Higgs Boson
I juli 2012 kunngjorde forskere som jobber ved verdens største partikkelakselerator, at de hadde truffet lønnsskitt. Eksperimenter på Large Hadron Collider (LHC) hadde til slutt avdekket bevis for den siste uoppdagede partikkelen som var forutsagt av standardmodellen for fysikk.
Higgs-bosonet hadde blitt funnet. Dette er partikkelen assosiert med Higgs-feltet, et energifelt i grunnen til at partikler har masse. Partikler får masse ved å slenge seg over dette tredimensjonale feltet og skaper små forstyrrelser i feltet. (Jo sterkere deres interaksjon med feltet er, jo mer masse har de.) Når feltet opplever en stor energioppblussing på et bestemt sted, avgir det en Higgs-boson. I 2013 bekreftet fysikere at observasjonene fra 2012 faktisk var den unnvikende partikkel, noen ganger kalt "Gud-partikkelen" på grunn av sin rolle i å gi alle andre partikler masse.
Oppdagelsen av Higgs reiste nye spørsmål for fysikere. Partikkelen var litt lettere enn noen av interaksjonene med andre elementære partikler ville ha forutsagt, noe som betyr at enten det gikk noe på matematikken, eller det er mer enn en type Higgs - kanskje inkludert en tyngre Higgs som ikke er oppdaget. Fysikere bruker nå LHC for å søke etter disse mulige tunge Higgs.
Lucas Taylor / CMS
Etter nesten 35 år med zinging forbi planeter og måner, gjorde NASAs Voyager 1-sonde historie i 2013, da forskere kunngjorde at romskipet offisielt hadde forlatt solsystemet i august 2012.
Sonden ble lansert fra Jorden i 1977 og brukte det neste tiåret på å utforske Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun og deres måner. I 2013 antydet data som ble sendt tilbake fra sonden endringer i elektrontettheten rundt Voyager 1 - en viktig anelse om at romfartøyet hadde forlatt grensene for solsystemet. Voyager 1 vil fortsette å sende informasjon tilbake til jorden om interstellar plass fram til cirka 2025. Etter det er det lagt opp til en lang, stille pensjonist i dypt rom, med mulighet for at en dag en eller annen fremmed livsform vil legge merke til den lille sonden og dets gylne rekord, en tidskapsel som inneholder bilder av mennesker, kart over solsystemet vårt og andre ledetråder til sivilisasjonens eksistens på jorden.
2014: Gravitasjonsbølger
Før 2014 hadde forskere bare indirekte bevis på Big Bang, teorien som beskriver en overveldende ekspansjon av verdensrommet som skjedde for 13,8 milliarder år siden og fødte vårt univers. Men i 2014 observerte forskere direkte bevis for denne kosmiske ekspansjonen, det noen kalte en "røykepistol" for begynnelsen av universet.
Dette beviset kom i form av gravitasjonsbølger, bokstavelige krusninger i romtid som var til overs fra første brøkdel av et sekund etter Big Bang. Disse krusningene genererte endringer i polarisasjonen i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, som er stråling til overs fra det tidlige universet. Polarisasjonsendringene kalles B-modus. Det var disse B-modusene som forskere oppdaget ved bruk av bakgrunnsbildet av Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) teleskop i Antarktis.
Siden den gang har gravitasjonsbølger fortsatt å avsløre mysterier om universet, for eksempel dynamikken i kollisjonene av sorte hull og krasj mellom nøytronstjerner. Gravitasjonsbølger kan til og med være med på å endelig feste hvor raskt universet ekspanderer.
2015: Første CRISPR-redigering av menneskelige embryoer
Det muligens den største biomedisinske historien i tiåret er fremveksten av en genredigerende teknologi kalt CRISPR fra relativ uklarhet. Denne teknologien stammer fra de naturlige forsvarsmekanismene til noen bakterier; det er en serie repeterende gensekvenser bundet til et enzym kalt Cas9 som fungerer som et par molekylære saks. Gensekvensene kan redigeres for å sette et okse på et bestemt segment av DNA, og be Cas9-enzymet om å gå inn og starte snipping.
Ved å bruke dette systemet kan forskere enkelt slette og sette inn biter av DNA i levende organismer, en evne med åpenbare implikasjoner for å kurere genetiske sykdommer - og muligens føre til skreddersydde babyer. Det første trinnet langs denne potensielle veien ble tatt i 2015, da forskere ved Sun Yat-sen University i Kina kunngjorde at de hadde gjort de første genetiske modifikasjonene til menneskelige embryoer med CRISPR. Embryoene var ikke levedyktige, og prosedyren var bare delvis vellykket - men eksperimentet var det første som presset en etisk linje som det vitenskapelige samfunnet diskuterer til i dag.
2016: Exoplanet oppdaget i en levelig sone
Jordens nærmeste exoplanet-nabo, oppdaget i 2016, er ikke bare bare 4,2 lysår unna - den har potensial til å være vertskap for livet.
Det betyr ikke at planeten, kalt Proxima b, helt sikkert vil være beboelig, men at den ligger i den beboelige sonen til stjernen, noe som betyr at den går i bane rundt stjernen i en avstand som vil tillate flytende vann å eksistere på planetens overflate. Planeten går i bane rundt Proxima Centauri; vingler i den stjernens bevegelser når planeten gikk forbi antydet omProxima bs eksistens.
Siden oppdagelsen har forskere observert superstråler med høy stråling fra Proxima Centauri som sprengte eksoplaneten, noe som drastisk reduserte sjansene for at livet kunne overleve på Proxima b. Imidlertid har de også funnet ut at det kan være flere planeter som går i bane i nærheten av Proxima b.
2017: Eldste Homo sapiens-fossiler skyver arter 100.000 år tilbake
Hvor lang tid har det Homo sapiens streifet rundt planeten? Et funn kunngjort i 2017 presset timingen tilbake til 300.000 år.
Det er 100.000 år lengre enn man tidligere hadde trodd. Forskere fant de 300 000 år gamle beinene i en hule i Marokko, der minst fem individer kan ha tatt ly under en jakt. Funnstedet - i Nord-Afrika, ikke Øst-Afrika, der det forrige eldste Homo sapiens fossiler ble funnet - antydninger om at arten vår kanskje ikke har utviklet seg først i Øst-Afrika og senere utstrålte andre steder. I stedet, Homo sapiens kan ha utviklet seg over hele kontinentet.
2018: Første levende CRISPR-babyer
Bare tre år etter den første redigeringen av ikke -verdige menneskelige embryoer med CRISPR, krysset noen en annen genredigeringslinje. Denne gangen kunngjorde en kinesisk forsker ved navn Jiankui Han at han hadde redigert genomene til to embryoer som deretter ble implantert via IVF (in vitro-befruktning) i mors liv og født: tvillingjenter som er verdens første CRISPR-babyer.
Redigeringen han gjorde var til et gen som heter CCR5 - en endring som teoretisk sett skulle gjøre barna mindre sårbare for smittende HIV. Mange forskere ble rystet over at han ville ta skrittet med genredigering i denne sammenhengen, særlig gitt de tilgjengelige og mindre teknologisk intense metoder for å unngå HIV (som forebyggende antiretroviral behandling). Senere antydet data frigitt av forskerne at de faktisk hadde indusert en tidligere ukjent mutasjon hos jentene i stedet for å reprodusere en kjent mutasjon.
De potensielle bivirkningene for jentene er fremdeles ukjent, det samme er skjebnen til forskeren som gjorde redigeringen. I januar 2019 rapporterte The New York Times at Han sannsynligvis vil møte kriminelle anklager i Kina, selv om det var uklart under hvilke lover han kunne siktes.
2019: Første Black Hole Image
Sorte hull har alltid vært en astronomisk fascinasjon: Vi vet at de er der, men fordi lys ikke kan flykte utover hendelseshorisontene deres, er de også slags usynlige.
Inntil i år: For første gang fanget forskere et bilde av et svart hull. Portrettmotivet var svart hull i sentrum av Messier 87-galaksen som er like bred som hele solsystemet vårt. Bildet ser ut som en glødende smultring med stoff som omgir en avgrunn av svarthet; dette er støvet og gassen som kretser rundt det svarte hullets punkt uten tilbakevending. Oppdagelsen fikk forskerne til å delta i gjennombruddsprisen i 2020, en av de mest prestisjefylte prisene i vitenskapen. De jobber nå med å fange ikke bare bilder, men filmer, av sorte hull.
