V posledním desetiletí se objevily některé skutečně revoluční pokroky ve vědě, od objevu Higgsova bosonu po použití CRISPR pro střihovou úpravu genů Sci-Fi. Ale jaké jsou některé z největších průlomů, které ještě čekají? Společnost Live Science se zeptala několika odborníků ve svém oboru, jaké objevy, techniky a vývoj jsou nejvíce nadšeni, když se objeví ve 20. letech 20. století.
Medicína: Univerzální vakcína proti chřipce
Univerzální vakcína proti chřipce, která vědcům unikla po celá desetiletí, může být jedním z skutečně průlomových lékařských pokroků, které by se mohly objevit v příštích 10 letech.
„Stalo se z něj vtip, že univerzální vakcína je trvale vzdálena pouhých pět až deset let,“ řekl Dr. Amesh Adalja, specialista na infekční choroby a vedoucí vědecký pracovník v Centru zdravotnictví Johns Hopkins v Baltimoru.
Ale nyní se zdá, že „to může být pravda,“ řekla Adalja Live Science. "Různé přístupy k univerzálním vakcínám proti chřipce jsou v pokročilém vývoji a slibné výsledky začínají narůstat."
Teoreticky by univerzální vakcína proti chřipce zajistila dlouhodobou ochranu proti chřipce a eliminovala by potřebu každoročního zákroku proti chřipce.
Některé části viru chřipky se neustále mění, zatímco jiné se většinou rok od roku nemění. Všechny přístupy k univerzální chřipkové vakcíně cílí na části viru, které jsou méně variabilní.
V letošním roce zahájil Národní institut alergických a infekčních nemocí (NIAID) svůj první pokus na univerzální vakcíně proti chřipce u člověka. Cílem imunizace je vyvolat imunitní odpověď proti méně variabilní části viru chřipky známého jako „stonek hemaglutininu (HA)“. Tato studie fáze 1 se zaměří na bezpečnost experimentální vakcíny a na imunitní odpovědi účastníků na ni. Vědci doufají, že začátkem roku 2020 oznámí své počáteční výsledky.
Další kandidát na univerzální vakcínu vyrobený izraelskou společností BiondVax je v současné době ve studiích fáze 3, což je pokročilá fáze výzkumu, který zkoumá, zda je vakcína skutečně účinná - to znamená, že chrání před infekcí před jakýmkoli kmenem chřipky. Podle Vědce tento kandidát na vakcínu obsahuje devět různých proteinů z různých částí chřipkového viru, které se mezi chřipkovými kmeny málo liší. Do studie se již přihlásilo více než 12 000 lidí a výsledky se podle společnosti očekávají na konci roku 2020.
Neurovědy: Větší, lepší mini-mozky
V poslední dekádě vědci úspěšně pěstovali mini-mozky, známé jako „organoidy“, z lidských kmenových buněk, které se diferencují na neurony a shromažďují se do 3D struktur. Od nynějška mohou být mozkové organoidy pěstovány tak, aby připomínaly drobné kousky mozku v raném fetálním vývoji, tvrdí dr. Hongjun Song, profesor neurověd na Perelman School of Medicine na Pennsylvánské univerzitě. Ale to by se mohlo v příštích 10 letech změnit.
„Mohli bychom opravdu modelovat, nejen rozmanitost buněčných typů, ale buněčnou architekturu“ mozku, řekl Dr. Song. Zralé neurony se uspořádají do vrstev, sloupců a složitých obvodů v mozku. Organoidy v současné době obsahují pouze nezralé buňky, které nedokážou pátrat po těchto složitých spojeních, ale Dr. Song řekl, že očekává, že pole může tuto výzvu v nadcházejícím desetiletí překonat. S miniaturními modely mozku v ruce by vědci mohli usoudit, jak se vyvíjejí neurodevelopmentální poruchy; jak neurodegenerativní choroby rozkládají mozkovou tkáň; a jak mozky různých národů mohou reagovat na různé farmakologické ošetření.
Jednoho dne (i když možná ne za 10 let) mohou vědci dokonce pěstovat „funkční jednotky“ nervové tkáně, aby nahradili poškozené oblasti mozku. "Co když máte funkční jednotku, předem vyrobenou, abyste mohli kliknout do poškozeného mozku?" Řekla píseň. Právě teď je práce vysoce teoretická, ale „myslím, že v příštím desetiletí budeme vědět“, zda by to mohlo fungovat, dodal.
Změna klimatu: Transformované energetické systémy
V tomto desetiletí stoupající hladiny moří a extrémnější klimatické události odhalily, jak křehká je naše krásná planeta. Ale co bude příští desetiletí?
"Myslím, že uvidíme průlom, pokud jde o opatření v oblasti klimatu," řekl Michael Mann, významný profesor meteorologie na Penn State University. „Potřebujeme však politiky, které tento přechod urychlí, a potřebujeme politiky, kteří tyto politiky budou podporovat,“ řekl pro Live Science.
V příštím desetiletí „bude transformace energetických a dopravních systémů na obnovitelné zdroje dobře probíhat a budou vyvinuty nové přístupy a technologie, které nám umožní rychleji se tam dostat,“ řekl Donald Wuebbles, profesor atmosférických věd na University of Illinois v Urbana-Champaign. A „zvyšující se dopady klimatických změn způsobené silným počasím a možná stoupáním hladiny moře konečně dostávají dostatečnou pozornost lidí, abychom skutečně začali klimatické změny brát vážně.“
Dobrá věc, protože na základě nedávných důkazů existuje děsivější, spekulativnější možnost: vědci by mohli podceňovat dopady, které mají klimatické změny na toto století a dále, řekl Wuebbles. desetiletí."
Fyzika částic: Hledání axionu
V posledním desetiletí byla největší zprávou na světě velmi malých objevů Higgsův boson, tajemná „božská částice“, která ostatním částečkám propůjčuje jejich hmotu. Higgs byl považován za vrcholný klenot ve standardním modelu, vládnoucí teorii, která popisuje zoo subatomických částic.
Ale s objeveným Higgsem začalo být v centru pozornosti mnoho dalších méně slavných částic. Toto desetiletí jsme měli rozumnou šanci najít další z těchto nepolapitelných, dosud hypotetických částic - axii, řekl fyzik Frank Wilczek, Nobel laureát na Massachusetts Institute of Technology. (V roce 1978 Wilczek nejprve navrhl axion). Axion není nutně jediná částice, ale spíše třída částic s vlastnostmi, které zřídka interagují s běžnou hmotou. Axions mohly vysvětlit dlouhotrvající hádanku: Proč se zdá, že fyzikální zákony působí stejně na částice hmoty i na jejich antihmotné partnery, i když jsou jejich prostorové souřadnice převráceny, jak již dříve oznámila Live Science.
A axiony jsou jedním z předních kandidátů na temnou hmotu, neviditelnou hmotu, která drží galaxie pohromadě.
„Nalezení axionu by bylo velmi velkým úspěchem v základní fyzice, zejména pokud k tomu dojde nejpravděpodobnější cestou, tj. Pozorováním pozadí kosmické axie, které poskytuje„ temnou hmotu “,“ řekl Wilczek. "Je pravděpodobné, že se to může stát v příštích pěti až deseti letech, protože po celém světě kvetou ambiciózní experimentální iniciativy, které by se tam mohly dostat. Pro mě, vážící jak význam objevu, tak pravděpodobnost, že se to stane, je to nejlepší sázka."
Mezi tyto iniciativy patří experiment Axion Dark Matter Experiment (ADMX) a solární dalekohled CERN Axion, dva hlavní nástroje, které loví tyto nepolapitelné částice.
To znamená, že existují i jiné možnosti - ještě můžeme detekovat gravitační vlny nebo vlnky v časoprostoru, vyzařující z nejranějšího období ve vesmíru, nebo jiné částice, známé jako slabě interagující masivní částice, které by také mohly vysvětlit temnou hmotu, řekl Wilczek. .
Exoplanety: Zemská atmosféra
Dne 6. října 1995 se náš vesmír rozrostl, když pár astronomů ohlásil objev prvního exoplanetu, který obíhá kolem Slunce podobné hvězdy. Oběžná koule, nazvaná 51 Pegasi b, ukázala kolem své hostitelské hvězdy útulnou oběžnou dráhu pouhých 4,2 zemských dnů a hmotnost asi polovinu hmotnosti Jupitera. Podle NASA objev objev navždy změnil „způsob, jakým vidíme vesmír a naše místo v něm“. O více než deset let později astronomové potvrdili 4 104 světů obíhajících kolem hvězd mimo naši sluneční soustavu. To je spousta světů, které byly před deseti lety neznámé.
Takže, obloha je limitem pro příští desetiletí, že? Podle Massachusetts Institute of Technology Sara Seager, absolutně. "Toto desetiletí bude velké pro astronomii a exoplanetovou vědu s očekávaným spuštěním kosmického dalekohledu James Webb," řekl Seager, planetární vědec a astrofyzik. Kosmický nástupce Hubbleova kosmického dalekohledu JWST je naplánován na spuštění v roce 2021; poprvé budou vědci moci „vidět“ exoplanety v infračerveném světle, což znamená, že mohou spatřit i slabé planety, které obíhají daleko od hostitelské hvězdy.
A co víc, dalekohled otevře nové okno s charakteristikami těchto mimozemských světů. „Pokud existuje správná planeta, budeme schopni detekovat vodní páru na malé skalnaté planetě. Vodní pára naznačuje kapalné vodní oceány - protože tekutá voda je potřebná pro celý život, jak ji známe, bude to velmi velký problém. , “Řekla Seager Live Science. "To je moje naděje číslo jedna na průlom." (Konečným cílem je samozřejmě najít svět, který má atmosféru podobnou atmosféře Země, podle NASA; jinými slovy planetu s podmínkami schopnými podporovat život.)
A samozřejmě bude existovat i rostoucí bolest, poznamenal Seager. „S JWST a extrémně velkými pozemními dalekohledy, které se očekávají, že se připojí k internetu, se komunita exoplanet snaží přeměnit z individuálního nebo malého týmového úsilí na velké spolupráce desítek nebo více než stovky lidí. LIGO), ale přesto je to těžké, “řekla s odkazem na gravitační vlnovou observatoř s laserovým interferometrem, obrovskou spolupráci, která zahrnuje více než 1 000 vědců z celého světa. Pravidelně publikována na Live Science.
