Vzhledem k rychlému tempu změn technologie a vědy může být snadné zapomenout na to, co jsme nevěděli jen před několika krátkými lety. V uplynulém desetiletí došlo k průlomům ve fyzice, biologii a astronomii, abychom jmenovali jen několik. Který z těchto objevů je nejdůležitější, je pravděpodobně pro historiky, aby posoudili, ale některé z důsledků objevů na počátku desetiletí se začínají odrážet. Zde jsou naše tipy na největší desetileté vědecké pokroky a překvapivé objevy.
2010: První syntetický život
Vědci rozmazali hranici mezi přírodním a člověkem vytvořeným v roce 2010 vytvořením vůbec prvního organismu se syntetickým genomem. Vědci z Institutu J. Craiga Ventera shromáždili genom bakterie Mykoplazmy mykoidů z více než milionu párů bází DNA. Poté vložili tento genom vytvořený člověkem do jiné bakterie, Mycoplasma capricolum, která byla zbavena DNA. M. capricolumStrojové vybavení brzy začalo převádět pokyny tohoto syntetického genomu do činnosti a reprodukovat stejně M. mycoides bych.
Od tohoto průlomu vědci pokračovali v pokroku v syntetické biologii. V roce 2016 vědci postavili dosud nejmenší syntetický mikrob s pouhými 473 geny. V roce 2017 oznámili vytvoření pěti syntetických kvasinkových chromozomů; plánuje se nahradit všech 16 chromozomů v kvasnicích syntetickými chromozomy, které by mohly být vylepšeny, aby mohly plnit určité úkoly, jako jsou například masová produkce antibiotik nebo dokonce vytváření laboratorně pěstovaného masa.
2011: Preventivní léčba HIV
Dnes mnoho lidí s vysokým rizikem nakažení virem lidské imunodeficience (HIV), který způsobuje AIDS, denně denně pilulku snižuje riziko. V roce 2012 schválila americká správa pro potraviny a léčiva za tímto účelem lék nazvaný Truvada. Byla to však velká studie vydaná v roce 2011, která připravila půdu pro tuto mořskou změnu v prevenci HIV.
Tato studie, kterou časopis Science nazval „průlomem roku“, byla první od roku 1994, která ukázala nový způsob, jak zabránit přenosu HIV z jedné osoby na druhou. (V roce 1994 vědci uvedli, že našli farmaceutickou možnost, jak zabránit přenosu HIV z těhotné ženy na její plod.) Studie začala v roce 2005 a výsledky za rok 2011 byly prozatímními výsledky. Vědci zjistili 96% snížení přenosu HIV v těchto datech. Konečná data zahrnující celou 10letou studii, která byla zveřejněna v The New England Journal of Medicine v roce 2016, ukázala 93% snížení přenosu HIV.
2012: Higgs Boson
V červenci 2012 vědci pracující na největším urychlovači částic na světě oznámili, že zasáhli placené nečistoty. Pokusy na Large Hadron Collider (LHC) konečně odhalily důkaz o poslední neobjevené částici předpovídané standardním modelem fyziky.
Byl nalezen Higgsův boson. Toto je částice spojená s Higgsovým polem, energetické pole v kořeni toho, proč mají částice hmotnost. Částice nabývají na hmotnosti tím, že se sbíhají napříč tímto trojrozměrným polem a vytvářejí drobné poruchy v poli. (Čím silnější jsou jejich interakce s polem, tím větší je jejich hmotnost.) Když pole zažije hlavní energetické vzplanutí v určitém místě, vydá Higgsův boson. V roce 2013 fyzici potvrdili, že jejich pozorování v roce 2012 byla skutečně nepolapitelnou částicí, která se někdy nazývala „božská částice“, protože se podílela na hromadění všech ostatních částic.
Objev Higgsů vyvolal nové otázky pro fyziky. Částice byla o něco lehčí, než by předpovídaly některé její interakce s jinými elementárními částicemi, což znamená, že buď někdo praštěl na matematice, nebo existuje více než jeden typ Higgsů - možná včetně těžších Higgsů, které nebyly objeveny. Fyzici nyní používají LHC k hledání těchto možných těžkých Higgsů.
Lucas Taylor / CMS
Po téměř 35 letech zingování minulých planet a měsíců vytvořila sonda NASA Voyager 1 historii v roce 2013, kdy vědci oznámili, že kosmická loď oficiálně opustila sluneční soustavu v srpnu 2012.
Sonda byla vypuštěna ze Země v roce 1977 a další desetiletí strávila zkoumáním Jupitera, Saturn, Uranu, Neptunu a jejich měsíců. V roce 2013 data odeslaná zpět ze sondy naznačila změny v hustotě elektronů kolem Voyageru 1 - hlavní vodítko, že kosmická loď opustila hranice sluneční soustavy. Voyager 1 bude i nadále posílat zpět na Zemi informace o mezihvězdném prostoru až do roku 2025. Poté je nastaven na dlouhý, tichý odchod do důchodu v hlubokém vesmíru, s možností, že si jednoho dne nějaká mimozemská forma života všimne malé sondy a jeho zlatý záznam, časová tobolka, která obsahuje obrazy lidí, mapy naší sluneční soustavy a další stopy k existenci civilizace na Zemi.
2014: Gravitační vlny
Před rokem 2014 měli vědci pouze nepřímé důkazy o Velkém třesku, teorii, která popisuje ohromující rozšíření vesmíru, ke kterému došlo před 13,8 miliardami let a které zrodilo náš vesmír. Ale v roce 2014 poprvé vědci pozorovali přímý důkaz této kosmické expanze, což někteří nazývali „kouřovou zbraní“ pro začátek vesmíru.
Tento důkaz přišel ve formě gravitačních vln, doslovných vln v časoprostoru, které zbyly z první zlomky sekundy po Velkém třesku. Tyto vlnky vyvolaly změny v polarizaci v kosmickém mikrovlnném pozadí, což je záření, které zbylo z raného vesmíru. Změny polarizace se nazývají B-režimy. Právě v těchto režimech B vědci zjistili pomocí dalekohledu Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) v Antarktidě.
Od té doby gravitační vlny stále odhalují tajemství vesmíru, jako je dynamika srážek černých děr a pády mezi neutronovými hvězdami. Gravitační vlny mohou dokonce pomoci konečně určit, jak rychle se vesmír rozšiřuje.
2015: První úprava CRISPR lidských embryí
Pravděpodobně největším biomedicínským příběhem tohoto desetiletí je vznik technologie genové editace CRISPR z relativní nejasnosti. Tato technologie vychází z přirozených obranných mechanismů některých bakterií; je to řada opakujících se genových sekvencí vázaných na enzym nazývaný Cas9, který funguje jako pár molekulárních nůžek. Genové sekvence mohou být editovány tak, aby umístily býčí oko na určitý segment DNA, nasměrujíc enzym Cas9, aby vstoupil a začal stříhat.
Pomocí tohoto systému mohou vědci snadno vymazat a vložit kousky DNA do živých organismů, což je schopnost se zřejmými důsledky pro léčbu genetických nemocí - a možná vede ke kojencům na zakázku. První krok na této potenciální cestě byl učiněn v roce 2015, kdy vědci na Sun Yat-sen University v Číně oznámili, že provedli vůbec první genetické modifikace lidských embryí pomocí CRISPR. Embrya nebyla životaschopná a postup byl pouze částečně úspěšný - experiment byl však prvním, kdo posunul etickou linii, o které vědecká komunita diskutuje dodnes.
2016: Exoplanet objeven v obytné zóně
Nejbližší soused exoplanetu na Zemi, objevený v roce 2016, není jen 4,2 světelných let daleko - má potenciál hostit život.
To neznamená, že planeta, označovaná jako Proxima b, je určitě obyvatelná, ale sídlí v obývatelné zóně své hvězdy, což znamená, že obíhá kolem své hvězdy ve vzdálenosti, která by umožnila existenci tekuté vody na povrchu planety. Planeta obíhá kolem Proxima Centauri; Jak planeta procházela naznačenou existencí Proxima b, zakolísala se v pohybu této hvězdy.
Od objevu vědci pozorovali vysoce radiační superflaresy z Proxima Centauri, které odpalovaly exoplanet, čímž výrazně snížily šance, že život na Proxima b přežije. Zjistili však také, že v blízkosti Proximy b. Může být více planet.
2017: Nejstarší fosílie Homo sapiens tlačí druhy zpět o 100 000 let
Jak dlouho má Homo sapiens potulovali planetu? Objev oznámený v roce 2017 posunul načasování zpět na 300 000 let.
To je o 100 000 let déle, než tomu bylo dříve. Vědci našli 300 000 let staré kosti v jeskyni v Maroku, kde se během lovu mohlo uchytit nejméně pět jedinců. Místo objevu - v severní Africe, nikoli ve východní Africe, kde předchozí nejstarší Homo sapiens byly nalezeny fosílie - náznaky, že se náš druh nemusel vyvinout nejprve ve východní Africe a později později vyzařoval jinde. Namísto, Homo sapiens možná se vyvinul na celém kontinentu.
2018: První žijící děti CRISPR
Pouhé tři roky po první editaci neživotaschopných lidských embryí s CRISPR někdo překročil další linii pro editaci genů. Tentokrát čínský vědec jménem Jiankui oznámil, že editoval genomy dvou embryí, které byly poté implantovány prostřednictvím IVF (oplodnění in vitro) do lůna matky a narodily se: dvojčata, která jsou prvními dětmi CRISPR na světě.
Úpravy, které provedl, se týkaly genu zvaného CCR5 - změny, které by teoreticky měly děti učinit méně náchylnými k nakažení HIV. Mnoho vědců bylo zděšeno, že by v této souvislosti učinil krok genové editace, zejména vzhledem k dostupným a méně technologicky náročným metodám vyhýbání se HIV (jako je preventivní antiretrovirová léčba). Později data zveřejněná vědci naznačila, že skutečně vyvolaly dříve neznámou mutaci u dívek, než aby reprodukovaly známou mutaci.
Potenciální vedlejší účinky pro dívky jsou stále neznámé, stejně jako osud vědce, který editaci provedl. V lednu 2019 The New York Times informoval, že pravděpodobně bude čelit obvinění z trestného činu v Číně, ačkoli nebylo jasné, za jakých zákonů by mohl být obviněn.
2019: První obrázek černé díry
Černé díry byly vždy astronomickou fascinací: víme, že jsou tam, ale protože světlo nemůže uniknout za hranice svých událostí, jsou také jaksi neviditelné.
Do tohoto roku: Poprvé vědci zachytili obraz černé díry. Tématem portrét byla černá díra ve středu galaxie Messier 87, která je tak široká jako celá naše sluneční soustava. Obrázek vypadá jako zářící kobliha hmoty obklopující propast temnoty; to je prach a plyn obíhající po černé díře bez návratu. Tento objev přinesl vědcům účast v Prokopné ceně 2020, jedné z nejprestižnějších cen vědy. Nyní se snaží zachytit nejen obrázky, ale i filmy černých děr.
