Καθώς ο 21ος αιώνας μπαίνει στο δεύτερο τέταρτό του, γίνεται ολοένα και πιο σαφές πως ζούμε σε μια χρυσή εποχή επιστημονικών ανακαλύψεων. Από την κατανόηση του Σύμπαντος μέχρι τις τεχνολογίες που αλλάζουν την καθημερινότητά μας, κορυφαίοι επιστήμονες μίλησαν στο BBC Science για τις ανακαλύψεις που μέχρι πρόσφατα έμοιαζαν αδιανόητες και σήμερα διαμορφώνουν τον κόσμο των τελευταίων 25 ετών.
Οι 21 πιο πρωτοποριακές ιδέες του 21ου αιώνα (μέχρι στιγμής):
1. Μηχανική ονείρων
Σήμερα γνωρίζουμε ότι τα όνειρα είναι μια μορφή έκφρασης του υποσυνείδητου και παίζουν ρόλο στην επεξεργασία αρνητικών συναισθημάτων, αλλά και στην επίλυση σύνθετων προβλημάτων. Η «μηχανική ονείρων» βασίζεται σε ερεθίσματα όπως μυρωδιές, ήχους και λεκτικές υποδείξεις, τα οποία χρησιμοποιούν οι ερευνητές για να κατευθύνουν το περιεχόμενο των ονείρων μας.
2. Ένας νέος τύπος βλαστοκυττάρων
Πριν το 2006, οι επιστήμονες που ήθελαν να μελετήσουν ανθρώπινα εμβρυϊκά βλαστοκύτταρα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν έμβρυα που προέρχονταν από θεραπείες γονιμότητας. Ο Σίνια Γιαμανάκα ανέπτυξε μια τεχνική που μετατρέπει κύτταρα δέρματος σε επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, ικανά να διαφοροποιούνται σε πολλούς τύπους κυττάρων. Σήμερα αυτά τα κύτταρα αξιοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο νέων φαρμάκων και θεραπειών, αλλά και για εφαρμογές στην αναγεννητική ιατρική, όπως η επιδιόρθωση καρδιάς με μεταμόσχευση νέων καρδιακών κυττάρων χωρίς κίνδυνο απόρριψης.
3. Εμβόλια mRNA
Η έρευνα πάνω στο mRNA για ιατρικές εφαρμογές εξελισσόταν εδώ και δεκαετίες, αλλά η πανδημία Covid-19 ήταν η πρώτη μεγάλη στιγμή που φάνηκε η δύναμη αυτής της τεχνολογίας. Τα εμβόλια mRNA που χρησιμοποιήθηκαν τότε άνοιξαν τον δρόμο για νέα εμβόλια ενάντια σε ιούς που μεταλλάσσονται συχνά, όπως η γρίπη, αλλά και για παθογόνα που δεν ανταποκρίνονταν ικανοποιητικά στις κλασικές πλατφόρμες εμβολίων.
4. Το ανθρώπινο γονιδίωμα
Το 1990 ξεκίνησε η χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος και ολοκληρώθηκε μόλις το 2022. Η πλήρης αλληλούχιση του DNA μας έχει μεταμορφώσει τη βιοϊατρική, επιτρέποντας, μεταξύ άλλων, την εφαρμογή τεχνικών όπως το CRISPR για τη διόρθωση γενετικών ασθενειών. Κατανοώντας τις γενετικές παραλλαγές που σχετίζονται με ασθένειες, γινόμαστε πιο αποτελεσματικοί στη διάγνωση και στοχευμένη θεραπεία.
5. Επίλυση του προβλήματος «Αϊνστάιν»
Για δεκαετίες, μαθηματικοί αναζητούσαν ένα σχήμα που να καλύπτει απεριόριστα μια επιφάνεια χωρίς ποτέ να επαναλαμβάνεται το μοτίβο. Το λεγόμενο «πρόβλημα Αϊνστάιν» βρήκε λύση το 2022, όταν ο συνταξιούχος Ντέιβιντ Σμιθ, σε συνεργασία με τον καθηγητή Κρεγκ Κάπλαν στο Πανεπιστήμιο Ουότερλου, ανακάλυψαν ένα τέτοιο σχήμα, γράφοντας ιστορία στα μαθηματικά.
6. Η θεραπεία για τον HIV
Κάποτε ο HIV θεωρούνταν ουσιαστικά θανατική καταδίκη. Με τα αντιρετροϊκά φάρμακα η εικόνα βελτιώθηκε, αλλά το 2007 σημειώθηκε πραγματική ανατροπή: ο Τίμοθι Ρέι Μπράουν, που έπασχε από λευχαιμία και HIV, έλαβε μεταμόσχευση μυελού από δότη με μετάλλαξη CCR5, η οποία προσδίδει φυσική αντοχή στον ιό. Μετά τη θεραπεία, ο ιός δεν ανιχνεύθηκε ξανά στο σώμα του. Έκτοτε, τουλάχιστον άλλοι έξι ασθενείς με καρκίνο έχουν θεραπευτεί πλήρως και από τον HIV.
7. Μετασχηματιστές και μεγάλα γλωσσικά μοντέλα
Η «βαθιά μάθηση» γύρω στο 2005, σε συνδυασμό με φθηνή υπολογιστική ισχύ και πληθώρα δεδομένων, άνοιξε τον δρόμο για εντυπωσιακές εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης. Το 2017, η Google παρουσίασε την αρχιτεκτονική των μετασχηματιστών (transformers). Η κυκλοφορία του GPT-3 το 2020 και η θεαματική επιτυχία των μεγάλων γλωσσικών μοντέλων, όπως το ChatGPT, έστρεψαν τις μεγαλύτερες εταιρείες στην ενσωμάτωση της ΤΝ σχεδόν σε κάθε τομέα δραστηριότητας.
8. Εμβόλιο HPV
Ήδη από τις αρχές του αιώνα ήταν γνωστό ότι ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας συνδέεται με τον ιό HPV, με δύο στελέχη να ευθύνονται για πάνω από το 70% των περιστατικών. Η ανάπτυξη και μαζική διάθεση του εμβολίου HPV, το οποίο εφαρμόζεται πλέον σε περισσότερες από 100 χώρες, άλλαξε ριζικά τις προοπτικές πρόληψης αυτού του καρκίνου.
9. Ψηφιακή αντισύλληψη
Η ψηφιακή, μη ορμονική αντισύλληψη έχει αναβαθμίσει τον οικογενειακό προγραμματισμό, συνδυάζοντας ανάλυση δεδομένων και εύχρηστες εφαρμογές. Πλατφόρμες όπως το Natural Cycles και το Clue επιτρέπουν στις γυναίκες να παρακολουθούν τον κύκλο τους και να χρησιμοποιούν μετρήσεις όπως η θερμοκρασία σώματος και τα μοτίβα ωορρηξίας, για να προλαμβάνουν ή να επιδιώκουν μια εγκυμοσύνη, προσφέροντας μια εναλλακτική σε σχέση με τα κλασικά αντισυλληπτικά.
10. Μηχανική ιστών
Η μηχανική ιστών αξιοποιεί βλαστοκύτταρα και ειδικά «ικριώματα» – πορώδη υλικά που υποστηρίζουν την ανάπτυξη νέου ιστού – για να δημιουργήσει τεχνητά όργανα και δομές. Έχουν ήδη αναπτυχθεί και εμφυτευτεί σε ασθενείς τεχνητά αφτιά, τμήματα τραχείας και οστά. Σε πειραματικό επίπεδο αναπτύσσονται επίσης νεφρά, χόνδρος γονάτου και καρδιές, με στόχο στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν κλινικά.
11. Υλικά που αυτοεπιδιορθώνονται
Τα αυτοεπιδιορθούμενα υλικά έχουν τη δυνατότητα να «θεραπεύουν» τις φθορές τους. Υπάρχουν χρώματα που σε θερμοκρασία δωματίου ρέουν μέσα στις ρωγμές και τις κλείνουν, ειδικά σκυροδέματα για γέφυρες και άσφαλτοι που «διορθώνουν» μικροφθορές. Αυτοεπιδιορθούμενα ηλεκτρονικά αναπτύσσονται ήδη, ανοίγοντας δρόμο για πιο βιώσιμες τεχνολογίες.
12. Καθολικά προγραμματιζόμενα χημικά ρομπότ
Η ιδέα να μπορείς να «προγραμματίσεις» χημικές αντιδράσεις όπως τον κώδικα σε έναν υπολογιστή, έγινε πραγματικότητα με τον χημικό υπολογισμό. Πρόκειται για πλατφόρμες που μπορούν να εκτελέσουν κάθε εφικτή χημική σύνθεση, σαν μια χημική μηχανή Turing. Με την ενσωμάτωση τεχνητής νοημοσύνης, βελτιστοποιείται ο σχεδιασμός μορίων, η ανακάλυψη φαρμάκων και η λήψη αποφάσεων σε όλα τα στάδια της σύνθεσης.
13. Το μποζόνιο Χιγκς
Το μποζόνιο Χιγκς, που προτάθηκε θεωρητικά τη δεκαετία του 1960, εξηγεί πώς τα στοιχειώδη σωματίδια αποκτούν μάζα. Τον Ιούλιο του 2012, πειράματα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (CERN) οδήγησαν στην ανίχνευσή του. Η ανακάλυψη αυτή θεωρείται ορόσημο για τη φυσική των σωματιδίων και εμβληματικό παράδειγμα του τι μπορεί να πετύχει η διεθνής επιστημονική συνεργασία.
14. Σκοτεινή ύλη
Η μεγαλύτερη μάζα του Σύμπαντος δεν είναι ορατή, αλλά αποδίδεται στη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, των οποίων η φύση παραμένει άγνωστη. Τα τελευταία 25 χρόνια, τα έμμεσα στοιχεία υπέρ της σκοτεινής ύλης έχουν ενισχυθεί, μέσω βαρυτικών επιδράσεων που επιτρέπουν να χαρτογραφήσουμε αυτή την αόρατη «δομή». Μετά την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, υπήρχε η προσδοκία ότι θα βρεθεί και το σωματίδιο της σκοτεινής ύλης· αν και αυτό δεν έχει συμβεί ακόμη, οι νέες αναβαθμίσεις στο CERN κρατούν ζωντανή την ελπίδα.
15. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
Το James Webb Space Telescope (JWST), που εκτοξεύτηκε τα Χριστούγεννα του 2021, αποτελεί τεχνολογικό επίτευγμα πρώτου μεγέθους. Συμπληρώνει και επεκτείνει το έργο του Hubble, παρατηρώντας τα πρώτα άστρα και γαλαξίες, αλλά και εξωπλανήτες. Τον Δεκέμβριο του 2022, εντόπισε τους πιο μακρινούς (και άρα πρώιμους) γαλαξίες που έχουμε δει μέχρι σήμερα.
16. Εξωπλανήτες
Παρότι οι εξωπλανήτες – πλανήτες εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος – εντοπίστηκαν για πρώτη φορά επίσημα τη δεκαετία του 1990, η συντριπτική πλειονότητα όσων γνωρίζουμε γι’ αυτούς προήλθε από ανακαλύψεις των τελευταίων ετών. Έχουν καταγραφεί πάνω από 5.000 εξωπλανήτες, πολλοί από τους οποίους έχουν μέγεθος παρόμοιο με της Γης και βρίσκονται σε απόσταση από το άστρο τους που επιτρέπει την ύπαρξη υγρού νερού – και ίσως ζωής.
17. Βαρυτικά κύματα
Τα βαρυτικά κύματα είναι «ρυτίδες» στον χωροχρόνο, που επιβεβαιώνουν μια ακόμα πρόβλεψη της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Η ανίχνευσή τους από το LIGO ήταν μια τρομακτική τεχνική πρόκληση, καθώς τα σήματα είναι εξαιρετικά ασθενή. Παρ’ όλα αυτά, το LIGO κατάφερε να καταγράψει τη σύγκρουση δύο μαύρων τρυπών περίπου 50 ηλιακών μαζών, ανοίγοντας ένα νέο «παράθυρο» παρατήρησης του Σύμπαντος.
18. Μονοκυτταρική γονιδιωματική
Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περίπου 40 τρισεκατομμύρια κύτταρα που ανήκουν σε περίπου 200 τύπους. Παλαιότερες τεχνικές εξέταζαν μεγάλα σύνολα κυττάρων, χάνοντας τις λεπτές διαφορές μεταξύ τους. Η μονοκυτταρική γονιδιωματική επιτρέπει την ανάλυση κάθε κυττάρου ξεχωριστά. Περισσότεροι από 3.000 επιστήμονες διεθνώς εργάζονται για τον Ατλαντα Ανθρώπινων Κυττάρων (HCA), έναν λεπτομερή χάρτη όλων των τύπων κυττάρων, που θα αποτελέσει βασικό εργαλείο για την κατανόηση ασθενειών.
19. Το «Curiosity Rover» της NASA
Από το 2012, το ρομπότ Curiosity της NASA εξερευνά τον Άρη, προσφέροντας κρίσιμες πληροφορίες για το παρελθόν του πλανήτη. Στον κρατήρα Gale εντόπισε χημικά στοιχεία και μέταλλα που δείχνουν πως στο παρελθόν υπήρχε υγρό νερό, αλλά και οργανικά μόρια – βασικά συστατικά της ζωής. Επιπλέον, κατέγραψε εποχική απελευθέρωση μεθανίου από το υπέδαφος. Η αντοχή και τα ευρήματά του ενισχύουν την κατανόηση του Άρη και βοηθούν στον σχεδιασμό μελλοντικών επανδρωμένων αποστολών.
20. Η αποστολή DART της NASA
Στις 26 Σεπτεμβρίου 2022, η αποστολή DART της NASA προσέκρουσε σκόπιμα στον αστεροειδή Δίμορφο, καταστρέφοντας το σκάφος αλλά αλλάζοντας ελαφρώς την τροχιά του ουράνιου σώματος. Ήταν η πρώτη πρακτική απόδειξη ότι μπορούμε να εκτρέψουμε την πορεία ενός μικρού αστεροειδούς, σε περίπτωση που απειλήσει τη Γη. Παράλληλα, η αποστολή πρόσφερε πολύτιμα δεδομένα για τη δομή των αστεροειδών και τη φυσική της πρόσκρουσης.
21. Οι επαναχρησιμοποιήσιμοι πύραυλοι της SpaceX
Για πολλά χρόνια, το κόστος εκτόξευσης ήταν το μεγαλύτερο εμπόδιο στην εξερεύνηση του Διαστήματος. Η SpaceX άλλαξε τα δεδομένα το 2015 με τον επαναχρησιμοποιήσιμο πύραυλο Falcon 9. Ο ενισχυτής πρώτου σταδίου μπορεί να επιστρέφει και να προσγειώνεται κατακόρυφα, μειώνοντας σημαντικά το κόστος εκτόξευσης φορτίων και ανθρώπων. Αυτό επέτρεψε πολύ συχνότερες αποστολές και αναδιαμόρφωσε την παγκόσμια διαστημική βιομηχανία.
The post 21 επιστημονικές τομές που διαμόρφωσαν τον 21ο αιώνα appeared first on SciNews.eu.
