ทศวรรษที่ผ่านมานำไปสู่การปฏิวัติด้านวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงนับตั้งแต่การค้นพบ Higgs boson ไปจนถึงการใช้ CRISPR สำหรับการแก้ไขยีน Sci-Fi esque แต่อะไรคือความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดที่ยังมาไม่ถึง วิทยาศาสตร์สดถามผู้เชี่ยวชาญหลายคนในสาขาของพวกเขาว่าการค้นพบเทคนิคและการพัฒนาใดที่พวกเขาตื่นเต้นที่สุดที่จะได้เห็นในปี 2020
แพทย์: วัคซีนไข้หวัดใหญ่สากล
ช็อตไข้หวัดใหญ่สากลที่มีนักวิทยาศาสตร์เรียกร้องมานานหลายทศวรรษอาจเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าทางการแพทย์ที่ก้าวล้ำอย่างแท้จริงที่อาจปรากฏขึ้นในอีก 10 ปีข้างหน้า
ดร. Amesh Adalja ผู้เชี่ยวชาญด้านโรคติดเชื้อและนักวิชาการอาวุโสที่ Johns Hopkins Center for Health Security ในบัลติมอร์กล่าวว่ามันเป็นเรื่องตลกที่วัคซีนสากลอยู่ห่างออกไปเพียง 5 ถึง 10 ปี
แต่ตอนนี้ดูเหมือนว่า "อาจเป็นเรื่องจริง" Adalja กล่าวกับ Live Science "วิธีการที่หลากหลายในการพัฒนาวัคซีนไข้หวัดใหญ่ในระดับสากลนั้นมีการพัฒนาขั้นสูง
ในทางทฤษฎีแล้ววัคซีนไข้หวัดใหญ่สากลจะให้การป้องกันไข้หวัดใหญ่ที่ยาวนานและจะขจัดความจำเป็นในการได้รับไข้หวัดใหญ่ในแต่ละปี
บางส่วนของไวรัสไข้หวัดใหญ่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาในขณะที่ส่วนอื่นยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจากปีที่แล้ว วิธีการทั้งหมดในการใช้วัคซีนไข้หวัดใหญ่ที่เป็นเป้าหมายส่วนต่าง ๆ ของไวรัสซึ่งมีความผันแปรน้อยกว่า
ในปีนี้สถาบันโรคภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติ (NIAID) เริ่มทดลองวัคซีนไข้หวัดใหญ่ครั้งแรกในมนุษย์ การสร้างภูมิคุ้มกันนั้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่รู้จักกันในชื่อ "hemagglutinin (HA)" สเต็มเซลล์ " การศึกษาระยะที่ 1 นี้จะพิจารณาถึงความปลอดภัยของวัคซีนทดลองรวมถึงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของผู้เข้าร่วม นักวิจัยหวังว่าจะรายงานผลเบื้องต้นในต้นปี 2563
ผู้สมัครวัคซีนสากลอีกรายที่ผลิตโดย บริษัท อิสราเอล BiondVax กำลังอยู่ในการทดลองระยะที่ 3 ซึ่งเป็นขั้นตอนการวิจัยขั้นสูงที่ดูว่าวัคซีนนั้นมีประสิทธิภาพจริงหรือไม่ซึ่งหมายความว่าสามารถป้องกันการติดเชื้อจากไข้หวัดสายพันธุ์ใด ๆ นักวิทยาศาสตร์วัคซีนระบุว่ามีโปรตีน 9 ชนิดที่แตกต่างกันจากส่วนต่าง ๆ ของไวรัสไข้หวัดใหญ่ซึ่งมีความแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างเชื้อไข้หวัดใหญ่ การศึกษาได้ลงทะเบียนไปแล้วมากกว่า 12,000 คนและคาดว่าจะมีผลในปลายปี 2563
ประสาทวิทยา: ใหญ่ขึ้นสมองดีกว่ามินิ
ในทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์เติบโตสมองขนาดเล็กที่รู้จักกันในนาม "organoids" จากเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์ที่แยกออกเป็นเซลล์ประสาทและรวมตัวกันเป็นโครงสร้าง 3 มิติ ดร. ฮงจุนซ่งศาสตราจารย์แพทย์ประสาทวิทยาจากโรงเรียนแพทย์ Perelman แห่งมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียกล่าวว่า ณ ขณะนี้ออร์ครอยด์ในสมองสามารถเจริญเติบโตได้คล้ายกับสมองชิ้นเล็ก ๆ ในการพัฒนาของทารกในครรภ์ แต่นั่นอาจเปลี่ยนแปลงได้ในอีก 10 ปีข้างหน้า
“ เราสามารถสร้างแบบจำลองได้จริง ๆ ไม่ใช่แค่ความหลากหลายของเซลล์ แต่เป็นสถาปัตยกรรมเซลล์” ของสมองดร. ซ่งกล่าว เซลล์ประสาทที่โตเต็มที่จะเรียงตัวกันเป็นชั้น, คอลัมน์และวงจรที่สลับซับซ้อนในสมอง ปัจจุบันออร์กาด์มีเซลล์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะซึ่งไม่สามารถค้นหาการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้ แต่ดร. ซ่งกล่าวว่าเขาคาดว่าสนามจะสามารถเอาชนะความท้าทายนี้ได้ในทศวรรษหน้า ด้วยสมองจำลองขนาดเล็กที่อยู่ในมือนักวิทยาศาสตร์สามารถช่วยสรุปความผิดปกติของพัฒนาการทางระบบประสาท neurodegenerative ทำลายเนื้อเยื่อสมองอย่างไร; และวิธีการที่สมองของคนต่างกันอาจตอบสนองต่อการรักษาทางเภสัชวิทยาที่แตกต่างกัน
สักวันหนึ่ง (แม้ว่าจะไม่ใช่ใน 10 ปี) นักวิทยาศาสตร์ก็อาจจะสามารถสร้าง "หน่วยการทำงาน" ของเนื้อเยื่อประสาทเพื่อทดแทนส่วนที่เสียหายของสมอง "จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณมีหน่วยการใช้งานที่สร้างไว้ล่วงหน้าแล้วคุณสามารถคลิกเข้าไปในสมองที่เสียหายได้" เพลงพูด ตอนนี้งานเป็นไปตามทฤษฎีอย่างมาก แต่ "ฉันคิดว่าในทศวรรษหน้าเราจะรู้" ไม่ว่ามันจะทำงานได้หรือไม่เขากล่าวเสริม
การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: ระบบพลังงานที่เปลี่ยนแปลง
ในทศวรรษนี้ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและเหตุการณ์สภาพภูมิอากาศที่รุนแรงขึ้นเผยให้เห็นว่าดาวเคราะห์ที่สวยงามของเรานั้นบอบบางเพียงใด แต่ทศวรรษหน้าจะเป็นอย่างไร
“ ฉันคิดว่าเราจะได้เห็นความก้าวหน้าเมื่อพูดถึงการกระทำเกี่ยวกับสภาพอากาศ” ไมเคิลมันน์ศาสตราจารย์ด้านอุตุนิยมวิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนน์สเตทกล่าว “ แต่เราต้องการนโยบายที่จะเร่งการเปลี่ยนแปลงนั้นและเราต้องการนักการเมืองที่จะสนับสนุนนโยบายเหล่านั้น” เขากล่าวกับ Live Science
ในทศวรรษหน้า“ การเปลี่ยนแปลงของระบบพลังงานและการขนส่งไปสู่พลังงานทดแทนจะดำเนินไปได้ด้วยดีและแนวทางและเทคโนโลยีใหม่ ๆ จะได้รับการพัฒนาเพื่อให้เราไปถึงที่นั่นได้เร็วขึ้น” Donald Wuebbles ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์บรรยากาศที่ มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign และ "ผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นจากสภาพอากาศเลวร้ายและบางทีจากระดับน้ำทะเลในที่สุดก็ได้รับความสนใจจากผู้คนมากพอที่เราจะเริ่มเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างจริงจัง"
สิ่งที่ดีเช่นกันเพราะจากหลักฐานล่าสุดพบว่ามีความเป็นไปได้น้อยและมีความเป็นไปได้ที่จะเก็งกำไรมากขึ้น: นักวิทยาศาสตร์อาจประเมินผลกระทบที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีต่อศตวรรษนี้และต่อ ๆ ไป Wuebbles กล่าว "เราควรศึกษาเพิ่มเติม ทศวรรษ."
ฟิสิกส์ของอนุภาค: การหาแกน
ในทศวรรษที่ผ่านมาข่าวที่ใหญ่ที่สุดในโลกของเล็กมากคือการค้นพบ Higgs boson ลึกลับ "อนุภาคพระเจ้า" ที่ยืมอนุภาคอื่น ๆ มวลของพวกเขา ฮิกส์ได้รับการยกย่องว่าเป็นอัญมณีที่มียอดขายสูงสุดใน Standard Model ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ครองราชย์ซึ่งอธิบายถึงสวนสัตว์ของอนุภาคขนาดเล็ก
แต่ด้วยการค้นพบของฮิกส์อนุภาคที่มีชื่อเสียงน้อยอื่น ๆ จำนวนมากเริ่มเข้าสู่จุดศูนย์กลางในทศวรรษนี้เรามีช็อตที่เหมาะสมในการค้นหาอนุภาคที่เข้าใจยากเหล่านี้ซึ่งยังเป็นสมมุติฐาน - ซึ่งยังคงอยู่ - แกน - นักฟิสิกส์กล่าว ได้รับรางวัลจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (ในปี 1978 Wilczek เสนอแกนแรก) Axion ไม่จำเป็นต้องเป็นอนุภาคเดี่ยว แต่เป็นกลุ่มของอนุภาคที่มีคุณสมบัติซึ่งไม่ค่อยมีปฏิกิริยากับสสารปกติ Axions สามารถอธิบายปริศนาอันยาวนานได้: ทำไมกฎของฟิสิกส์ดูเหมือนจะทำหน้าที่เหมือนกันทั้งอนุภาคสสารและคู่ปฏิสสารของพวกเขาแม้ว่าพิกัดเชิงพื้นที่ของพวกเขาจะถูกพลิก
และ axions เป็นหนึ่งในผู้สมัครชั้นนำสำหรับสสารมืด, สสารที่มองไม่เห็นที่จับกาแลคซีด้วยกัน
"การค้นหาแกนจะเป็นความสำเร็จที่ยอดเยี่ยมมากในฟิสิกส์พื้นฐานโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันเกิดขึ้นในเส้นทางที่เป็นไปได้มากที่สุดคือโดยการสังเกตพื้นหลังแกนจักรวาลซึ่งให้ 'สสารมืด'" Wilczek กล่าว "มีโอกาสพอสมควรที่อาจเกิดขึ้นในอีกห้าถึง 10 ปีนับตั้งแต่การทดลองเชิงทดลองที่ท้าทายซึ่งสามารถเดินทางไปทั่วโลกกำลังเบ่งบานทั่วโลกสำหรับฉันแล้วการชั่งน้ำหนักทั้งความสำคัญของการค้นพบและโอกาสเกิดขึ้นนั่นเป็นสิ่งที่ดีที่สุด เดิมพัน."
ในบรรดาความคิดริเริ่มเหล่านั้นคือ Axion Dark Matter Experiment (ADMX) และ CERN Axion Solar Telescope ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญสองอย่างที่กำลังตามล่าหาอนุภาคที่เข้าใจยากเหล่านี้
ที่กล่าวว่ามีความเป็นไปได้อื่น ๆ ด้วย - เราอาจตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงหรือระลอกในกาลอวกาศเปล่งออกมาจากช่วงแรกสุดในเอกภพหรืออนุภาคอื่น ๆ ที่รู้จักกันว่ามีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคขนาดใหญ่อย่างอ่อนซึ่งสามารถอธิบายสสารมืดได้ .
ดาวเคราะห์นอกระบบ: บรรยากาศที่คล้ายโลก
ในวันที่ 6 ต.ค. 1995 จักรวาลของเราใหญ่ขึ้นเมื่อนักดาราศาสตร์คู่หนึ่งประกาศการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกเพื่อโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ เรียกว่า 51 Pegasi b ลูกกลมแสดงวงโคจรที่อบอุ่นรอบดาวฤกษ์แม่เพียง 4.2 วัน Earth Earth และมวลประมาณครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัส จากการค้นพบของนาซ่าการค้นพบนี้เปลี่ยนไปตลอดกาล "วิธีที่เราเห็นจักรวาลและสถานที่ของเรา" มากกว่าหนึ่งทศวรรษต่อมาขณะนี้นักดาราศาสตร์ยืนยันว่ามี 4,104 โลกโคจรรอบดาวฤกษ์นอกระบบสุริยะของเรา นั่นเป็นโลกจำนวนมากที่ไม่เป็นที่รู้จักในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
ดังนั้นท้องฟ้าจึงมีข้อ จำกัด สำหรับทศวรรษหน้าใช่ไหม ตาม Sara Seager สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์อย่างแน่นอน “ ทศวรรษนี้จะยิ่งใหญ่สำหรับดาราศาสตร์และวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบด้วยการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ที่คาดการณ์ไว้” ซีเกอร์นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์กล่าว JWST เป็นผู้สืบทอดต่อจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2564 เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์จะสามารถ "เห็น" ดาวเคราะห์นอกระบบในอินฟราเรดซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถมองเห็นดาวเคราะห์จาง ๆ ที่โคจรอยู่ไกลจากดาวฤกษ์แม่ของมัน
ยิ่งไปกว่านั้นกล้องโทรทรรศน์จะเปิดหน้าต่างใหม่สู่ลักษณะของโลกมนุษย์ต่างดาวเหล่านี้ "ถ้ามีดาวเคราะห์ที่เหมาะสมเราจะสามารถตรวจจับไอน้ำบนดาวเคราะห์หินเล็ก ๆ ได้ไอน้ำบ่งบอกถึงมหาสมุทรของเหลว - เพราะน้ำของเหลวเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกชีวิตที่เรารู้ว่ามันจะเป็นเรื่องใหญ่มาก Seager บอกวิทยาศาสตร์สด "นั่นคือความหวังอันดับหนึ่งของฉันสำหรับการพัฒนา" (แน่นอนที่สุดเป้าหมายคือการค้นหาโลกที่มีชั้นบรรยากาศคล้ายกับโลกตาม NASA หรืออีกนัยหนึ่งคือดาวเคราะห์ที่มีเงื่อนไขที่สามารถช่วยชีวิตได้)
และแน่นอนว่าจะมีความเจ็บปวดเพิ่มขึ้น Seager ตั้งข้อสังเกต "ด้วย JWST และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่มีขนาดใหญ่มากซึ่งคาดว่าจะออนไลน์ชุมชนของดาวเคราะห์นอกระบบกำลังดิ้นรนที่จะเปลี่ยนจากความพยายามของแต่ละบุคคลหรือทีมเล็ก ๆ ไปสู่ความร่วมมือขนาดใหญ่หลายสิบคนหรือมากกว่าหนึ่งร้อยคน LIGO) แต่มันก็ยากอย่างไรก็ตามเธอกล่าวว่าหมายถึง Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ซึ่งเป็นความร่วมมือครั้งใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 1,000 คนทั่วโลกเผยแพร่โดย Live Science
