ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์มันเป็นเรื่องง่ายที่จะลืมสิ่งที่เราไม่รู้เมื่อไม่กี่ปีก่อน ทศวรรษที่ผ่านมาได้เห็นความก้าวหน้าทางฟิสิกส์ชีววิทยาและดาราศาสตร์เพื่อชื่อเพียงไม่กี่ การค้นพบใดที่สำคัญที่สุดสำหรับนักประวัติศาสตร์ที่จะตัดสิน แต่ผลที่ตามมาของการค้นพบในช่วงต้นทศวรรษที่ผ่านมานั้นเริ่มที่จะสะท้อนกลับมา นี่คือสิ่งที่เราเลือกสำหรับความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่ที่สุดในทศวรรษและการค้นพบที่น่าประหลาดใจ
2010: 'ชีวิต' สังเคราะห์ครั้งแรก
นักวิทยาศาสตร์พร่ามัวเส้นแบ่งระหว่างธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นในปี 2010 ด้วยการสร้างสิ่งมีชีวิตที่เคยมีจีโนมสังเคราะห์เป็นครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ที่ J. Craig Venter Institute ได้รวบรวมจีโนมของแบคทีเรีย Mycoplasma mycoides จาก DNA มากกว่าล้านคู่ฐาน จากนั้นพวกเขาก็ใส่จีโนมที่มนุษย์สร้างขึ้นนี้ลงในแบคทีเรียอื่น Mycoplasma capricolumซึ่งถูกทำให้ว่างเปล่าของ DNA M. capricolumเครื่องจักรของเร็ว ๆ นี้เริ่มแปลคำแนะนำของจีโนมสังเคราะห์นี้ไปสู่การปฏิบัติ M. mycoides หากว่า
ตั้งแต่การค้นพบครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ยังคงก้าวหน้าด้านชีววิทยาสังเคราะห์อย่างต่อเนื่อง ในปี 2559 นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างจุลินทรีย์สังเคราะห์ที่เล็กที่สุดโดยมีเพียง 473 ยีน ในปี 2560 พวกเขาประกาศการสร้างโครโมโซมยีสต์สังเคราะห์ห้าตัว แผนการนี้จะแทนที่โครโมโซมทั้ง 16 ในยีสต์ด้วยโครโมโซมสังเคราะห์ที่สามารถปรับแต่งเพื่อทำงานบางอย่างเช่นยาปฏิชีวนะผลิตมวลหรือแม้แต่สร้างเนื้อสัตว์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ
2554: การป้องกันการติดเชื้อเอชไอวี
ทุกวันนี้ผู้คนจำนวนมากที่มีความเสี่ยงสูงในการติดเชื้อไวรัสเอชไอวี (Human Immunodeficiency Virus: HIV) ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคเอดส์ทำให้เม็ดยาประจำวันลดความเสี่ยงลง ในปี 2012 องค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติยาที่เรียกว่า Truvada สำหรับวัตถุประสงค์นี้ แต่เป็นการศึกษาครั้งใหญ่ที่เผยแพร่ในปี 2554 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงทะเลในการป้องกันเอชไอวี
การศึกษานั้นซึ่งวารสารวิทยาศาสตร์ขนานนามว่า "ความก้าวหน้าของปี" เป็นครั้งแรกนับตั้งแต่ปี 1994 เพื่อแสดงวิธีการใหม่ในการป้องกันการแพร่เชื้อเอชไอวีจากบุคคลหนึ่งสู่อีกคนหนึ่ง (ในปี 1994 นักวิจัยรายงานว่าพวกเขาพบตัวเลือกทางเภสัชกรรมเพื่อช่วยป้องกันการแพร่เชื้อเอชไอวีจากหญิงตั้งครรภ์ไปสู่ทารกในครรภ์ของเธอ) การศึกษาเริ่มขึ้นในปี 2005 และผลการวิจัย 2011 เป็นผลระหว่างกาล นักวิจัยพบว่าการติดเชื้อ HIV ลดลง 96% ในข้อมูลดังกล่าว ข้อมูลขั้นสุดท้ายครอบคลุมการศึกษาตลอดระยะเวลา 10 ปีซึ่งรายงานในวารสารการแพทย์ของนิวอิงแลนด์ในปี 2559 แสดงให้เห็นว่าการลดลงของการแพร่เชื้อเอ็ชไอวีลดลง 93%
2012: Higgs Boson
ในเดือนกรกฎาคม 2012 นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานกับเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลกประกาศว่าพวกเขาต้องการสิ่งสกปรก การทดลองที่ Large Hadron Collider (LHC) ในที่สุดก็มีการค้นพบหลักฐานของอนุภาคที่ยังไม่ถูกค้นพบล่าสุดที่ทำนายโดยแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์
พบ Higgs boson นี่คืออนุภาคที่เกี่ยวข้องกับสนามฮิกส์ซึ่งเป็นสนามพลังงานที่รากของสาเหตุที่อนุภาคมีมวล อนุภาคได้มวลมากขึ้นโดยการเหวี่ยงข้ามเขตข้อมูลสามมิตินี้สร้างการรบกวนเล็กน้อยในสนาม (ยิ่งมีปฏิสัมพันธ์กับสนามมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีมวลมากขึ้นเท่านั้น) เมื่อสนามพบกับพลังงานหลักที่ลุกเป็นไฟในบางจุดมันจะเปล่งฮิกส์โบซอน ในปี 2556 นักฟิสิกส์ยืนยันว่าการสังเกตการณ์ในปี 2555 ของพวกเขานั้นเป็นอนุภาคที่เข้าใจยากบางครั้งเรียกว่า "อนุภาคพระเจ้า" เพราะมีบทบาทในการให้มวลอนุภาคอื่น ๆ ทั้งหมด
การค้นพบของฮิกส์ทำให้เกิดคำถามใหม่สำหรับนักฟิสิกส์ อนุภาคนั้นเบากว่าการโต้ตอบบางส่วนกับอนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ที่จะคาดการณ์ซึ่งหมายความว่ามีใครบางคนทำคณิตศาสตร์หรือมีฮิกส์มากกว่าหนึ่งประเภท - อาจรวมถึงฮิกส์ที่หนักกว่าที่ไม่ได้ค้นพบ นักฟิสิกส์กำลังใช้ LHC เพื่อค้นหาฮิกส์ที่หนักเหล่านี้
Lucas Taylor / CMS
หลังจากผ่านไป 35 ปีดาวเคราะห์และดวงจันทร์ที่ผ่านมายานสำรวจ Voyager 1 ของนาซ่าสร้างประวัติศาสตร์ในปี 2013 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ประกาศว่ายานอวกาศได้ออกจากระบบสุริยะอย่างเป็นทางการในเดือนสิงหาคม 2012
โพรบถูกเปิดตัวจากโลกในปี 1977 และใช้เวลาในทศวรรษถัดไปเพื่อสำรวจดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสดาวเนปจูนและดวงจันทร์ของพวกมัน ในปี 2013 ข้อมูลที่ส่งกลับจากโพรบได้แนะนำการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนรอบ ๆ Voyager 1 ซึ่งเป็นร่องรอยสำคัญที่ยานอวกาศได้ทิ้งไว้ในขอบเขตของระบบสุริยะ Voyager 1 จะส่งข้อมูลกลับมายังโลกเกี่ยวกับอวกาศระหว่างดวงดาวจนถึงประมาณ 2025 หลังจากนั้นมันจะถูกกำหนดไว้สำหรับการเกษียณอายุที่ยาวนานและเงียบสงบในห้วงอวกาศโดยมีความเป็นไปได้ที่บางทีสักวันหนึ่งรูปแบบชีวิตมนุษย์ต่างดาวบางคน และบันทึกทองคำแคปซูลเวลาที่เก็บภาพผู้คนแผนที่ระบบสุริยะของเราและเบาะแสอื่น ๆ เพื่อการดำรงอยู่ของอารยธรรมบนโลก
2014: คลื่นความโน้มถ่วง
ก่อนปี 2014 นักวิทยาศาสตร์มีเพียงหลักฐานทางอ้อมของบิกแบงทฤษฎีที่อธิบายการขยายตัวของพื้นที่ที่เกิดขึ้นอย่างไม่น่าเชื่อที่เกิดขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อนและให้กำเนิดจักรวาลของเรา แต่ในปี 2014 เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตหลักฐานโดยตรงของการขยายตัวของจักรวาลสิ่งที่บางคนเรียกว่า "ปืนสูบบุหรี่" สำหรับการเริ่มต้นของจักรวาล
หลักฐานนี้มาในรูปแบบของคลื่นความโน้มถ่วงระลอกตามตัวอักษรในอวกาศที่เหลือจากเศษเสี้ยวแรกของวินาทีหลังจากบิ๊กแบง ระลอกเหล่านี้สร้างการเปลี่ยนแปลงในโพลาไรเซชันในพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิคซึ่งเป็นรังสีที่เหลือจากเอกภพยุคแรก การเปลี่ยนแปลงโพลาไรซ์เรียกว่าโหมด B มันเป็นโหมด B เหล่านี้ที่นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบโดยใช้การถ่ายภาพฉากหลังของกล้องโทรทรรศน์ Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) ในแอนตาร์กติกา
ตั้งแต่นั้นมาคลื่นความโน้มถ่วงยังคงเปิดเผยความลึกลับของจักรวาลอย่างต่อเนื่องเช่นการเปลี่ยนแปลงของการชนของหลุมดำและการชนกันระหว่างดาวนิวตรอน คลื่นความโน้มถ่วงอาจช่วยในการตรึงความเร็วของเอกภพที่กำลังขยายตัว
2015: การแก้ไข CRISPR ครั้งแรกของตัวอ่อนมนุษย์
อาจเป็นเรื่องราวชีวการแพทย์ที่ใหญ่ที่สุดของทศวรรษคือการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการแก้ไขยีนที่เรียกว่า CRISPR จากความสับสน เทคโนโลยีนี้เกิดขึ้นจากกลไกการป้องกันตามธรรมชาติของแบคทีเรียบางตัว มันเป็นชุดลำดับยีนที่ซ้ำซ้อนซึ่งเชื่อมโยงกับเอนไซม์ชื่อ Cas9 ที่ทำหน้าที่เหมือนกรรไกรโมเลกุลคู่หนึ่ง ลำดับของยีนสามารถแก้ไขได้เพื่อจับจ้องไปที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของ DNA กำกับการทำงานของเอนไซม์ Cas9 เพื่อเข้าไปและเริ่มทำการดักจับ
การใช้ระบบนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถลบและแทรกบิตของ DNA ในสิ่งมีชีวิตได้อย่างง่ายดายความสามารถที่มีนัยยะที่ชัดเจนสำหรับการรักษาโรคทางพันธุกรรมและอาจนำไปสู่ทารกที่ทำเอง ขั้นตอนแรกไปตามเส้นทางที่มีศักยภาพนี้เกิดขึ้นในปี 2558 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยซุนยัตเซ็นในประเทศจีนประกาศว่าพวกเขาได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมครั้งแรกกับตัวอ่อนมนุษย์โดยใช้ CRISPR ตัวอ่อนไม่สามารถใช้งานได้และขั้นตอนดังกล่าวประสบความสำเร็จเพียงบางส่วนเท่านั้น แต่การทดลองเป็นครั้งแรกที่ผลักดันสายจริยธรรมที่ชุมชนวิทยาศาสตร์กำลังถกเถียงกันมาจนถึงทุกวันนี้
2559: Exoplanet ค้นพบใน Habitable Zone
เพื่อนบ้านดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้ที่สุดในโลกซึ่งค้นพบในปี 2559 ไม่เพียง แต่จะอยู่ห่างออกไป 4.2 ปีแสงเท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพในการดำรงชีวิตอีกด้วย
นั่นไม่ได้หมายความว่าดาวเคราะห์ที่ถูกขนานนามว่า Proxima b นั้นสามารถอยู่อาศัยได้ แต่มันอาศัยอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์ของมันซึ่งหมายความว่ามันโคจรรอบดาวฤกษ์ของมันในระยะที่จะทำให้น้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์โคจรรอบ Proxima Centauri; ส่ายไปมาในการเคลื่อนที่ของดาวนั้นขณะที่ดาวเคราะห์ผ่านการดำรงอยู่ของ Proxima b
นับตั้งแต่การค้นพบนี้นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตซุปเปอร์พลาสม่ารังสีสูงจาก Proxima Centauri ระเบิดดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งช่วยลดโอกาสที่ชีวิตจะสามารถอยู่รอดได้ใน Proxima b อย่างรุนแรง อย่างไรก็ตามพวกเขายังพบว่าอาจมีดาวเคราะห์อีกดวงที่โคจรรอบใกล้ Proxima b
2017: ฟอสซิล Homo sapiens ที่เก่าแก่ที่สุดผลักสายพันธุ์กลับไป 100,000 ปี
ได้นานแค่ไหน Homo sapiens ท่องไปทั่วโลก? การค้นพบที่ประกาศในปี 2560 ผลักดันช่วงเวลากลับสู่ 300,000 ปี
นั่นคือ 100,000 ปีที่ยาวนานกว่าที่เคยเชื่อกันมาก่อน นักวิจัยพบกระดูกอายุ 300,000 ปีในถ้ำในโมร็อกโกซึ่งอย่างน้อยห้าคนอาจมีที่พักพิงในระหว่างการตามล่า เว็บไซต์การค้นพบ - ในแอฟริกาเหนือไม่ใช่แอฟริกาตะวันออกที่เก่าแก่ที่สุดก่อนหน้านี้ Homo sapiens พบซากดึกดำบรรพ์ - คำใบ้ว่าเผ่าพันธุ์ของเราอาจไม่ได้วิวัฒนาการมาก่อนในแอฟริกาตะวันออกและจากนั้นก็แผ่รังสีไปที่อื่น แทน, Homo sapiens อาจมีการพัฒนาไปทั่วทั้งทวีป
2018: ทารกแรกเกิดของ CRISPR
เพียงสามปีหลังจากการแก้ไขครั้งแรกของตัวอ่อนมนุษย์ที่ไม่สามารถมีชีวิตได้ด้วย CRISPR มีคนข้ามสายการตัดต่อยีนอื่น คราวนี้นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนชื่อ Jiankui เขาประกาศว่าเขาจะแก้ไขจีโนมของตัวอ่อนสองตัวที่ถูกฝังผ่านทาง IVF (การปฏิสนธินอกร่างกาย) ลงในครรภ์มารดาและเกิด: สาวแฝดที่เป็นทารก CRISPR คนแรกของโลก
การแก้ไขที่เขาทำคือยีนที่เรียกว่า CCR5 - การเปลี่ยนแปลงที่ในทางทฤษฎีควรทำให้เด็กมีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อเอชไอวีน้อยลง นักวิทยาศาสตร์หลายคนตกใจว่าเขาจะใช้ขั้นตอนของการแก้ไขยีนในบริบทนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการที่มีอยู่และใช้เทคโนโลยีน้อยลงในการหลีกเลี่ยงเอชไอวี (เช่นการรักษาด้วยยาต้านไวรัสป้องกัน) ต่อมาข้อมูลที่เผยแพร่โดยนักวิจัยชี้ให้เห็นว่าพวกเขาต้องการเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในเด็กหญิงมากกว่าการสร้างการกลายพันธุ์ที่รู้จัก
ผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นสำหรับเด็กผู้หญิงยังไม่เป็นที่ทราบเช่นเดียวกับชะตากรรมของนักวิทยาศาสตร์ที่ทำการแก้ไข ในเดือนมกราคม 2019 เดอะนิวยอร์กไทมส์รายงานว่าเขามีแนวโน้มที่จะถูกฟ้องร้องคดีอาญาในประเทศจีนแม้ว่ามันจะไม่ชัดเจนภายใต้กฎหมายที่เขาจะถูกตั้งข้อหา
2019: ภาพหลุมดำแรก
หลุมดำเป็นสิ่งที่น่าหลงใหลเกี่ยวกับดาราศาสตร์อยู่เสมอ: เรารู้ว่าพวกมันอยู่ที่นั่น แต่เนื่องจากแสงไม่สามารถหลบหนีจากขอบเขตเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้
จนถึงปีนี้เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์จับภาพหลุมดำ ภาพบุคคลนั้นเป็นหลุมดำที่ใจกลางกาแล็กซี่เมสไซเออร์ 87 ซึ่งกว้างเท่ากับระบบสุริยะทั้งหมดของเรา ภาพดูเหมือนโดนัทที่เปล่งประกายของวัตถุรอบ ๆ ก้นบึ้งของความมืด นี่คือฝุ่นและก๊าซที่โคจรอยู่ในจุดที่หลุมดำไม่กลับมา การค้นพบนี้ทำให้นักวิจัยได้รับรางวัล Breakthrough Prize 2020 ซึ่งเป็นหนึ่งในรางวัลอันทรงเกียรติที่สุดในสาขาวิทยาศาสตร์ ตอนนี้พวกเขากำลังทำงานเพื่อจับภาพไม่ใช่แค่ภาพ แต่เป็นภาพยนตร์ของหลุมดำ
