11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 demonstrează că, în pofida dificultăţilor cu care s-a confruntat omenirea în anul care a trecut, cunoaşterea, cercetarea, tehnologia şi-au urmat cursul, chiar dacă există momente, aşa cum s-a întâmplat cu apariţia şi efectele pandemiei de Covid-19, care arată că mai sunt multe limite de trecut, pentru ca ceea ce a reuşit omul să descifreze, să înţeleagă, să inventeze să fie pe deplin şi prompt în sprijinul binelui, al unei existenţe mai fericite, mai sigure, mai satisfăcătoare.
Puterea ştiinţei de a schimba viaţa oamenilor impune specialiştilor să fie extrem de atenţi în acţiunile lor, să reflecteze asupra posibilităţilor, implicaţiilor şi incertitudinilor pe care le implică diverse descoperiri. În acelaşi timp, ar trebui să se exploateze la maximum capacitatea de previziune a ştiinţei, cu toate avertismentele necesare, pentru a ajuta oamenii să se adapteze la mediul în continuă schimbare şi, mai ales, să facă faţă ameninţărilor, precum dezastrele naturale, bolile necunoscute, rezervele de hrană şi apă etc.
Prin ştiinţă, oamenii devin din ce în ce mai conştienţi de faptul că împart planeta cu alte creaturi vii, că mediul care susţine viaţa se schimbă şi că activităţile umane modifică acest mediu, de cele mai multe ori nu in bine. O “alianţă” între ştiinţă, tehnologie, înţelepciune şi filosofia culturală a diverselor locuri ar putea contribui la construirea unei lumi mai echilibrate şi mai frumoase, în care fiecare să se simtă în siguranţă. Iată 11 evenimente ştiinţifice ale anului 2020:
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – A fost identificată prima moleculă din Univers
Când s-a născut Universul, la momentul Big Bang-ului, s-a eliberat o cantitate imensă de energie, care s-a transformat în “supa primordială”, un lichid extrem de fierbinte, măsurând peste 10 trilioane de grade Celsius, de particule fundamentale – electroni, fotoni, protoni, quarcuri (cele mai mici componente ale materiei, de o mie de ori mai mici decât nucleul unui atom). Acest mediu a evoluat rapid, dar atomii şi moleculele s-au format mai târziu.
Dacă istoria formării atomilor a fost descifrată şi confirmată prin diverse experimente, nimeni până acum nu a putut spune cu certitudine care a fost prima moleculă din Univers. De-a lungul a zeci de ani de cercetări, oamenii de ştiinţă au estimat că prima moleculă din Univers s-a format la circa 100 000 de ani după Big Bang şi că această moleculă ar trebui să existe în spaţiu, dar, până in anul care a trecut, nimeni nu a găsit-o.
În 2020, NASA, a pus la punct “Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy”, prescurtat SOFIA, un Boeing modificat, echipat cu un telescop în infraroşu, cu o oglindă uriaşă, de 2,5 metri şi l-a trimis în spaţiu. SOFIA a descoperit condiţiile pentru formarea acestei prime molecule misterioase din Univers, care este hidrura de heliu (HeH+), într-o nebuloasă planetară, formată din învelişul gazos al unei stele asemănătoare Soarelui, la sfârşitul vieţii sale, aflată la 3 000 de ani lumină de Constelaţia Lebăda – o nebuloasă planetară numită NGC 7027.
Prezenţa hidrurii de heliu în NGC 7027 confirmă ipotezele cercetătorilor referitoare la chimia Universului, îndată după Big Bang. După ce s-au format primele molecule de hidrură de heliu, Universul a început să se răcească şi atomii de hidrogen au interacţionat cu hidrura de heliu, pentru a forma hidrogen molecular (H2), gazul care stă la baza procesului de naştere a stelelor.
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – Soarele a putut fi văzut ca niciodată până acum
Telescopul DKIST, cel mai mare telescop solar construit vreodată, a reuşit să arate fotosfera, adică suprafaţa vizibilă a Soarelui, o suprafaţă orbitoare, cu o temperatură de aproximativ 6 000 de grade Celsius, care fierbe ca o apă în clocot, în imagini de o precizie incredibilă, imagini ale suprafeţei solare, cu cea mai mare rezoluţie realizată vreodată.
Observaţiile din 2020 au evidenţiat un comportament ciudat al coroanei solare, precum şi faptul că liniile câmpului se răsucesc fără o cauză anume şi că emite jerbe neaşteptate de particule energetice. Mai mult, Telescopul Hi-C, al NASA, a captat, cu o precizie extraordinară, “buclele coronale”, un fel de panglici de plasmă de 200 kilometri lăţime.
Se pot vedea, de asemenea, la suprafaţa Soarelui, şi structuri granulare, care arată ca nişte pepite de aur, fiecare cam cât suprafaţa României, de exemplu. La intervale scurte de timp, când plasma de la suprafaţa acestor forme pătrate se răceşte, aceasta se scurge în nişte canale înguste, făcând loc altor valuri, acesta fiind motivul pentru care structurile se văd într-o mişcare continuă.
Pe lângă frumuseţea uimitoare a imaginilor, acestea ar putea ajuta, după cum sublinia un specialist de la Observatorul din Paris, şi la dezlegarea multor enigme din fizica solară. Înţelegerea fizicii erupţiilor solare şi a ejectărilor de masă coronală ar putea ajuta pentru a prezice vremea spaţială, care poate provoca probleme cu sistemele GPS, cu reţelele electrice şi sistemele de comunicare.
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – S-a descoperit prima vietate care nu are nevoie de oxigen pentru a respira
O descoperire incredibilă, aflată pe un loc fruntaş în Top 11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020, este şi cea făcută de o echipă de cercetători israelieni – prima vietate cunoscută care poate să trăiască fără oxigen – un ciudat animal microscopic, Henneguya salminicola, din încrengătura Cnidaria, subîncrengătura Medusozoa, un parazit al anumitor peşti (al somonului, mai ales).
Iniţial, cercetătorii au crezut că au făcut o greşeală şi au repetat întregul experiment, adică secvenţierea ADN-ului profund, apoi observarea la microscopie fluorescentă şi s-a obţinut acelaşi rezultat. Pentru a trăi, un organism multicelular trebuie să aibă oxigen, fie că îl procură din aer, din apă sau din altă parte. Este o regulă fundamentală, pe care ştiinţa a susţinut-o întotdeauna, dar acum, iată, o altă certitudine se destramă. În cazul Henneguya salminicola, s-a constatat că aceasta nu are ADN mitocondrial şi, prin urmare, poate trăi fără oxigen.
O astfel de descoperire a adus cu sine şi o altă lecţie surprinzătoare, aceea că evoluţia nu înseamnă neapărat şi complexitate. Potrivit cercetătorilor, Henneguya salminicola nu s-a născut fără ADN mitocondrial, dar a pierdut genele pentru fabricarea acestuia de-a lungul timpului. Prin urmare, se pare că şi definiţia despre viaţă va trebui să fie refăcută.
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – Misiunea secolului spre Marte
În iulie 2020, a fost lansată, după cum a titrat presa occidentală, “o adevărată odisee spaţială” spre planeta Marte – naveta Perseverance – o misiune extrem de îndrăzneaţă, cu aterizare ultra-precisă, cu forare extraterestră, manipulare de eşantioane, decolare de pe Planeta Rosie, întâlnire pe orbita marţiană, cu scopul de a aduce pe Pământ roci marţiene, din craterul Jezero, locul unde se presupune că ar fi existat, cu mult înainte, un lac şi din care au rămas straturi de sedimente, care ar fi putut adăposti viaţa.
Pentru prima dată o rachetă va decola de pe o altă planetă şi, pentru prima dată, va aduce mostre de rocă de pe altă planetă. Este doar prima misiune dintr-o serie de trei, de-a lungul a zece ani, proiect la care participă NASA şi Agenţia Spaţială Europeană ESA.
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – primul robot biologic
Printre cele 11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 se numără şi naşterea primului robot biologic, capabil să se mişte. Clusterele celulare au fost “sculptate” de un algoritm, au fost proiectate şi programate pentru a îndeplini o sarcină specifică – un fel de “biobot”, cum îl numea un profesor de la Universitatea Vermont, din SUA.
În ultimii zece ani, biologii au reuşit să cultive celule umane auto-organizate în 3D, obţinând versiuni în miniatură ale organelor noastre – “organoizi”. Cu robotul biologic s-a mai făcut un pas – a fost creat robotul biologic, din celule stem de broască, un robot capabil să se deplaseze independent şi să se auto-organizeze pentru a îndeplini diverse sarcini.
În pofida reuşitei, crearea de către oameni a unor “organisme” care nu există în natură generează temeri şi întrebări de etică. “Acesta nu este un robot tradiţional sau o nouă specie de animal, ci o nouă formă de viaţă complet programabilă”, spunea Joshua Bongard, inginer, specialist în robotică, de la Universitatea Vermont şi co-proiectant al biorobotului. Un astfel de robot biologic are în jur de un milimetru lungime şi este capabil să se deplaseze independent, să supravieţuiască săptămâni întregi fără mâncare şi să lucreze în colaborare cu alţi roboţi asemenea lui.
Robotul biologic seamănă cu un embrion fără formă, cu celule organizate în funcţie de modul în care au fost programate. Celulele stem sunt preluate mai întâi de la un embrion al broaştei africane Xenopus laevis. Un algoritm generează mii de combinaţii posibile cu celule “pasive” (celule ale pielii) şi cu celule “active” (celule ale inimii), acestea din urmă asigurând mobilitatea biorobotului, datorită contracţiilor lor. După incubare, celulele sunt asamblate conform modelelor desenate de computer. Bioroboţii sunt, de asemenea, capabili să-şi “vindece” singuri rănile.
Avantajele şi riscurile bioroboţilor
Efectele benefice ale unei astfel de invenţii ştiinţifice sunt legate de domeniul medical – ar putea să transporte medicamente în corpul uman, să cureţe arterele etc., înainte de a se descompune natural. Ar putea colecta plastic din ocean, să digere substanţe toxice sau radioactive. Există însă perspective şi mai “ameţitoare” ale acestei tehnologii. Construiţi din celule nervoase şi senzoriale, bioroboţii ar putea fi înzestraţi cu abilităţi cognitive şi să devină “inteligenţi”.
Semnale de alarmă există in lumea cercetării stiintifice, chiar dacă roboţii biologici nu sunt capabili să se reproducă sau să evolueze. Ar fi de ajuns să ne imaginăm ce ar insemna dacă astfel de bioroboti – colonii de bioroboti – ar decide singuri să invadeze un organism, să răspândească un virus mortal sau să distrugă obiecte – un fel de “cutie neagră”, ale cărei intrări şi ieşiri ar putea scăpa controlului din ce în ce mai mult.
11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020 – Graalul fizicii moderne, hidrogenul metalic
Producerea hidrogenului metalic, Graalul fizicii moderne, este, cu siguranţă, unul dintre cele 11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020. Specialiştii spun că această nouă stare a materiei se află în Panteonul marilor descoperiri eligibile pentru Premiul Nobel, alături de descopririle legate de masa neutrinilor, de natura materiei întunecate, cu atât mai mult cu cât competiţia mondială în această privinţă se desfăşoară de peste 80 de ani.
Obţinerea hidrogenului metalic este punctul culminant al unora dintre cele mai susţinute căutări din fizica actuală, posibilitatea obţinerii acestuia fiind anticipată încă din 1935, de către câştigătorul Premiului Nobel, Eugene Wigner. Hidrogenul metalic deschide largi posibilităţi de utilizare în fuziunea nucleară, pentru obţinerea de combustibil, pentru fabricarea automobilelor foarte uşoare, cu eficienţă energetică ridicată etc.
Space X devine prima companie privată care a trimis oameni în spaţiu
Este o premieră mondială faptul că o companie privată – Space X – a transportat doi astronauţi către Staţia Spaţială Internaţională (ISS), deschizând calea pentru privatizarea şi comercializarea călătoriilor spaţiale. Evenimentul marchează şi revenirea americanilor, care, timp de nouă ani, s-au bazat pe rachetele ruseşti pentru a duce astronauţii pe ISS.
Astronauții americani Bob Behnken și Doug Hurley au făcut şi călătoria de întoarcere cu aceeaşi capsulă folosită pentru a ajunge pe ISS, „Crew Dragon” al SpaceX, compania fondată de Elon Musk. Următoarea expediție Space X, numită Crew-1, va transporta patru astronauți, care vor rămâne la bordul Stației Spațiale Internaționale timp de șase luni. Compania nu lucrează singură pentru a comercializa explorarea spațiului. NASA a acordat companiei Boeing mai mult de 4 miliarde de dolari în 2014, pentru a-și dezvolta capsula CST-100 Starliner. Cu toate acestea, grupul a rămas în urmă, ratând zborul de testare în 2019.
„Când călătoriile spațiale devin la fel de obișnuite ca și călătoriile cu avionul, viitorul civilizației va fi asigurat„, a declarat Elon Musk, un vis care pare realizabil pentru miliardarul american, care a dezvăluit, la sfârșitul anului 2019, primul prototip al Starship MK1, o navă capabilă să transporte aproximativ cincizeci de pasageri pe zboruri spatiale lungi.
Anticorpii monoclonali – o revoluţie în privinţa tratamentelor
Anticorpii monoclonali reprezintă, spun specialiştii, cel mai important progres farmaceutic din ultimii 20 de ani şi unul dintre cele 11 evenimente ştiinţifice remarcabile ale anului 2020. Anticorpii monoclonali inseamnă un tip de tratament în care anticorpii cei mai puternici şi eficienţi sunt clonaţi şi prelucraţi pentru doze injectabile sau perfuzii, cu scopul de a întări potenţialul de apărare al organismului.
Dacă un astfel de tratament s-a folosit încă din anii 1980, în boli inflamatorii (artrită reumatoidă, colită, astm alergic), în diverse tipuri de cancer, în prezent anticorpii monoclonali au început să fie utilizaţi cu succes şi ca terapii antivirale sau împotriva bolilor infecţioase, implicit în tratarea COVID-19, deoarece funcţionează la fel ca anticorpii naturali şi au acţiune mult mai rapidă decât cea a unui vaccin, de exemplu. Este deja foarte cunoscut faptul că preşedintele american Donald Trump a beneficiat de tratament anticovid cu anticorpi monoclonali şi rezultatele au fost spectaculoase.
Efectul tunel a fost, în sfârşit, demonstrat experimental
Unul dintre cele mai enigmatice fenomene din fizica cuantică – Efectul tunel – a fost, în sfârşit, demonstrat experimental. Efectul tunel rezidă în capacitatea unui obiect cuantic (atom, electron, foton) de a străbate, la scară atomică, o barieră de potenţial, adică un câmp magnetic, electric sau de altă natură, ceea ce, după regulile fizicii clasice, ar fi imposibil.
Meritul de a fi făcut această demonstraţie aparţine unei echipe de cercetători de la Australian Attosecond Science Facility, folosind cel mai simplu atom, cel de hidrogen. Au utilizat un fascicul laser, care, interacţionând cu un atom de hidrogen, a provocat ieşirea electronului din atomul de hidrogen prin Efectul tunel.
În legătură cu Efectul tunel, în studiul originilor vieţii şi în astrochimie, o ipoteză luată în considerare este că, în norii interstelari, acest fenomen ar putea explica anumite sinteze ale moleculelor, inclusiv sinteza hidrogenului molecular. Biologia cuantică, de asemenea, studiază cum, cu reacţiile enzimatice şi fotosinteza, fiinţele vii au reuşit, utilizând anumite mecanisme cuantice, la temperaturi şi presiuni obişnuite, să optimizeze şi să accelereze anumite procese esenţiale vieţii.
Neowise va rămâne în istorie drept “cometa anului 2020”
Cometa Neowise (numită aşa după denumirea telescopului spaţial cu ajutorul căruia a fost descoperită), necunoscută până în martie 2020, a putut fi văzută, în luna iulie a anului trecut, pe cerul emisferei nordice – un spectacol extraordinar, având în vedere că aceasta va mai putea fi văzută de pe Terra peste 6000 de ani, când va ajunge din nou în aceeaşi poziţie aparentă faţă de Soare.
Virusul SARS-CoV-2 şi criza sanitară fără precedent
2020 va rămâne în istoria umanităţii ca anul pandemiei de COVID-19, care a infectat, până acum, peste 80 de milioane de oameni, a ucis peste 1,75 de milioane de persoane din întreaga lume şi a generat o criză sanitară fără precedent. Nu este un eveniment “remarcabil”, dar este, cu siguranţă, unul major, cu implicaţii enorme. Nenumărate ţări au fost închise timp de săptămâni, în mai multe rânduri, viaţa oamenilor s-a schimbat, iar ştiinţa şi tehnologia s-au dovedit, în mare măsură, nepregătite pentru o astfel de situaţie, în pofida ritmului de progres fără precedent.
