Znanstvena otkrića u 2017. godini bila su zaista nešto posebno – i manifestirala su se u gotovo svakoj disciplini, među njima i u kozmologiji, biologiji, antropologiji itd. Od fascinantnih spoznaja o Jupiterovim slavnim prstenovima do otkrića novog kontinenta na našem planetu. Ljudske stanične i embrionalne znanosti bile su u centru pozornosti: istraživači su u jednom eksperimentu „popravili“ gen koji uzrokuje bolest u ljudskim embrijima, a u drugome su uzgojili ljudske stanice u zamecima svinje. Znanstvenici su postigli i prvu teleportaciju (čestice) ikad ovdje na Zemlji, a u dalekom svemiru kozmičke sile su iskovale goleme količine zlata, doslovno galaktičkih proporcija – 200 puta više od mase našeg planeta. Donosimo 10 najznačajnijih znanstvenih priča 2017. godine.
1. Pronašli smo sedam planeta nalik Zemlji koji orbitiraju oko jedne zvijezde.
Pronašli smo ne jedan, nego sedam planeta nalik Zemlji, od kojih bi tri mogla potencijalno podržavati život. Orbitirajući oko hladne, blijede zvijezde udaljene od nas 39 svjetlosnih godina u sustavu Trappist-1, ovi planeti uočeni su kroz njihove pomrčine – kratko prigušenje svjetline njihove zvijezde kada planet prolazi ispred nje. Iako Trappist-1 više nalikuje na Jupiter i njegove galilejanske mjesece nego na naš Sunčev sustav, njegovih sedam planeta veličine Zemlje mogli bi imati „zemaljske“ uvjete. Tri planeta se nalaze u naseljivoj zoni, a temperature njihovih površina pogodne su za formiranje vodenih oceana i atmosfere nalik Zemljinoj.
Dosad je trud uložen u lov na planete bio usmjeren na svjetlije zvijezde i veće planete. Trappist-1 je prvi otkriveni planetarni sustav koji se vrti oko manje, zvijezde – i njegovo otkriće otvara mogućnosti za otkrivanje brojnih drugih egzoplaneta.
2. Izrezali smo mutaciju koja uzrokuje bolest iz ljudskih gena.
Znanstvenici su uspješno iskoristili tehniku uređivanja gena, CRISPR-Cas9, kako bi izrezali mutirani gen u ljudskim embrijima i zamijenili ga zdravom kopijom. Defektivni gen uzrokuje hipertrofičnu kardiomiopatiju, srčano stanje koje može uzrokovati iznenadnu smrt kod mladih ljudi. I dok je ovo bio zapanjujuć medicinski uspjeh, CRISPR-Cas9 tehnika i dalje je kontroverzna među doktorima, etičarima i sociolozima, koji su zabrinuti da bi pokušaji izgradnje boljeg čovjeka mogli dovesti do negativnih medicinskih i društvenih ishoda. Kada je studija bila objavljena, međunarodni odbor stručnjaka za genetiku objavio je izjavu u kojem se poziva na suprotstavljanje uređivanju ijednog zametka koji će se usaditi u buduće majke.
Druga skupina znanstvenika uspjela je pretvoriti CRISPR u brzi, osjetljivi i jednostavni dijagnostički instrument za brojne bolesti. Nazvana SHERLOCK, ova metoda pretvara CRISPR u alat koji može nanjušiti određene genske informacije, poput abnormalne RNK. Iznenađujuće jeftina, metoda SHERLOCK košta manje od jednog dolara po uzorku, i može uloviti RNK agenata bolesti poput denga groznice i Zika virusa, pa čak i tražiti mutacije koje mogu uzrokovati rak.
3. Ledena polica Larsen C je puknula te se odlomio jedan od najvećih ledenjaka ikad.
Gigantski komad leda veličine oko 6.000 kvadratnih kilometara (što je otprilike veličina polovice Dalmacije) odlomio se od ledene police Larsen na Antarktiku, i sada pluta Weddellovim morem. Težak je bilijun tona, i jedan je od najvećih santi leda ikad snimljenih.
Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, ledena polica Larsen prošla je kroz velike promjene. Sekcije Larsen A i Larsen B urušile su se 1995. i 2002. godine. U skorije vrijeme uočena je pukotina duž sekcije Larsen C, koja je polako rasla tijekom dvije godine – dok nije visila o niti, i u konačnici se odvojila.
Znanstvenici kažu da su klimatske promjene odgovorne za topljenje morskog leda diljem svijeta, ali ovaj određeni lom možda je bio neizbježan. Ledene police se prirodno raspadaju dok se prostiru dalje u ocean. I masivna santa leda neće uzrokovati podizanje razine mora dok se bude topila – kao što ni kockice leda u vašem piću ne povećavaju volumen vode u čaši.
4. Postigli smo teleportaciju (fotona, makar).
Donedavno smo o teleportaciji čitali samo u znanstveno-fantastičnim romanima; ove godine pojavila se i u stvarnosti. Iako još uvijek nisu u mogućnosti teleportirati čitavog čovjeka, kineski znanstvenici rekli su da su uspjeli teleportirati česticu fotona.
Kako to funkcionira? Teleportacija je više prijenos stanja stvari nego prijenos same stvari. Pomalo nalikuje faks uređaju, koji šalje informacije kao raznovrsne oznake na listu papira, a ne sam papir.
Ako ovo stavite u kombinaciju s konceptom kvantne prepletenosti, stanju u kojemu su dvije čestice stvorene u isto vrijeme i na istom mjestu, pa efektivno imaju istu egzistenciju, možete jednu česticu poslati daleko, ali one ostaju prepletene – što znači da ako se jedna promijeni, njena udaljena blizanka također će se promijeniti. Znači, ne radi se o teleportaciji kako je osmišljena u Star Treku, gdje se objekti i ljudi mogu prenijeti s jednog mjesta na drugo, nego je više nalik dvojniku koji je privezan za vas na velikoj udaljenosti.
Umjesto slanja oznaka na papiru primatelju na drugom faks uređaju, kineski znanstvenici prenijeli su hrpu fotona. Tim je napravio 4.000 parova kvantno prepletenih fotona i „ispucao“ jedan foton iz svakog para kroz zraku svjetlosti prema satelitu koji može detektirati kvantna stanja ovih pojedinačnih fotona poslanih sa Zemlje.
Zašto su svi toliko uzbuđeni ako i dalje ne možemo teleportirati ljude? Za početak, kvantna teleportacija nudi mogućnosti stvaranja komunikacijskih mreža koje je nemoguće hakirati. Bilo koji pokušaj prisluškivanja kvantnog sustava ili presretanja poslanih informacija uzrokovao bi uočljive smetnje.
5. Otkrili smo novi kontinent.
Moguće je da ste mislili kako je Zemlja dosad već u potpunosti preslikana na mape, no 2017. godine međunarodni tim znanstvenika otkrio je potpuno nov kontinent duboko pod morem. Nazvan Zelandija, ovaj osmi kontinent otkinuo se od Australije prije nekoliko milijuna godina, a pripadaju mu otoci Novi Zeland i Nova Kaledonija. Više od 9o posto površine Zelandije je pod vodom, zbog čega ga geografi dugo nisu uočili.
Tim je izbušio jezgre 1.200 metara pod morem i sakupio više od 8.000 uzoraka stijena i naslaga te nekoliko stotina fosila. Otkrili su mikroskopske ostatke organizama koji su živjeli u toplim, plitkim morima, kao i spore i pelud kopnenih biljaka, iz čega se može zaključiti da su prijašnji dijelovi Zelandije bili iznad razine mora.
Osim svoje povijesne važnosti, ova otkrića pomažu nam razumjeti buduće izglede našeg planeta. Fosilni zapisi Zelandijine prošlosti pružit će više uvida u gibanja tektonskih ploča i globalni klimatski sustav, te pridonijeti računalnim modelima koji se koriste za predviđanje budućih klimatskih (ne)zgoda.
6. Pronašli smo misterioznu šupljinu u Velikoj piramidi u Gizi.
Uz pomoć nove vrste tomografije koja koristi subatomske čestice muone, znanstvenici su generirali 3D slike drevnih egipatskih piramida, uključujući i Veliku piramidu u Gizi, najveću u Egiptu. Slike, generirane kao dio projekta ScanPyramids, međunarodnog pothvata koji je započeo 2015. godine, otkrile su iznenađujuću šupljinu, koja predlaže postojanje nekakve unutarnje strukture.
Unatoč tome što je predmet proučavanja već više od sto godina, Velika piramida u Gizi, izgrađena prije više od 4.500 godina kao grobnica faraona Khufu, i dalje je puna tajni koje čekaju da budu otkrivene. Muoni, nusproizvodi kozmičkog zračenja, prolaze kroz kamenje bolje od rendgenskih zraka ili druge slične tehnologije, pa su vrlo dobar instrument kojim se može zaviriti u nedostupne drevne strukture. Prema ovim fotografijama, šupljina je duga barem 30 metara i strukturno nalikuje sekciji izravno ispod nje – Velikoj galeriji piramide, dugom području koje ostavlja dojam „vrlo velike katedrale u središtu ovog spomenika“, kako je to opisao inženjer i suosnivač projekta ScanPyramids Mehdi Tayoubi. Otkriće je prvi put da je nova unutarnja struktura locirana unutar piramide još od 19. stoljeća.
7. Ubrizgali smo ljudske stanice u embrije svinja.
Znanstvenici s Instituta Salk uspješno su uzgojili ljudske stanice u svinjskim embrijima. Cilj je bio bolje razumjeti kako razviti funkcionalna tkiva i organe koji se mogu transplantirati.
Projekt se sastojao od dva dijela. Tijekom prvog dijela, istraživači su križali štakora i miša tako što su usadili štakorske stanice u mišje embrije. U drugom dijelu projekta tim je istom tehnikom križao ljudske stanice s neljudskim životinjskim domaćinima – poput krava ili svinja, jer su njihovi organi veličinom nalik našima. Drugi dio je bio puno teži jer se ljudi i svinje razlikuju puno više nego miševi i štakori, a i svinjski embriji se razvijaju brže od ljudskih.
Eksperiment je bio uspješan, no tehnologija je i dalje kontroverzna, jer mnogi stručnjaci strahuju da bi ovakva istraživanja mogla dovesti do stvaranja ljudsko-životinjskih kimera.
8. Pogriješili smo s Jupiterom i poslali Cassini na samoubilačku misiju na Saturn.
Misija Juno koja je ciljala na istraživanje Jupitera, i koja je dosegla svoju metu 2016. godine, dokazala je da je mnogo toga što smo mislili o ovom planetu pogrešno. Ispada da se Jupiterovi slavni pojasevi ne nastavljaju do sjevernog i južnog pola. Umjesto toga, polove karakteriziraju kaotični vrtlozi i ovularne značajke, odnosno amonijevi cikloni veličine Teksasa. Amonijak, koji izvire iz Jupiterovih velikih dubina, igra značajnu ulogu u atmosferi planeta i njegovim vremenskim prilikama, no njegove razine znatno variraju od područja do područja. Znanstvenici još uvijek ne znaju ima li Jupiter jezgru, ali znaju da je pritisak iz unutrašnjosti plinovitog diva toliko jak da je vodik, koji je obično plinovit, stisnut u metalnu tekućinu. Drugi misterij na koji je misija Juno bacila svjetlo je Jupiterova magnetosfera, koja generira spektakularne aurore koje se u prirodi razlikuju od polarne svjetlosti na Zemlji.
U rujnu su znanstvenici ciljano žrtvovali letjelicu Cassini koja je ostala bez goriva nakon desetljećima dugog istraživanja našeg drugog kozmičkog susjeda, Saturna. Lansirana 1997. godine, letjelica Cassini je stigla do Saturna sedam godina kasnije i otad neizmjerno proširila naše znanje o Saturnu, njegovim satelitima i čitavom Sunčevom sustavu. Zahvaljujući ovoj letjelici pristupili smo informacijama o sastavu Saturnovih prstenova i otkrili da ima šest mjeseca. Što je još zanimljivije, proširila je naše pretpostavke o rasponu naseljivih planeta. Saznali smo da mjesec Titan ima metanska jezera koja bi mogla podržavati drugačije oblike života, i možda pod površinom ima vodene oceane, potencijalno s hidrotermalnim otvorima koji nalikuju podvodnim Zemljinim korama. Sad kad je Cassinijeva misija završila, sve su oči uprte u letjelicu Juno.
9. Promatrali smo sudar neuronskih zvijezda
Astronomi su promatrali dosad neposvjedočen kozmički fenomen: stapanje dviju mrtvih zvijezda u jednu. To je bila glavom u glavu kolizija dviju neutronskih zvijezda, supergustih ostataka prethodno eksplodiranih zvijezda.
Kad su se dvije zvijezde sudarile u udaljenoj galaksiji na 130 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, emitirale su gravitacijske valove koji su započeli svoje putovanje na van poput mreškanja na površini jezera. Kada su valovi započeli svoje kozmičko putovanje prije 130 milijuna svjetlosnih godina, Zemljom su harali dinosauri, a kompleksna oprema za opažanje ovog fenomena nije postojala. No, postojanje takvih valova je predvidio Einstein, pa su od vremena do kojeg su stigli do Zemlje znanstvenici bili spremni sa svojim detektorima – dva u Sjedinjenim Državama i jedan u Italiji.
Nekoliko trenutaka nakon što su detektori uočili valove, napredni svemirski teleskopi registrirali su prasak visokoenergetske svjetlosti. Satima nakon, astronomi su primijetili svijetlu novu točku na nebu koja je emitirala infracrvenu i ultraljubičastu svjetlost, a danima nakon uslijedili su i rendgenski valovi i radiovalovi. Ova opažanja pružila su znanstvenicima informacije o hipotezi „kilonove“ koja tvrdi da kolizije neuronskih zvijezda generiraju i izbacuju teške elemente poput zlata, srebra, platine i urana.
10. Moderni ljudi su 100.000 godina stariji nego se mislilo
Do ove godine, mislilo se da su moderni ljudi evoluirali prije 150.000 do 200.000 godina, prema najstarijim poznatim fosilima Homo sapiensa koji su pronađeni u Etiopiji. No, nedavno iskopani ostaci pet ranih H. sapiensa datiraju se prije 300.000 godina, što znači da je naša vrsta 100.000 godina starija nego se mislilo.
Novi fosili pronađeni su u Maroku, na drugoj strani afričkog kontinenta i sjevernije od Etiopije. Istraživači sada misle da naši preci možda nisu iz jedne određene točke u Africi, nego su evoluirali diljem kontinenta.
Prije nego je Sahara postala pustinja, to je područje bilo puno šuma i ravnica, zbog čega su rani ljudi mogli putovati kontinentom. Rani hominidi su vjerojatno slijedili i lovili krda gazela i drugih životinja, i putem razvijali nove kognitivne vještine, što je dovelo do izuma kompleksnijih alata i razvoja naprednih društvenih ponašanja. Dakle, dok su se širili Afrikom, ovi rani ljudi usvojili su upravo one osobine koje su kasnije postale definicija naše vrste.
