Mõnikord peate metsast puid otsima. 2021. aasta hea uudis oli nagu hulk istikuid – inflatsiooni, pandeemia ja katastroofiliste ilmastikunähtuste metsa kadusid väikesed puud. Vaadake lähemalt ja leiate palju põhjuseid rõõmustamiseks, teaduslikke avastusi ja edusamme, mis annavad inimkonnale aususe lootuse.
Kõige olulisem on see, et 2021. aastal loodi rekordajaga üks tõhusamaid vaktsiine. Kuid see on alles algus. Olime tunnistajaks teistele koletistele läbimurretele bioloogias, astronoomias, meditsiinis, inseneriteaduses, andmetöötluses, genoomikas ja paljudes muudes teadusvaldkondades.
Kuna 2021. aastal on tehtud nii palju hämmastavaid edusamme, oli raske välja valida kõige olulisemat, kuid proovisime sellegipoolest. Siin on meie 15 lemmikhetke, millest tasub lastele rääkida. Valmistuge selleks, et teie mõistus on löödud.
Ajaloo kiireim vaktsiinide kasutuselevõtt
COVID-vaktsiinide väljatöötamist, testimist ja kasutuselevõttu on nimetatud meie põlvkonna moonshotiks. See võib olla alahinnang. Tänu pühendunud meditsiiniteadlastele ja kümnetele tuhandetele igapäevastele ameeriklastele, kes osalesid kliinilistes uuringutes, teatas Food and Drug Administration (FDA) andis mullu detsembris loa Pfizeri ja Moderna COVID-vaktsiinide erakorraliseks kasutamiseks täiskasvanutele, millele järgnes Johnson & Johnsoni ühekordne vaktsiin. veebruaril. Sellest ajast alates on vaktsiin muutunud kättesaadavaks juba 5-aastastele lastele. See on vaktsiin, mis on saadaval 94 protsendile elanikkonnast (seni on välja arvatud alla 5-aastased) veidi enam kui aastaga. Varem oli kõige kiiremini arendusest kasutuselevõtuni jõudnud vaktsiin 1960. aastatel mumpsi vaktsiin – mis võttis aega umbes
Uuenenud jäsemed? Proovige, kogu keha
Paljud loomad võivad kiskjale maha rebitud saba või jala uuesti kasvatada, kuid merinälkjatel on pika võttega kõige lahedam taastumisnipp. Nagu Jaapani teadlane tänavu avastas, võivad need limakad olendid endale meelega pea maha lõigata jakasvatada täiesti uus keha nädalate jooksul. Lõigatud pea jääb ellu iseseisvalt, samal ajal kui see taastab elutähtsaid organeid ja jäsemeid, mis on tõenäoliselt tingitud nälkjate taimelaadsest võimest fotosünteesida kõigi vetikate tõttu, mida nad söövad. Veelgi muljetavaldavam on see, et äravisatud keha elab nädalaid, enne kui lõpuks sureb. Teadlased arvavad, et merinälkjad kasutavad seda lahedat manöövrit kiskjate äratamiseks ja vigastusteta põgenemiseks või võib-olla ka selleks, et ellu jääda oma alakeha parasiitidega nakatumise eest.
Aju-arvuti liidese tehnoloogia läheb täis Avatar
Aju-arvuti liidesed (BCI) on halvatud inimeste jaoks paljutõotavad, võimaldades neil seda teha juhtida robotjäsemeid, ratastoole, klahvistikeid ja muid vidinaid, mõeldes lihtsalt nende liigutamisele kehad. Kuid seni on BCI-d enamasti tõrjutud uurimissätete hulka, kuna need on vajanud mahukaid kaableid, et ühendada inimese pea arvutiga välisseadmega.
Enam mitte. PrestiižneBrainGate uurimisrühm on välja töötanud maailma esimese suure ribalaiusega, täielikult juhtmevaba BCI, mis edastab ajusignaale sama kiiresti ja selgelt kui kaabliga süsteemid. Ühes hiljutiseskliinilises uuringus, võimaldas uus seade kahel tetrapleegiaga inimesel täpselt ja kiiresti tahvelarvutis näidata, klõpsata ja trükkida – juhtmeid polnud vaja. Vaja on rohkem uuringuid, kuid see on suur samm BCI-de laborist väljaviimise suunas reaalsesse maailma, et aidata halvatud inimestel taasiseseisvuda.
Tõde on seal väljas (nüüd saadaval Kongressi raamatukogus)
Ameeriklaste piiritu vaimustus tundmatute lendavate objektide vastu saavutas lõpuks 2021. aastal. Jaanuaris postitati teabevabaduse seaduse alusel veebisaidile The Black Vault CIA hiljuti kustutatud salastatus.iga UFO-vaatluse andmebaas teatas sõjaväelendur, mis pärineb 1980. aastatest. Samal ajal ka CIAlaadis üles kümneid plaate UFO-vaatlustest 1940. aastatest kuni 1990. aastate alguseni.
Siis, juunis, andis Pentagon välja kauaoodatud dokumendiüheksaleheküljeline aruanne võtab kokku kõik, mida ta väidetavalt teab tundmatute õhunähtuste või UAP-de kohta, selle väljamõeldud termin UFO-de kohta. Shocker: valitsus ei tea palju. Aruandes väidetakse, et UAP-id ei ole USA sõjaväesõidukid, kuid muidu mängib see üsna "ebaselge" kaarti. Aga hei, kuigi toimik ei pruugi paljusid mõistatusi selgitada, peaks tohutu andmeprügi UFO-st kinnisideeks saanud tugitoolidetektiive veel aastaid kütkes hoidma.
Lapse aju areng saab oma moonutatud hetke
Umbes 90 protsenti inimese aju arengust toimub viieaastaselt. Ja kuigi neuroteadlased on viimasel ajal palju õppinud selle kohta, kuidas ja millal erinevad arengud toimuvad, eriti emakas, on veel palju, mida nad ei tea, eriti looduse mõjust versus kasvatada. Need vastused on nüüd tulemas tänu läbi aegade suurimale ja kõige põhjalikumale aju varase arengu uuringule, mis sai alguse sel sügisel.
LäbiTERVE aju ja lapse arengu uuringJärgmise kümnendi jooksul jälgivad teadlased üleriigiliselt 7500 raseda inimese ja nende laste mitmekesist rühma. Neuropildi ja psühholoogiliste hinnangute abil püüavad nad kaardistada aju arengu "normaalse" kaare ja avastada, kuidas sünnijärgne keskkond ja kokkupuuted (stress, sotsiaalmajanduslik staatus, vanemate uimastite tarbimine, COVID jne) mõjutavad seda – nagu ka seda, kuidas laste aju kohaneda. Sellel ajaloolisel uuringul on potentsiaal avada valitsevaid saladusi autismi, düsleksia ja teiste lapsepõlves esinevate närvisüsteemi arengu, emotsionaalsete ja käitumuslike probleemide kohta.
WHO kiitis heaks esimese malaariavaktsiini lastele
Ammu enne COVID-i oli malaaria – ja on avaldamise ajal ikka veel – üks surmavamaid nakkushaigusi planeedil. See sääskede kaudu leviv patogeen tapab igal aastal pool miljonit inimest, peamiselt Sahara-taguses Aafrikas. Rohkem kui pooled malaaria surmajuhtumitest on alla 5-aastased lapsed. Nüüd, pärast sajandipikkust pingutust, on teadlased seda teinud lõpuks töötati välja ohutu ja tõhus malaariavaktsiin (muide, esimene vaktsiin mis tahes parasiithaiguse vastu), misMaailma Terviseorganisatsioon (WHO) sai rohelise tule oktoobril kõigile riskirühmadele. Eeldades, et riigid eelistavad vaktsiinide levitamist, võib ekspertide hinnangul see läbimurre ollavältida 5,3 miljonit malaariajuhtumit ja igal aastal 24 000 surmajuhtumit alla 5-aastaste laste seas.
Teadlased ravivad (ühe inimese) 1. tüüpi diabeeti
Hinnanguliselt 1,6 miljonit ameeriklast põeb I tüüpi diabeeti (ehk juveniilne diabeet), sealhulgas 200 000 alla 20-aastast last ja täiskasvanut. See eluohtlik autoimmuunhaigus, mille puhul pankreas lõpetab veresuhkru kontrolli all hoidmiseks insuliini tootmise, vajab ravi peaaegu alati intensiivset ööpäevaringset ravi, mille ravi pole teada.
See võib muutuda. Diabeediekspertide šokiks ja elevuseks näis käimasoleva kliinilise uuringu käigus välja antud eksperimentaalne raviravida 64-aastast meest I tüüpi diabeedist, mis oleks maailmas esimene. Pärast tüvirakkudest kasvatatud insuliini tootvate rakkude infusiooni saamist toodab mehe keha nüüd ise insuliini, andes talle "täiesti uue elu", nagu ta ütles New York Times.
Kuna see avastus on osa viieaastasest uuringust, milles osales veel 16 osalejat, on veel liiga vara kindlalt öelda, kas ravi on pikas perspektiivis tõhus ja ohutu. Kuid see on kõige lootustandvam areng, mida maailm on näinud I tüüpi diabeedi ravis – ja tõenäoliselt piisavalt, et panna 1. tüüpi diabeediga elanud vanem või laps vankrirattaid käima.
Marsil kogub NASA kive ja lendab seejärel hullu helikopteriga
Veebruaris, peaaegu seitse kuud pärast Maalt starti, NASA ülimalt arenenud kulgur Perseverancepuudutas Marsi. Sõiduk veedab punasel planeedil peaaegu kaks aastat, uurides maastikku, otsides tõendeid Marsi varasema elu kohta ja kogudes geoloogilisi proove, et need Maale tagasi tuua. Seejärel sai aprillis NASA päikeseenergial töötavast Ingenuity Marsi helikopterist esimene lennuk, mis on teinudkontrollitud lend teisel planeedil. 8. detsembriks oli Ingenuity registreerinud 17 edukat lendu.
Teadlased avastasid 301 uut planeeti
Marss polnud ainus taevakeha, kes 2021. aastal uudiseid avaldas. Novembris kinnitasid NASA teadlased selle olemasolu301 uut eksoplaneeti — planeedid, mis tiirlevad ümber muude tähtede peale Päikese — eksoplaneetide koguarvuks on 4870. Valideerimishullus tuleneb NASA uuest ExoMineri süvaõppetehnoloogiast, mis hindab Kepleri kosmoseaparaadi kogutud andmeid, et eristada seaduslikke eksoplaneete veenvatest võltsingutest.
Üks suurimaid erinevusi COVID-pandeemia ja 1918. aasta Hispaania gripi (viimane ülemaailmne pandeemia) vahel on viis, kuidas me seda jälgime. On peaaegu kujuteldamatu, et pidime kunagi jälgima suremust ja nakatumist kohalike andmete alusel – ja meil polnud sisuliselt mingit võimalust uutest viirusvariantidest teada. Nüüd teevad teadlased WHO juhtimisel kolossaalset ülemaailmset koostööd, et jälgida SARS-CoV-2 levikut ja arengut. Reaalajas on kogutud ja piiriüleselt jagatud tohutul hulgal andmeid, mis võimaldab teadlastel seda saada saate kiiresti aimu, kuidas selline variant nagu Delta või Omicron levib ja mõjutab juhtumite numbreid ja haiglaravid. Meil ei olnud pandeemia alguses sellist tehnoloogiat saadaval. 2021. aasta aprilli seisuga sisaldas veebipõhine GISAID-andmebaas vaid ühte miljonit SARS-CoV-2 genoomset järjestust. Kaheksa kuud hiljem on lisatud veel viis miljonit järjestust. Teisisõnu, SARS-CoV-2 genoomne sekveneerimine on kevadest saadik kümme korda kiiremaks muutunud. See saavutus rõhutab, et teaduse üks suurimaid väljakutseid ei ole avastamine, vaid jagavad avastusi ja riigid üle maailma teevad seda nüüd viisil, mida nad pole kunagi teinud enne.
Päikesepaneelid muutuvad odavamaks, paremaks, kiiremaks ja tugevamaks
Kuna päikesepaneelide keskmine maksumus langeb aastatel 2010–2020 90 protsenti, muutub otse päikesest elektri tootmine aina odavamaks ja odavamaks. See on suurepärane uudis, kuna see aitab muuta meie sõltuvust fossiilkütustest, mis on kliimamuutuste peamiseks põhjustajaks. Pettumust valmistav on see, et päikesepaneelid pole viimastel aastatel muutunud palju tõhusamaks, mis on takistanud selle puhta energia vormi laialdast kasutuselevõttu.
Selle probleemi lahendamiseks on insenerid otsinud alternatiivseid materjale, mis suudavad ületada päikesepaneelides kasutatavat tavalist räni ja olla siiski odavad. Nad on pannud suuri lootusi perovskiitidele, aatomilt õhukestele võrega materjalidele, mis muudavad päikesevalguse väga tõhusalt energiaks. Ainus probleem? Ultraviolettkiired ja niiskus hävitavad perovskiidid kiiresti, vähendades nende kasulikkust.
Kuid sel aastal töötasid Rice'i ülikooli insenerid välja ja katsetasid seda teedelkahemõõtmelistest perovskiitidest valmistatud päikesepatareid. Nende leiutis töötab palju paremini kui varasemad mudelid ja talub elemente. Teadlased avastasid 2D-perovskiitide trikk selles, et päikesevalgus kahandab aatomikihtide vahelisi ruume, suurendades efektiivsust kuni 18 protsenti – see on selles valdkonnas tohutu samm edasi. Kuna päikeseenergia ettevõtted kogu maailmas töötavad perovskite päikesepatareide turustamise nimel, peaks see läbimurre lõppkokkuvõttes kiirendama ühiskonna üleminekut päikeseenergiale.
Kirurgid teevad esimese eduka käe- ja õla siirdamise
Jaanuaris tegi Jean-Michel Dubernard, MD, sama kirurg, kes tegi esimest korda käe, topeltkäe ja osalised näosiirdamised, millega saavutati veel üks ajalooline saavutus: maailma esimene topeltkäsi ja õlg siirdamine. Prantsusmaal tehtud operatsioon oli üliedukas. Kingi saaja, 49-aastane Felix Gretarsson Islandilt, kes kaotas 1998. aastal elektriõnnetuses mõlemad käed, on aasta jooksul pidevalt liikunud, jälgides oma edusammeInstagram. Nüüd saab ta biitsepsit painutada, esemeid korjata ja lapselast kallistada. Eksperdid eeldavad, et ta teeb järgmistel aastatel rohkem edusamme. Kahjuks Dubernard suri juulis, kuid mitte enne, kui ta Gretarssinanile täiesti uue elu andis.
Paleontoloogid loevad 2,5 Miljardit T. rexes Roaming the Planet
Sel aastal said teadlased palju teada tohutute olendite kohta, kes asustasid Maad miljoneid aastaid tagasi. Esiteks dinosaurused. Hirmutav kiskja Tyrannosaurus rex rändas Põhja-Ameerikas peaaegu 70 miljonit aastat tagasi ja nüüdbioloogid on lõpuks hinnanud, kui palju: 2,5 miljardit. Kohutav, eks? Kui see on mugavus, on see kogusumma T. rex rahvastik jagunes 2,4 miljoni aasta peale. Nii et tegelikult oli täiskasvanuid ainult umbes 20 000 T. rexes elanud ühel ajal.
Muidugi, see viimane põlvkond T. rex, koos kogu dinosauruste kuningriigiga, pühkis asteroid planeedilt umbes 66 miljonit aastat tagasi. Või oota, kas see oli komeet? See onHarvardi astronoomide uus teooria selgitamaks niinimetatud Chicxulub Impactorit, astronoomilist keha, mis lõi Mehhiko ranniku lähedal 93 miili laiuse ja 12 miili sügavuse kraatri ja tappis teoreetiliselt dinosaurused. Vastukaaluks valitsevale asteroiditeooriale arvavad Harvardi astronoomid, et Jupiteri gravitatsiooniväli lükkas meie päikesesüsteemi äärealadelt pärit komeedi orbiidilt kõrvale ja murdus tükkideks. Siis paiskus eriti suur tükk – lõpuks Chicxulub Impactor – Maale, põhjustades suurt kaost ja pühkides välja dinod.
Miljoni aasta vanune mammut saab oma DNA järjestuse
Rohkem kui 60 miljonit aastat pärast dinosauruseid elasid mammutid suurtes kogustes, mida teadlased teavad ulatuslike fossiilide olemasolu tõttu. Sel aastal andsid sellised fossiilid enneolematu avastuse:vanim iidne looma genoom kunagi taastunud. Siberi igikeltsast eraldatud kolme mammutihamba DNA sekveneerimisel tegid teadlased kindlaks, et fossiilid olid rohkem kui miljon aastat vanad, mis kaotas varasema rekordi, mis kuulus 560 000 kuni 780 000 aastat vana hobuse jala luu. DNA viitab ka mammuti eraldi põlvnemisele, võib-olla erinevale liigile, millest teadlased varem teadlikud ei olnud.
NASA käivitas kõigi aegade võimsaima kosmoseteleskoobi*
Aastakümneid valminud rahvusvaheline üritus toimub lõpuks (loodetavasti!) 24. detsembril*. Pärast mitmeid viivitusi,James Webbi kosmoseteleskoop - suurim ja arenenum teaduslik teleskoop kosmoseuuringute ajaloos - on kavas plahvatada Prantsuse Guajaanast raketi Ariane 5 pardal. Peaaegu 1 miljoni miili kaugusele stabiilsesse kosmosesse jõudmiseks kulub 30 päeva ning instrumentide lahti voltimiseks, joondamiseks ja kalibreerimiseks veel kuus kuud. Järgmiste aastakümnete jooksul jälgides Maa orbiiti ümber Päikese, jälgib infrapunaspekter otse osa universum, mis varem oli nähtamatu, tehes seeläbi meie planeedi, päikesesüsteemi ja kaugemal asuvate galaktikate päritolu ja evolutsiooni lahti.
Õpime globaalseid haiguspuhanguid reaalajas jälgima
Üks suurimaid erinevusi COVID-pandeemia ja 1918. aasta Hispaania gripi vahel on viis, kuidas me seda jälgime. On peaaegu kujuteldamatu, et pidime kunagi jälgima suremust ja nakatumist kohalike andmete alusel – ja meil polnud sisuliselt mingit võimalust uutest viirusvariantidest teada. Nüüd teevad teadlased WHO juhtimisel kolossaalset ülemaailmset koostööd, et jälgida SARS-CoV-2 levikut ja arengut. Kogutud ja piiriüleselt jagatud tohutul hulgal andmeid, mis võimaldavad teadlastel seda saada saate kiiresti aimu, kuidas selline variant nagu Omicron levib ja mõjutab juhtumite numbreid ja haiglaravid. Meil ei olnud pandeemia alguses sellist tehnoloogiat saadaval. 2021. aasta aprilli seisuga sisaldas veebipõhine GISAID-andmebaas ainult üks miljon SARS-CoV-2 genoomset järjestust. See on pärast umbes 16 kuud kestnud pandeemiat. Kuid kaheksa kuu jooksul on lisatud veel viis miljonit järjestust. Teisisõnu, SARS-CoV-2 genoomne sekveneerimine on kevadest saadik kümme korda kiiremaks muutunud. See saavutus rõhutab, et teaduse üks suurimaid väljakutseid ei ole avastamine, vaid jagavad avastusi ja riigid üle maailma teevad seda nüüd viisil, mida nad pole kunagi teinud enne.
Kvantarvuti läheb kommertskasutuseks
Selle töötlemiseks kulub tänapäeva parimatel superarvutitel mitu päeva või nädalat, kvantarvutid võivad mõne sekundi jooksul välja lüüa. Sellepärast on kvantarvutus, mis kasutab kvantfüüsika seadusi enneolematuks töötlemisvõimalusi, peetakse juba üheks suurimaks teaduslikuks läbimurdeks 21 sajandil. Lõpuks peaks see muutma revolutsiooni tootmises, meteoroloogias, küberjulgeolekus, riigikaitses ja paljus muus.
Noh, 2021. aasta tegi lõpuks lähedasemaks kui kunagi varem. Novembris avalikustas IBM oma127-kubitine Eagle, seni võimsaim kvantprotsessor. Seejärel debüteeris ettevõte Quantinuum selle kuu alguses maailma esimese kvantandmetöötlusest ehitatud kommertstootega: pilvepõhise küberturvalisuse platvormi nimega.Kvantpäritolu. Kuna maailma tipptehnoloogiaettevõtted ja teadusasutused võistlevad selle uue põlvkonna tehnoloogia edendamise nimel, on oodata, et kvantarvuti jõuab järgmisel ja järgmisel ja ülejärgmisel aastal taas meie nimekirja.
