Terkadang Anda harus mencari pepohonan di hutan. Kabar baik tahun 2021 adalah seperti sekumpulan pohon muda — pohon-pohon kecil hilang di tengah hutan inflasi, pandemi, dan peristiwa cuaca yang membawa bencana. Lihatlah lebih dekat dan Anda akan menemukan banyak alasan untuk bersorak, penemuan ilmiah dan kemajuan yang memberikan harapan jujur-untuk-kebaikan bagi umat manusia.
Terutama, 2021 melihat salah satu vaksin paling efektif yang pernah dibuat, dalam waktu singkat. Tapi itu baru permulaan. Kami menyaksikan terobosan monster lainnya dalam biologi, astronomi, kedokteran, teknik, komputasi, genomik, dan banyak lagi bidang ilmiah lainnya.
Dengan begitu banyak kemajuan luar biasa pada tahun 2021, sulit untuk memilih yang paling signifikan — tetapi kami tetap mencobanya. Berikut adalah 15 momen favorit kami yang layak untuk diceritakan kepada anak-anak. Siapkan pikiran Anda untuk meledak.
Peluncuran Vaksin Tercepat dalam Sejarah
Pengembangan, pengujian, dan peluncuran vaksin COVID telah disebut sebagai pencapaian generasi kita. Itu mungkin pernyataan yang meremehkan. Terima kasih kepada peneliti medis yang berdedikasi dan puluhan ribu orang Amerika biasa yang berpartisipasi dalam uji klinis, Food and Drug Administration (FDA) memberikan izin penggunaan darurat vaksin Pfizer dan Moderna COVID untuk orang dewasa Desember lalu, diikuti oleh vaksin sekali pakai Johnson & Johnson ini Februari. Sejak itu, vaksin telah tersedia untuk anak-anak berusia 5 tahun. Itu adalah peluncuran vaksin yang tersedia untuk 94 persen populasi (di bawah 5 dikecualikan sejauh ini) dalam waktu kurang dari setahun. Sebelumnya, vaksin tercepat yang berkembang dari pengembangan hingga penyebaran adalah vaksin gondok pada 1960-an — yang memakan waktu sekitar
Anggota Badan yang Diregenerasi? Coba, Seluruh Tubuh
Banyak hewan dapat menumbuhkan kembali ekor yang robek atau kaki yang hilang karena pemangsa, tetapi siput laut memiliki trik regenerasi yang paling keren. Seperti yang ditemukan oleh ilmuwan Jepang tahun ini, makhluk berlendir ini dapat memenggal kepala mereka sendiri dengan sengaja danmenumbuhkan tubuh yang sama sekali baru dalam beberapa minggu. Kepala yang terpenggal bertahan dengan sendirinya sambil meregenerasi organ vital dan anggota badan, kemungkinan karena kemampuan siput untuk berfotosintesis karena semua ganggang yang mereka makan. Yang lebih mengesankan, tubuh yang dibuang itu hidup selama berminggu-minggu sebelum akhirnya mati. Para peneliti berpikir siput laut menggunakan manuver keren ini untuk menipu predator dan melarikan diri tanpa cedera, atau mungkin untuk bertahan hidup dari serangan parasit di tubuh bagian bawah mereka.
Teknologi Antarmuka Otak-Komputer Menjadi Penuh Avatar
Antarmuka otak-komputer (BCI) sangat menjanjikan bagi orang-orang dengan kelumpuhan, memungkinkan mereka untuk mengoperasikan anggota badan robot, kursi roda, papan tombol, dan gadget lainnya hanya dengan berpikir untuk memindahkannya tubuh. Namun sejauh ini, BCI sebagian besar telah diturunkan ke pengaturan penelitian, karena mereka membutuhkan kabel besar untuk menghubungkan kepala seseorang ke komputer ke perangkat eksternal.
Tidak lagi. Yang bergengsiGerbang Otak tim peneliti telah merancang BCI nirkabel dengan bandwidth tinggi pertama di dunia yang mentransmisikan sinyal otak secepat dan sejelas sistem kabel. Baru-baru iniuji klinis, perangkat baru memungkinkan dua orang dengan tetraplegia untuk menunjuk, mengklik, dan mengetik di tablet dengan presisi dan kecepatan — tidak perlu kabel. Diperlukan lebih banyak penelitian, tetapi ini adalah langkah besar untuk mengeluarkan BCI dari lab dan ke dunia nyata untuk membantu orang dengan kelumpuhan mendapatkan kembali kemandiriannya.
Kebenaran Ada di Luar Sana (Sekarang Tersedia di Perpustakaan Kongres)
Ketertarikan orang Amerika yang tak terbatas dengan benda terbang tak dikenal akhirnya dimanjakan pada tahun 2021. Pada bulan Januari, melalui Undang-Undang Kebebasan Informasi, situs web The Black Vault memposting rahasia CIA yang baru-baru ini dibukadatabase setiap penampakan UFO dilaporkan oleh seorang pilot militer, sejak tahun 1980-an. Bersamaan dengan itu, CIAmengunggah lusinan catatan penampakan UFO dari tahun 1940-an hingga awal 1990-an.
Kemudian, pada bulan Juni, Pentagon mengeluarkan pernyataan yang telah lama ditunggu-tunggulaporan sembilan halaman merangkum segala sesuatu yang diklaimnya untuk diketahui tentang fenomena udara tak dikenal, atau UAP, istilah mewahnya untuk UFO. Shocker: Pemerintah tidak tahu banyak. Laporan tersebut memang menegaskan bahwa UAP bukanlah pesawat militer AS, tetapi sebaliknya, UAP cukup banyak memainkan kartu "tidak meyakinkan". Tapi hei, meskipun berkas mungkin tidak menjelaskan banyak misteri, dump data besar harus membuat detektif kursi terobsesi UFO terpikat selama bertahun-tahun yang akan datang.
Perkembangan Otak Anak Mendapat Momen Moonshot
Sekitar 90 persen perkembangan otak manusia terjadi pada usia lima tahun. Dan meskipun ahli saraf baru-baru ini belajar banyak tentang bagaimana dan kapan berbagai perkembangan terjadi, terutama di dalam rahim, masih banyak yang belum mereka ketahui, terutama tentang dampak alam versus membina. Jawaban-jawaban ini sekarang datang, berkat uji coba terbesar dan terlengkap tentang perkembangan otak awal yang pernah ada, yang dimulai musim gugur ini.
MelaluiStudi Perkembangan Otak dan Anak SEHAT, peneliti nasional akan melacak kelompok beragam dari 7.500 orang hamil dan anak-anak mereka sepanjang dekade berikutnya. Menggunakan penilaian neuroimaging dan psikologis, mereka bertujuan untuk memetakan busur "normal" perkembangan otak dan menemukan bagaimana pra dan lingkungan dan paparan pascakelahiran (stres, status sosial ekonomi, penggunaan narkoba orang tua, COVID, dll.) memengaruhinya — serta bagaimana otak anak-anak menyesuaikan. Studi bersejarah ini memiliki potensi untuk membuka misteri yang ada tentang autisme, disleksia, dan masalah perkembangan saraf, emosional, dan perilaku masa kanak-kanak lainnya.
WHO Setujui Vaksin Malaria Pertama untuk Anak
Jauh sebelum COVID, malaria adalah — dan pada saat publikasi, masih — salah satu penyakit menular paling mematikan di planet ini. Patogen yang dibawa nyamuk ini membunuh setengah juta orang setiap tahun, terutama di Afrika sub-Sahara. Lebih dari setengah dari kematian malaria itu adalah anak-anak di bawah usia 5 tahun. Sekarang, setelah satu abad upaya, para ilmuwan telah akhirnya mengembangkan vaksin malaria yang aman dan efektif (omong-omong, vaksin pertama untuk penyakit parasit apa pun), yang manaOrganisasi Kesehatan Dunia (WHO) mendapat lampu hijau untuk semua anak berisiko di bulan Oktober. Dengan asumsi negara memprioritaskan distribusi vaksin, para ahli memperkirakan terobosan ini bisamencegah 5,3 juta kasus malaria dan 24.000 kematian di antara anak-anak di bawah 5 tahun setiap tahun.
Peneliti Menyembuhkan (Satu Orang) Diabetes Tipe 1
Diperkirakan 1,6 juta orang Amerika hidup dengan diabetes tipe 1 (alias diabetes remaja), termasuk 200.000 anak-anak dan orang dewasa di bawah usia 20 tahun. Tanpa obat yang diketahui, penyakit autoimun yang mengancam jiwa ini, di mana pankreas berhenti memproduksi insulin untuk mengontrol gula darah, hampir selalu membutuhkan manajemen 24/7 yang intens.
Itu mungkin akan berubah. Yang mengejutkan dan menggembirakan para ahli diabetes, pengobatan eksperimental yang diberikan dalam uji klinis yang sedang berlangsung tampaknyamenyembuhkan seorang pria 64 tahun dari diabetes tipe 1, yang akan menjadi yang pertama di dunia. Setelah menerima infus sel penghasil insulin yang tumbuh dari sel induk, tubuh pria itu sekarang membuat insulin sendiri, memberinya "kehidupan baru," seperti yang dia katakan kepada Waktu New York.
Karena penemuan ini merupakan bagian dari studi lima tahun yang melibatkan 16 peserta lain, masih terlalu dini untuk mengatakan dengan pasti apakah pengobatan itu efektif dan aman untuk jangka panjang. Tapi ini adalah perkembangan paling menjanjikan yang pernah dilihat dunia sehubungan dengan penyembuhan diabetes tipe 1 - dan kemungkinan cukup untuk membuat orang tua atau anak yang hidup dengan tipe 1 melakukan jungkir balik.
Di Mars, NASA Mengumpulkan Batu — dan Menerbangkan Helikopter yang Menakutkan
Pada bulan Februari, hampir tujuh bulan setelah diluncurkan dari Bumi, penjelajah Ketekunan NASA yang sangat canggihmendarat di Mars. Kendaraan itu akan menghabiskan hampir dua tahun di planet merah, mengamati lanskap, mencari bukti kehidupan Mars di masa lalu, dan mengumpulkan sampel geologis untuk dibawa kembali ke Bumi. Kemudian, pada bulan April, Helikopter Mars Ingenuity bertenaga surya milik NASA menjadi pesawat pertama yang membuatpenerbangan terkontrol di planet lain. Pada 8 Desember, Ingenuity telah mencatat 17 penerbangan yang berhasil.
Ilmuwan Menemukan 301 Planet Baru
Mars bukan satu-satunya benda angkasa yang membuat berita pada tahun 2021. Pada bulan November, para ilmuwan NASA memvalidasi keberadaan301 exoplanet baru — planet yang mengorbit bintang selain Matahari — sehingga total jumlah planet ekstrasurya menjadi 4.870. Kehebohan validasi datang dari teknologi pembelajaran mendalam ExoMiner baru NASA, yang mengevaluasi data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa Kepler untuk membedakan exoplanet yang sah dari yang palsu.
Salah satu perbedaan terbesar antara pandemi COVID dan Flu Spanyol 1918 (pandemi global terakhir) adalah cara kami melacaknya. Hampir tidak terbayangkan bahwa kita pernah harus mengikuti tingkat kematian dan infeksi dengan penghitungan lokal — dan pada dasarnya tidak memiliki cara untuk mengetahui tentang varian virus baru. Sekarang, dipimpin oleh WHO, para ilmuwan memiliki kolaborasi global kolosal untuk memantau penyebaran dan evolusi SARS-CoV-2. Sejumlah besar data telah dikumpulkan dan dibagikan lintas batas secara real time, memungkinkan para peneliti untuk mendapatkan cepat dapatkan gambaran tentang bagaimana varian seperti Delta atau Omicron menyebar dan memengaruhi jumlah kasus dan rawat inap. Kami tidak memiliki teknologi semacam ini yang tersedia di awal pandemi. Pada April 2021, database GISAID online hanya berisi satu juta sekuens genom SARS-CoV-2. Delapan bulan kemudian, lima juta urutan lainnya telah ditambahkan. Dengan kata lain, sekuensing genomik SARS-CoV-2 menjadi sepuluh kali lebih cepat sejak musim semi. Prestasi ini menyoroti bahwa salah satu tantangan terbesar sains bukanlah penemuan, tetapi berbagi penemuan, dan negara-negara di seluruh dunia sekarang melakukannya dengan cara yang belum pernah mereka lakukan sebelum.
Panel Surya Menjadi Lebih Murah, Lebih Baik, Lebih Cepat, Lebih Kuat
Dengan biaya rata-rata panel surya yang anjlok 90 persen antara 2010 dan 2020, semakin murah dan semakin murah untuk menghasilkan listrik langsung dari matahari. Itu berita bagus, karena membantu mengalihkan ketergantungan kita dari bahan bakar fosil, kontributor utama perubahan iklim. Namun, yang membuat frustrasi, panel surya tidak menjadi jauh lebih efisien dalam beberapa tahun terakhir, yang telah menghambat adopsi bentuk energi bersih ini secara luas.
Untuk mengatasi masalah ini, para insinyur telah mencari bahan alternatif yang dapat mengungguli silikon standar yang digunakan dalam panel surya dan tetap murah. Mereka memiliki harapan besar untuk perovskit, bahan yang tipis secara atomik, berkisi-kisi yang mengubah sinar matahari menjadi energi dengan sangat efisien. Satu-satunya masalah? Sinar ultraviolet dan kelembaban menghancurkan perovskit dalam waktu singkat, mengurangi kegunaannya.
Tetapi tahun ini, para insinyur Universitas Rice mengembangkan dan menguji jalansel surya yang terbuat dari perovskit dua dimensi. Penemuan mereka bekerja jauh lebih baik daripada model sebelumnya dan menahan elemen. Trik dengan perovskit 2D, para peneliti menemukan, adalah bahwa sinar matahari mengontrak ruang di antara lapisan atom untuk meningkatkan efisiensi hingga 18 persen — lompatan besar ke depan di bidang ini. Dengan perusahaan surya di seluruh dunia bekerja untuk mengkomersialkan sel surya perovskit, terobosan ini pada akhirnya akan mempercepat konversi masyarakat ke energi surya.
Ahli Bedah Melakukan Transplantasi Lengan dan Bahu Pertama yang Berhasil
Pada bulan Januari, Jean-Michel Dubernard, MD, ahli bedah yang sama yang melakukan tangan pertama, tangan ganda, dan transplantasi wajah sebagian, mencapai prestasi bersejarah lainnya: lengan dan bahu ganda pertama di dunia transplantasi. Operasi, yang dilakukan di Prancis, sukses besar. Penerima, Felix Gretarsson dari Islandia, 49 tahun, yang kehilangan kedua lengannya dalam kecelakaan listrik pada tahun 1998, telah terus mendapatkan mobilitas sepanjang tahun, mencatat kemajuannya diInstagram. Dia sekarang dapat melenturkan bisepnya, mengambil benda, dan memeluk cucunya. Para ahli berharap dia akan membuat lebih banyak kemajuan di tahun-tahun mendatang. Sayangnya, Dubernard meninggal pada bulan Juli, tetapi tidak sebelum memberi Gretarssinan kehidupan yang sama sekali baru.
Ahli paleontologi Hitung 2.5 Miliar T. rex Berkeliaran di Planet
Tahun ini, para ilmuwan belajar banyak tentang makhluk besar yang menghuni Bumi jutaan tahun yang lalu. Pertama, dinosaurus. Predator yang menakutkan Tyrannosaurus rex menjelajahi Amerika Utara mulai hampir 70 juta tahun yang lalu, dan sekarangahli biologi akhirnya memperkirakan berapa banyak: 2,5 miliar. Mengerikan, bukan? Jika ada kenyamanan, itu totalnya T. rex populasi tersebar selama 2,4 juta tahun. Jadi, sungguh, hanya ada sekitar 20.000 orang dewasa T. rexes hidup pada satu waktu.
Tentu saja, generasi terakhir itu T. rex, bersama dengan seluruh kerajaan dinosaurus, terhapus dari planet ini sekitar 66 juta tahun yang lalu oleh asteroid. Atau tunggu, apakah itu komet? Itu adalahteori baru yang diajukan oleh astronom Harvard untuk menjelaskan apa yang disebut Chicxulub Impactor, benda astronomis yang menciptakan kawah sedalam 12 mil selebar 93 mil di lepas pantai Meksiko dan, secara teoritis, membunuh dinosaurus. Melawan teori asteroid yang berlaku, para astronom Harvard berpikir sebuah komet dari pinggiran tata surya kita terlempar dari orbit oleh medan gravitasi Jupiter dan pecah berkeping-keping. Kemudian bongkahan yang sangat besar — akhirnya Chicxulub Impactor — menghantam Bumi, mendatangkan malapetaka besar dan memusnahkan dinosaurus.
Mammoth Berusia Satu Juta Tahun Diurutkan DNAnya
Lebih dari 60 juta tahun setelah dinosaurus, mamut hidup besar, yang diketahui para peneliti karena catatan fosil yang ekstensif. Tahun ini, fosil semacam itu menghasilkan penemuan yang belum pernah terjadi sebelumnya: thegenom hewan purba tertua pernah sembuh. Dalam mengurutkan DNA dari tiga gigi mammoth yang diekstraksi dari lapisan es Siberia, para ilmuwan menentukan bahwa fosil tersebut berusia lebih dari satu juta tahun, menghapus rekor sebelumnya yang dipegang oleh Tulang kaki kuda berusia 560.000 hingga 780.000 tahun. DNA juga menunjukkan garis keturunan yang terpisah, mungkin spesies yang berbeda, dari mamut yang tidak disadari oleh para ilmuwan sebelumnya.
NASA Luncurkan Teleskop Luar Angkasa Paling Kuat yang Pernah Ada*
Sebuah acara internasional yang telah berlangsung selama beberapa dekade akhirnya (semoga!) terjadi pada 24 Desember*. Setelah beberapa kali penundaan,Teleskop Luar Angkasa James Webb — teleskop ilmiah terbesar dan tercanggih dalam sejarah eksplorasi ruang angkasa — dijadwalkan meluncur dari Guyana Prancis dengan roket Ariane 5. Diperlukan waktu 30 hari untuk melakukan perjalanan hampir 1 juta mil ke tempat yang stabil di luar angkasa dan enam bulan lagi untuk membuka instrumennya, menyelaraskan, dan mengkalibrasi. Saat melacak orbit Bumi mengelilingi matahari selama beberapa dekade berikutnya, ruang lingkup inframerah akan secara langsung mengamati bagian-bagian dari alam semesta yang sebelumnya tidak terlihat, dengan demikian mengungkap asal usul dan evolusi planet kita, tata surya, dan galaksi di luarnya.
Kami Belajar Melacak Wabah Global secara Real Time
Salah satu perbedaan terbesar antara pandemi COVID dan Flu Spanyol 1918 adalah cara kami melacaknya. Hampir tidak terbayangkan bahwa kita pernah harus mengikuti tingkat kematian dan infeksi dengan penghitungan lokal — dan pada dasarnya tidak memiliki cara untuk mengetahui tentang varian virus baru. Sekarang, dipimpin oleh WHO, para ilmuwan memiliki kolaborasi global kolosal untuk memantau penyebaran dan evolusi SARS-CoV-2. Sejumlah besar data telah dikumpulkan dan dibagikan lintas batas, memungkinkan para peneliti untuk mendapatkan cepat dapatkan gambaran tentang bagaimana varian seperti Omicron menyebar dan memengaruhi jumlah kasus dan rawat inap. Kami tidak memiliki teknologi semacam ini yang tersedia di awal pandemi. Pada April 2021, database GISAID online berisi hanya satu juta sekuens genomik SARS-CoV-2. Itu setelah sekitar 16 bulan pandemi. Tetapi dalam delapan bulan sejak itu, lima juta urutan lainnya telah ditambahkan. Dengan kata lain, sekuensing genomik SARS-CoV-2 menjadi sepuluh kali lebih cepat sejak musim semi. Prestasi ini menyoroti bahwa salah satu tantangan terbesar sains bukanlah penemuan, tetapi berbagi penemuan, dan negara-negara di seluruh dunia sekarang melakukannya dengan cara yang belum pernah mereka lakukan sebelum.
Komputasi Kuantum Menjadi Komersial
Apa yang membutuhkan superkomputer terbaik saat ini untuk diproses beberapa hari atau minggu, komputer kuantum dapat mati dalam hitungan detik. Itulah mengapa komputasi kuantum, yang memanfaatkan hukum fisika kuantum untuk hal yang belum pernah terjadi sebelumnya kemampuan pemrosesan, sudah dianggap sebagai salah satu terobosan ilmiah terbesar abad ke-21 abad. Pada akhirnya, itu seharusnya merevolusi manufaktur, meteorologi, keamanan siber, pertahanan nasional, dan banyak lagi.
Nah, 2021 membuat "akhirnya" lebih dekat dari sebelumnya. Pada bulan November, IBM meluncurkanElang 127-qubit, prosesor kuantum paling kuat yang pernah ada. Kemudian awal bulan ini, perusahaan Quantinuum memulai debutnya produk komersial pertama di dunia yang dibangun dari komputasi kuantum: platform keamanan siber berbasis cloud yang disebutAsal Kuantum. Dengan perusahaan teknologi dan lembaga penelitian top dunia berlomba untuk memajukan teknologi generasi berikutnya ini, harapkan komputasi kuantum untuk membuat daftar kami lagi tahun depan, dan berikutnya, dan berikutnya...
