۱۰ کشف علمی شگفت انگیز سال ۲۰۱۶

اکتشافات علمی، دستاوردها و اختراعات هرساله در حال شکل گیری هستند. در طول سال، تعداد زیادی مقاله به چاپ رسیده و اختراعات متعددی ثبت می شوند اما فقط تعداد اندکی از آنها به واقع تکان دهنده هستند. در روزهای پایانی سال ۲۰۱۶ نگاهی می اندازیم به ۱۰ کشف شگفت انگیز دانشمندان در این سال:

 

۱۰- جهش ژنتیکی جزئی در حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش منجر به حیات چندسلولی گشت

محققان دریافتند که یک مولکول باستانی به نام GK-PID، دلیل شروع تکامل موجودات زنده تک سلولی به موجودات چند سلولی حدود ۸۰۰ میلیون سال پیش بوده است. دریافت شده است که مولکول مذکور به مانند یک کارابین مولکولی قادر است تا کروموزوم را با هم حفظ کرده و آنها را بر روی دیواره داخلی از یک غشای سلولی که در آن تقسیم رخ می دهد چفت کند. این امر موجب می‌شود تا سلول به درستی کپی شده و از تبدیل شدن به توده سرطانی جلوگیری شود. این اکتشاف جذاب نشان می دهد که نسخه باستانی GK-PID مطابق عملکردش در حال حاضر رفتار نمی کند. تنها دلیلی که آن را قادر به عملکردی همانند یک کارابین ژنتیکی کرد تنها یک جهش بوده که خود را کپی کرده است، نشان می دهد که حیات چند سلولی ناشی از یک جهش قابل شناسایی است.

 

۹- عدد اول جدیدی کشف شد

در ژانویه سال جاری ریاضیدانان یک عدد اول جدید را از طریق جستجو اول بزرگ اینترنت مرسن (the Great Internet Mersenne Prime Search) کشف کردند. عدد اول جدید برابر است با   ۱-۷۴۲۰۷۲۸۱^۲. شاید از خود بپرسید چرا پروژه­ ای برای کشف همچین عددی وجود دارد. در واقع، علم رمزنگاری نوین نیازمند کشف اعداد اول کشف شده توسط پروژه مرسن (که تا به حال ۴۹ عدد کشف کرده است) و اعداد پیچیده دیگری برای رمزگذاری است. عدد اول جدید در حال حاضر دارنده رکورد طولانی ترین عدد اول بوده که تقریبا دارای ۵ میلیون رقم بیش از عدد اول قبل از خود است.

 

۸- کشف نهمین سیاره منظومه شمسی

پیش از کشف پلوتو در قرن بیستم، به دلیل وجود خوشه گرانشی که تنها می تواند توسط یک جسم سنگین ایجاد شود، استدلال شده بود که سیاره‌ی نهم یا همان سیاره X، فراتر از نپتون وجود دارد. پس از آن اعتقاد بر این بود که این سیاره همان پلوتو که کشف شد بوده، اما این امر هرگز به طور کامل با اندازه گیری اعوجاج گرانشی مطابقت نداشت. تا اینکه دانشمندان در موسسه فناوری کالیفرنیا شواهدی دال بر وجود یک سیاره نهم واقعی با دوره مداری ۱۵،۰۰۰ سال ارائه کردند.

اخترشناسان ناشر این کشف محاسبه و بیان کردند که “تنها احتمال ۰٫۰۰۷ درصد، و یا در حدود یک در ۱۵،۰۰۰ وجود دارد که خوشه گرانشی یک تصادف باشد.” در حال حاضر، سیاره نه یک فرضیه است، اما اخترشناسان مدار آن را بسیار سنگین محاسبه کرده اند. اگر موجودیت داشته باشد، این سیاره به احتمال زیاد حدود ۲ تا ۱۵ برابر جرم زمین و مدار بین ۲۰۰ و ۱۶۰۰ واحد نجومی (AU) از خورشید خواهد بود. هر واحد نجومی ۱۵۰،۰۰۰،۰۰۰ کیلومتر است، به این معنی که این سیاره می تواند در مدار با فاصله ۲۴۰،۰۰۰،۰۰۰،۰۰۰ کیلومتر دور خورشید گردش کند.

 

۷- کشف روشی برای ذخیره سازی تقریبا ابدی اطلاعات

10 کشف شکفت انگیز ۲۰۱۶ – Eternal 5d data storage

همه چیز در نهایت دچار تنزل می­شود و هیچ راهی برای ذخیره داده ها بر روی یک دستگاه برای مدت زمان واقعا طولانی وجود ندارد. اما صحت این ادعا با توجه به کشف جدید دانشگاه ساوتهمپتون تغییر کرده است. دانشمندان با استفاده از نانو ساختار شیشه ای موفق به ایجاد یک فرایند برای ضبط و بازیابی داده شده اند. این دستگاه ذخیره سازی درواقع یک دیسک شیشه ای کوچک به اندازه یک سکه ۲۵ سنتی امریکا است که می تواند ۳۶۰ ترابایت از اطلاعات را نگهداری کرده و تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد اطلاعات را سالم باقی نگه دارد. این به این معنی است که متوسط عمر مفید آنها در دمای اتاق حدود ۱۳٫۸میلیارد سال تخمین زده می­شود. (تقریبا به اندازه زمانی که جهان وجود داشته است).

داده ها بر روی دستگاه با استفاده از یک لیزر فوق سریع از طریق پالس های نور کوتاه و شدید نوشته شده است. همچنین، هر فایل در سه لایه از نقاط نانوساختار که تنها ۵ میکرومتر از هم فاصله دارند نوشته شده است. هنگام خواندن، داده ها در پنج بعد شناسایی می شود: موقعیت سه بعدی نقاط نانوساختار و همچنین اندازه و جهت گیری هرکدام از آنها.

 

۶- ماهی های غارزی (Cavefish) که قادر به بالا رفتن از دیوار هستند مشابه مهره داران چهارعضوی هستند

همانطور که علم بیش از ۱۷۰ سال گذشته آموخته است، زندگی مهره داران در روی زمین تکامل یافته شنا کردن ماهی ها در دریاهای زمین باستان است. البته تا زمانی که محققان موسسه فناوری نیوجرسی کشف کردند که Cavefish تایوانی که قادر به بالا رفتن از دیواره غار هستند قابلیت های آناتومیکی مشابه با دوزیستان و یا خزندگان دارند.

این یک کشف بزرگ در نظریه انطباق تکاملی است زیرا می تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری نسبت به چگونگی تکامل چهارپایان ساکن خشکی از ماهی ماقبل تاریخ بیابند. تفاوت بین این ماهی و دیگر گونه های ماهی این است که می تواند با گام برداشتن بر روی زمین حرکت کند، و این امر مربوط به “کمربند لگنی قوی” در هنگام بالا رفتن است.

 

۵- شرکت خصوصی SpaceX توانست با موفقیت یک راکت را به صورت عمودی فرود آورد

در کتاب های کمیک و کارتون ها، عموما شما مشاهده میکنید که راکت به صورت عمودی بر روی سیاره ها و ماه فرود می آید، اما در واقعیت، دستیابی به این امر فوق العاده دشوار است. به این دلیل، سازمان های دولتی مانند ناسا و آژانس فضایی اروپا راکت ها را یا در اقیانوس برای بازیابی مجدد غرق کرده و یا آنها را به صورت هدفمند در جو سوزانده است. توانایی فرود با موفقیت یک موشک به صورت عمودی بدان معنی است که آن را می توان ارزان و به راحتی مورد استفاده مجدد قرار داد، که این دستاورد مقدار باور نکردنی از بودجه را ذخیره می کند.

شرکت خصوصی اسپیس ایکس موفقیت شد در ۸ آوریل ۲۰۱۶ یک موشک را به صورت عمودی فرود آورد. این موفقیت آنها پول و همچنین زمان بین راه اندازی را به شدت کاهش می دهد. مدیر عامل “ایلان ماسک” از این دستاورد یک هدف بلند مدت برای این شرکت ساخته است. با اینکه او یک سرمایه گذار خصوصی است، این فن آوری در نهایت برای کمک به اکتشافات فضایی و پیشرفت فضاشناسی به سازمان های دولتی مانند ناسا راه خواهد یافت.

 

۴- بکار بردن ایمپلنت سایبرنتیک برای کمک به حرکت انگشت انسان فلج

کارگزاری یک تراشه کوچک درون مغز یک انسان که در شش سال گذشته فلج نخاعی بوده کمک کرد تا بتواند انگشتان خود را تکان بدهد. دانشمندان در دانشگاه ایالت اوهایو توانستند وسیله ای بسازند که برای یک بار کاشته می شود و به ترمینال های کناری سیگنال ارسال می کند. این ترمینال ها اطلاعات را به آستین الکتریکی که در دستان بیمار پوشانده شده منتقل می کنند. سپس، آستین از طریق سیم هایی عضلات مشخصی را برای حرکت دادن انگشتان در زمان واقعی تحریک می کند. در این آزمایش بیمار حتی میتوانست گیم “گیتار هیرو” را بازی کند که شگفتی بسیاری برای پزشکان و دانشمندان خود پروژه به همراه آورد.

 

۳- تزریق سلول های بنیادی به بیماران دچار سکته مغزی و بازگشت توانایی بیمار برای راه رفتن

در یک آزمایش بالینی که در دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد برگزار شد سلول های بنیادی اصلاح شده انسان به طور مستقیم به مغز چند نفر دچار سکته مغزی مزمن تزریق می شد. آزمایش بر روی بیماران نیمه بیهوش صورت گرفت که در آنها مراحل درمان همگی موفق بود و هیچ اثر منفی از تزریق مشاهده نشد به جز سردرد خفیف. در یک بازه شش ماهه، همه ۱۸ مورد درمانی بسیار بهتر و مهمتر از آنچه انتظار می رفت نشان دادند. این شگفتی شامل افزایش تحرک بوده و در واقع بیمارانی که قبلا به صندلی چرخ دار محدود بودند را قادر میسازد تا دوباره آزادانه راه بروند.

 

۲- از تزریق دی اکسید کربن به داخل زمین می توان یک سنگ جامد ساخت

جذب کربن بخش مهمی ازحفظ تعادل انتشار CO2 در سیاره زمین است. هرزمان که سوخت سوزانده می شود، مقدار زیادی CO2 درون اتمسفر آزاد می شود. برای مدت طولانی انسان باعث ایجاد این مشکل شده است، و در پی آن شاهد اثرات تغییر جهانی آب و هوا هستیم. دانشمندان در ایسلند یک راه دائمی ممکن برای ضبط انتشار کربن را یافتند به طوری که دیگر وارد جو نمی شوند و با اثرات گلخانه ای به محیط زیست آسیب بیشتری نمی رسانند.

در این فرآیند CO2 به داخل سنگ های آتشفشانی تزریق شده که فرایند طبیعی تبدیل بازالت به مواد معدنی کربنات، که پس از آن به سنگ آهک تبدیل می شود، را تسریع می کند. این فرآیند به طور معمول صدها هزار سال به طول می انجامد، ولی دانشمندان ایسلندی این کار را در طول تنها دو سال به سرانجام رساندند. نتیجه این است که کربن درون یک سنگ جذب می شود که می تواند در زیر زمین ذخیره شده و یا به عنوان مصالح ساختمانی استفاده شود، به نحوی که CO2 جذب شده در آنها هیچگاه دیگر دوباره وارد جو نمی شود.

 

۱ – زمین یک ماه دیگر دارد

دانشمندان ناسا یک سیارک را کشف کردند که جذب زمین شده و در مدار پایدار زمین قرار دارد و آن را یک همراه نزدیک به زمین و یا قمر دوم زمین معرفی می کنند. اشیا گوناگونی در حال گردش به دور زمین هستند: ایستگاه های فضایی، ماهواره های ساخت بشر و تعداد زیادی زباله فضایی، اما تنها یک ماه وجود دارد که قابل رویت است. حال، ناسا وجود ۲۰۱۶ HO3 را تایید کرده است. مدار این سیارک بسیار از زمین دور بوده و بیشتر تحت اثر گرانش خورشید است تا زمین، اما در طول چرخش در مدار خورشید به خوبی به دور زمین نیز می چرخد. راه رفتن بر روی آن شگفت انگیز نخواهد بود اگر بدانید که به طور قابل توجهی کوچکتر از ماه طبیعی خودمان است.

10 کشف علمی شگفت انگیز سال ۲۰۱۶ – ۲۰۱۶ HO3

۲۰۱۶ HO3 در یک مدار نسبتا پایدار در اطراف زمین و خورشید قرار دارد، اما با توجه به نظرات پل کوداس (Paul Chodas)، مدیر مرکز ناسا برای اشیاء نزدیک به زمین (NEO)،  در چند قرن آینده این مدار را ترک خواهد کرد. کوداس همچنین نشان داد که ۲۰۱۶ HO3 یک قرن است که یک شبه-ماهواره پایدار برای زمین بوده است.