През последните няколко години станахме свидетели на научни постижения от изключително важно значение, сред които откриването на бозона на Хигс, гравитационните вълни и технологията за редактиране на гени CRISPR.
Макар и през 2018 г. да не са осъществени пробиви с толкова епохално значение, годината беше важна за науката и изпълнена с вълнуващи открития, много от които ще променят представата ни за света около нас, а вероятно и живота ни.

През отминалите месеци бяха открити доказателства за наличието на вода на Марс, учени успяха да възвърнат зрението на стари хора, започна работа първата квантова комуникационна мрежа и бяха клонирани успешно маймуни. Макар да не звучат толкова значимо, колкото например засичането на гравитационните вълни, тези постижения могат да спомогнат много за развитието на области като генетиката и невронауките, както и да разширят познанията ни за Вселената. Важни постижения има както в областта на биологията и генетиката, така и при астрономията, нанотехнологиите и др.

Ако можем да откроим една тенденция, това е изключително бързото налагане на Китай като лидер в редица ключови области от науката и технологиите. Тенденция, която вероятно само ще се засилва през следващите години. В следващите редове можете да прочетете най-любопитните и най-значими научни постижения, извършени през 2018 година.

НАЙ-ГОЛЯМАТА КВАНТОВА МРЕЖА ЗАРАБОТИ В КИТАЙ

Още в средата на януари Китай изненада света с официалното пускане на най-голямата квантова информационна мрежа, показвайки, че вече е лидер в тази перспективна област. Използвайки сателит, мрежата позволява прехвърлянето на съдържание, защитено с квантова криптография на над 7000 км – от Пекин до Виена.

Предишният рекорд беше на разстояние 400 км и също беше осъществен в Китай. Квантовата криптография е иновативна област, която използва принципите на квантовата механика и най-вече известния Принцип на неопределеността на Хайзенберг, едно от следствията от който е, че при опит да измерим дадена система, ние ѝ
влияем и я променяме.

В перспектива квантовата криптография и квантовите компютри се възприемат като ключов фактор в областта на националната сигурност и геополитиката, тъй като теоретично те ще бъдат способни да пробият всяка криптографска защита на традиционните компютри. Или с други думи компанията или държавата, която създаде първия достатъчно мощен квантов компютър, ще може да пробива всички комуникационни мрежи
и информационни системи. И на практика за нея няма да има тайни, докато нейните собствени системи ще бъдат непробиваеми. Затова и страните от западния свят са особено чувствителни към успехите на Китай в тази област.

ПЪРВОТО КЛОНИРАНЕ НА МАЙМУНИ ВЕЧЕ Е ФАКТ

Също през януари и също в Китай беше направен още един важен научен пробив, този път в областта на генетиката. Изследователи от Института по невронауки към Китайската академия на науките са успели да създадат две бебета макаци чрез метода на клонирането.

Постижението е от важно значение, тъй като за първи път се създават примати по този начин. То отваря още по-широко вратата към масовото клониране на бозайници по поръчка – една област, която е колкото перспективна, толкова и противоречива по редица морално-етични причини.

Китайският екип е използвал за целта технологията SCNT (Somatic Cell Nuclear Transfer – соматичен клетъчен ядрен трансфер), при която се премахва ядрото на яйцеклетката и се заменя с ядро от друг организъм. Това е най-популярният метод за клониране, използван също и при създаването на овцата Доли през 1996 г., която беше първият клониран бозайник. Припомняме, че оттогава човечеството има известни успехи в клонирането на мишки и крави, но досега това не беше се случвало с примати.

УЧЕНИ ОТ MIT И ХАРВАРД СЪЗДАДОХА НОВА ФОРМА НА СВЕТЛИНА

Физици от Масачузетския технологичен институт (MIT – Massachusetts Institute of Technology) и Харвардския университет успяха да създадат нова форма на светлината, базирана на новооткрито свойство на фотоните да взаимодействат помежду си. Нещо, което досега сме виждали единствено при светлинните мечове във фантастичната сага „Междузвездни войни“.

Освен за желаещите да бъдат джедаи обаче постижението може да се окаже важен пробив при разработката на квантови компютри. Научната статия, в която е описано откритието, беше публикувана в средата на февруари в сп. Science и според нея фотоните могат да си взаимодействат, създавайки
нов вид материя. Екипът изследователи е насочил много слаб лазерен лъч към облак рубидиеви атоми с много ниска температура и е забелязал, че фотоните се групират и вероятно се привличат помежду си. Нещо, което е изключително странно, предвид че този тип частици не притежават маса и нормално се движат със скоростта
на светлината (300 000 км в секунда). Откритието има потенциала да даде сериозен тласък на развитието на квантовите компютри.

СЪЗДАВАНЕТО НА НАНОРОБОТИ, СПОСОБНИ ДА МАНИПУЛИРАТ МАТЕРИЯТА АТОМ ПО АТОМ, ОТ ГОДИНИ СЕ СЧИТА ЗА „СВЕЩЕНИЯ ГРААЛ“

НАНОРОБОТИ МОГАТ ДА УБИВАТ РАКОВИ КЛЕТКИ

Създаването на нанороботи, способни да манипулират материята атом по атом, от години се счита за „Свещения граал“ на нанотехнологиите. И макар човечеството все още да е далеч от създаването на такива миниатюрни машини, способни да произвеждат предметите около нас, през тази година беше направена важна стъпка за
развитието на наноботовете.

В статия, публикувана преди девет месеца в Nature Biotechnology, беше описана технология за автономни ДНК наноботове, способни да убиват ракови клетки в опитни мишки. На практика те се инжектират венозно в телата на обектите, след което са способни да откриват и да инжектират туморните образувания с лекарства, които ограничават достъпа им до кръв. Концепцията за ДНК нанороботи е нова за
целите на доставката на лекарства до засегнати органи в тялото, но по всичко личи, че в бъдеще ще слушаме все повече за нея.

ДОКТОРИ ВЪЗСТАНОВИХА ЗРЕНИЕТО НА ПАЦИЕНТИ

Надеждите, че скоро някои форми на слепота ще бъдат лечими, получиха нов тласък, след като през от миналия март медицински екип от лондонския Проект за лечение на слепота (Project to Cure Blindness) успя да възстанови зрението на двама възрастни пациенти. В резултат на иновативната терапия със стволови клетки те са започнали да виждат до степен, позволяваща им да четат безпроблемно. Двамата – жена на над 60 години и мъж на около 80 – са страдали от остра форма на макулна дегенерация, предизвикана от възрастта, вследствие на която са изгубили в голяма степен зрението си. Според екипа, осъществил лечението, само във Великобритания то може
да възвърне на между 600 000 и 700 000 души способността да виждат отново. При това не само да четат, а и да разпознават човешки лица. През първия етап на проекта докторите възнамеряват да излекуват общо десет пациенти.

ОТКРИТ Е НАЙ-ЯРКИЯТ ОБЕКТ В РАННАТА ВСЕЛЕНА

През отминалото лято астрономите направиха важно откритие, което вероятно ще разшири познанията ни за това, как са се образували ранните галактики. Става въпрос за най-яркия обект в ранната Вселена, отстоящ на 13 милиарда светлинни години на нашата планета. Светлинната година е мярка за разстоянието, което светлината изминава за една година. Или с други думи – ние виждаме новооткритото космическо тяло такова, каквото то е било преди 13 милиарда години.

Това на практика е „малко“ след самото създаване на Вселената (според съвременните разбирания тя е на възраст около 13.7 милиарда години). Обектът представлява квазар – гигантска свръхмасивна черна дупка, намираща се в центъра на галактика, която се храни активно с материя от заобикалящите я звезди и газ. Самите черни дупки са невидими, тъй като тяхната гравитация е толкова силна, че дори светлината не може да ги напусне. Това, което астрономите са наблюдавали в случая, е именно материята, приближаваща обекта и въртяща се около него – явление, което се нарича акреционен диск. Друга отличителна характеристика на квазарите са и силните снопове плазма, които излизат от тях със скорост, близка до светлинната, в горната и долната им част. И именно тези ярки снопове са наблюдавани от учените, използващи радиотелескопа VLBA (Very Long Baseline Array). Необикновеното откритие може да разшири познанията ни за квазарите, както и за процеса на формиране на първите галактики в ранната Вселена.

ОТКРИХА ДОКАЗАТЕЛСТВА ЗА ТЕЧНА ВОДА НА МАРС

Не по-малко впечатляващо откритие беше направено също през лятото в „задния ни двор“ – на най-близката до нас друга планета. Става въпрос за доказателства, че на Марс съществува вода в течно състояние. Апаратът Mars Express Orbiter е успял да засече нещо, което вероятно е марсианско езеро и се намира под ледената шапка, покриваща южния полюс на планетата. Вероятната му дължина е около 20 км. Откритието затвърждава хипотезите, че на Марс вероятно е имало много по-големи басейни в миналото.

През вековете изстудяването на марсианския климат обаче е довело до замръзването на по-голямата част от останалата вода. Интересно е също, че наличието на вода в течно състояние на една планета увеличава шансовете за появата на живот там. А фактът, че все още не можем да открием такъв на Червената планета, въпреки че очевидно е налична вода, показва, че неговото зараждане може и да не е толкова лесно. Хипотеза, която подобрява шансовете пред човешката цивилизация в
контекста на известния Парадокс на Ферми и теорията за „Големия филтър“.

СЪЗДАДОХА ИЗКУСТВЕНИ ЕМБРИОНИ ОТ СТВОЛОВИ КЛЕТКИ

Учени от университета Кеймбридж във Великобритания успяха да създадат пълноценни ембриони на мишки по изкуствен път, използвайки единствено стволови клетки от други ембриони. Това на практика означава, че зародиши на бозайници са създадени, без да се използват нито сперматозоиди, нито яйцеклетки. Постижение, което може изцяло да предефинира идеите за това, как би могъл да се зароди животът. И какво сме способни да постигнем чрез използването на стволови клетки.

След като са поставили клетките върху своеобразно триизмерно скеле, учените са установили, че те комуникират помежду си и постепенно са започнали да оформят ембрион на мишка. Въпреки че изследователският екип е скептичен дали така създаденият изкуствен ембрион би могъл да се превърне в мишка, способността на този тип уникални клетки да се самоорганизират толкова ефективно открива редица въпроси за бъдещето на медицината и генетиката. И не на последно място – въпроси в областта на етиката, философията и религията. Следващата стъпка на британския екип е да повтори експеримента с човешки стволови клетки.