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10 sorprendenti scoperte scientifiche del 2017
L'aspetto migliore della scienza è che è in continua evoluzione. Nuove idee e nuove scoperte cambiano il modo in cui percepiamo il mondo, e le persone dietro queste osservazioni sono costantemente all'opera. Il 2017 non è stato un toccasana in termini di nuovi sviluppi e progressi tecnologici, grazie alle migliaia di uomini e donne che vagano e testano sempre il mondo per identificare nuove cose.
Che si tratti di medicina, comunicazione o sviluppo umano, c'è sempre qualcosa di nuovo da trovare. Nel 2017, alcuni progressi significativi hanno contribuito a spingerci tecnologicamente un passo avanti verso il futuro. Ecco dieci scoperte o progressi fatti nel 2017 che ti stupiranno, ti confonderanno e ti terrificeranno.
10 Prima modifica riuscita di un embrione umano negli Stati Uniti
Gli scrittori di fantascienza ci hanno avvisato per anni dei potenziali pericoli dell'ingegneria genetica, ma ciò non ha impedito agli scienziati di portare avanti i progressi significativi nel 2017. Il primo tentativo fatto negli Stati Uniti di modificare geneticamente embrioni umani è stato effettuato di Shoukhrat Mitalipov dell'Oregon Health and Science University. L'esperimento ha alterato con successo il DNA all'interno degli embrioni tramite la tecnica di modifica del gene CRISPR. Questa non era la prima volta che un tale risultato è stato fatto - gli scienziati cinesi avevano già pubblicato tre rapporti sulla pratica - ma questa è la prima volta che gli americani sono usciti dai margini e l'hanno fatto accadere.
Il significato della ricerca americana nel processo di modifica di un embrione umano tramite CRISPR è fondamentale per il progresso scientifico. Le innovazioni apportate dal team di Mitalipov consentono un nuovo metodo sicuro ed efficace per correggere potenzialmente i disordini genetici molto prima che un embrione abbia la possibilità di svilupparsi. Hanno evitato con successo le insidie del mosaicismo, un errore nel processo di editing dei cinesi che ha lasciato inalterate alcune celle. Allo stato attuale, la pratica non consente l'impianto reale in un utero, ma una volta che gli ostacoli legali sono stati risolti, questa ricerca produrrà probabilmente il primo essere umano geneticamente modificato, che Star Trek già chiamato Khan Noonien Singh.
9 Creazione di idrogeno metallico
Sappiamo tutti che l'idrogeno è un gas, giusto? È il primo elemento trovato sulla tavola periodica ed è anche l'elemento più abbondante nell'universo. Anche le persone che non sono coinvolte nella chimica ricordano molto dell'idrogeno, quindi potrebbe essere scioccante apprendere che gli scienziati hanno fatto una scoperta significativa sull'elemento nel 2017. I ricercatori dell'Università di Harvard hanno finalmente dimostrato che la teoria dell'idrogeno è stata più che secolo prima: può diventare un metallo. Lo hanno fatto schiacciando una piccola quantità di idrogeno a una pressione maggiore di quella che si trova al centro della Terra: 71,7 milioni di libbre per pollice quadrato. Ciò ha causato la rottura del campione e la trasformazione in idrogeno atomico, che è un metallo.
Che ci crediate o no, l'impatto della creazione di idrogeno metallico è enorme. Trovare un modo per convertire l'idrogeno in un metallo è stato chiamato "il santo graal della fisica delle alte pressioni" e gli usi dell'idrogeno metallico suggeriscono che può essere usato come superconduttore a temperatura ambiente. Inoltre, l'innovazione può avvantaggiare l'industria dei trasporti rendendo le auto elettriche più efficienti e molte altre applicazioni pratiche per altri settori.
8 Primo gene che modifica per modificare il DNA in un paziente vivente
Editare i geni in un embrione è una cosa, ma modificarli all'interno di un adulto adulto è un altro. La differenza ha a che fare con il numero di cellule coinvolte e una vasta gamma di altri problemi, ma la scala è aumentata astronomicamente. Gli scienziati hanno avviato un esperimento a novembre 2017 per tentare la riparazione di un paziente con un raro disordine metabolico. Il paziente di 44 anni ha la sindrome di Hunter, un disturbo che può causare ritardi dello sviluppo, danni al cervello e una durata della vita ridotta. L'esperimento ha sviluppato un metodo tramite un processo chiamato nucleases finger nucleases (ZFN) per infondere il sangue del paziente con strumenti progettati per modificare il DNA.
In questo particolare esperimento, l'obiettivo non era quello di alterare a priori il DNA delle cellule esistenti, ma di rimuovere porzioni delle eliche del DNA delle cellule epatiche. Una volta che il bit è stato ritagliato, una copia sostitutiva senza il codice per il disturbo viene reinserita nell'elica. L'idea è che quelle cellule si moltiplicheranno e, si spera, sostituiranno abbastanza cellule originali che trasportano i "geni cattivi" perché il disturbo si degradi, dando luogo a una nuova forma di trattamento. Questo processo è chiamato "sicuro porto" ed evita potenziali complicazioni prendendo di mira specifiche parti dell'elica del DNA piuttosto che alterarlo casualmente, il che potrebbe potenzialmente portare all'accensione di geni nocivi.
7 Il più vecchio scheletro umano nelle Americhe Scoperto per avere 13.000 anni
Una scoperta in una grotta allagata in Messico sposta il calendario di quando gli umani migrarono dall'Asia nelle Americhe indietro di qualche migliaio di anni ... forse di più. La scoperta di un giovane scheletro umano maschio, soprannominato il Giovane di Chan Hol (il nome della grotta), pone la sua morte a 13.000 anni fa. Abbiamo saputo che un ponte terrestre senza ghiaccio si è aperto tra il Nord America e l'Asia 12.500 anni fa. Questo giovane è venuto in Messico molto prima di quello.
Non solo lo scheletro è più vecchio di 500 anni rispetto all'esistenza conosciuta del ponte terrestre, ma è stato trovato a più di 6.400 km (4.000 mi) nel sud. Ciò suggerisce che il giovane di Chan Hol migrò molto prima di quanto si credesse in precedenza.Questa scoperta è il più antico scheletro umano trovato finora nel continente, ma altre scoperte in Cile hanno prodotto manufatti umani risalenti ad almeno 18.500 anni fa. Quella scoperta e altri hanno spinto la data di arrivo degli umani nelle Americhe già 22.000 anni fa.
6 cellule umane coltivate all'interno dei maiali
Quando si tratta di raccapriccianti ma utili, non è necessario guardare oltre le innovazioni apportate dal lavoro dell'Istituto Salk Juan Carlos Izpisua Belmonte con umani e maiali. Belmonte ha lavorato allo sviluppo di organi umani all'interno dei suini e nel 2017 è riuscito a compiere il primo passo in tale processo: la crescita delle cellule umane all'interno di un embrione di maiale in via di sviluppo. Il risultato della creazione di un organismo con cellule aliene è chiamato chimera ed è stato fatto con topi e ratti. Mettere pezzi umani in un maiale è un nuovo sviluppo e uno che può cambiare la scienza medica come la conosciamo.
L'obiettivo del progetto non è quello di creare ibridi di suini umani intenti al dominio del mondo, ma piuttosto di coltivare organi umani all'interno degli animali in via di sviluppo. Ciò potrebbe aumentare drasticamente la disponibilità di organi vitali utilizzati per l'impianto negli esseri umani e anche aiutare a studiare i modi in cui le malattie genetiche si sviluppano negli organi, il che aiuta gli scienziati a sviluppare nuovi farmaci. Le cellule che sono state iniettate nell'embrione erano precursori di muscoli, pancreas, midollo spinale, cuore e tessuto epatico. Mentre questo è solo un "primo passo" nel processo, la ricerca che Belmonte sta facendo potrebbe essere un punto di svolta nel progresso della medicina.
5 Trasmissione dati di successo con Quantum Entanglement
La trasmissione dei dati è sempre stata un problema. Se il tasso di trasferimento è troppo lento o raccoglie gli errori e il degrado lungo il percorso, il movimento dei dati è stato un fattore limitante nella crescita dell'età dell'informazione. È solo nell'ultimo decennio o giù di lì che possiamo trasmettere un film sui nostri computer o smartphone, quindi dove potremmo andare da qui? Gli scienziati cinesi potrebbero aver risposto a questa domanda trasmettendo con successo dati tramite teletrasporto quantico. Sì, teletrasporto.
Questo non significa che abbiano messo un blocco note su un dispositivo di trasporto come in Star Trek e l'ho teletrasportato da qualche parte. Ciò che hanno ottenuto ha comportato il trasferimento di informazioni quantistiche manipolando lo stato quantico in una particella, con risultati istantanei a più di 1.400 chilometri (870 mi) di distanza. I ricercatori di Ngari, in Tibet, sono riusciti a trasmettere i dati al satellite Micius, attualmente in orbita. Questa non era la prima volta che riuscivano a manipolare la materia in due posti diversi contemporaneamente, ma questo esperimento soffia il loro precedente successo di una trasmissione di 100 chilometri (62 miglia) fuori dall'acqua. Le potenziali applicazioni pratiche per questo risultato possono consentire progressi nel campo dell'informatica quantistica, che dovrebbe mettere in linea lo sviluppo di Skynet secondo i piani.
4 Primo rilancio / riutilizzo di un razzo riuscito
Ci sono voluti alcuni anni e diversi tentativi, ma SpaceX di Elon Musk ha realizzato con successo un'impresa che è stata relegata alla fantascienza solo fino a poco tempo fa. Lanciarono e poi atterrarono verticalmente un razzo. In realtà, l'hanno raggiunto un paio di anni fa, ma il grande risultato raggiunto nel marzo del 2017 arrivò quando SpaceX lanciò un razzo che aveva precedentemente sbaragliato. Questo è stato un importante traguardo sia per l'azienda che per lo sviluppo della tecnologia di navigazione spaziale, dati i costi astronomici associati semplicemente a portare qualcosa in orbita attorno al pianeta.
Prima del lancio di marzo, nessun razzo non di richiamo lanciato in orbita era mai stato recuperato e lanciato nello spazio. In precedenza, tutti i missili che trasportavano un carico utile o addirittura persone nello spazio venivano gettati nell'oceano o bruciati al rientro, per non essere mai più usati. Ciò significava che un successivo lancio richiedeva la costruzione di un razzo completamente nuovo. Poiché i razzi spaziali costavano centinaia di milioni di dollari, trovare un percorso verso un migliore riciclaggio dei razzi era un must per la compagnia di Musk. Dal loro lancio di successo all'inizio del 2017, l'azienda è riuscita a recuperare tutti i loro missili e ha continuato la pratica con il lancio storico del Falcon Heavy all'inizio di febbraio 2018.
3 L'umanità è molto più vecchia di quanto pensassimo
Sembra che ogni pochi anni venga fatta una scoperta che ci obbliga ad aggiornare i nostri libri di storia quando si tratta di determinare quanti anni sono effettivamente gli esseri umani. Poiché abbiamo aumentato la nostra comprensione dell'evoluzione umana, abbiamo spinto la data più indietro nel tempo. Per molti anni, si è creduto che Homo sapiens è iniziato sulla Terra circa 100.000 anni fa. Alla fine, questo numero è raddoppiato, e grazie a una nuova scoperta fatta in Marocco, sembra che stiamo camminando su questo pianeta da almeno 300.000 a 350.000 anni.
Questo è un cambiamento significativo rispetto alla nostra comprensione precedente, specialmente considerando che i resti umani nello stesso sito avevano prodotto solo ossa risalenti a 40.000 anni fa. Prima di questa scoperta, i resti umani più antichi conosciuti sono stati trovati in Etiopia, con una data che riportava indietro 195.000 anni. Questa nuova scoperta non solo indica che gli esseri umani sono esistiti per quasi il doppio del tempo che si pensava, ma abbiamo attraversato l'Africa molto prima di quanto si pensasse fosse possibile.
2 Il primo visitatore interstellare è stato rintracciato nel nostro sistema solare
Guarda verso il cielo notturno, e tutte le stelle che vedi sono molto al di là dei confini del nostro sistema solare.La luce di questi oggetti ha raggiunto il nostro pianeta da quando è stata formata più di 4,5 miliardi di anni fa, ma oggetti fisici da molto lontano non erano mai stati osservati nel nostro spazio fino a poco tempo fa. Nell'ottobre 2017, gli astronomi che lavorano all'università delle Hawaii hanno identificato un oggetto che non ha avuto origine nel nostro sistema solare, rendendolo il primo oggetto alieno conosciuto a visitarci. L'oggetto era poco più di un grande pezzo di roccia come molti si trovano nel nostro quartiere, ma la sua traiettoria ha chiaramente posto la sua origine lontano dal nostro collo dei boschi.
L'oggetto, chiamato Oumuamua, che significa "scout" o "messenger" in lingua hawaiana, ruota rapidamente, ha un raggio di circa 100 metri (330 piedi) ed è lungo circa 800 metri (2.600 piedi). Basato sulla traiettoria di Oumuamua quando entravamo nel nostro sistema solare, proveniva da qualche parte nelle vicinanze della costellazione di Lyra. Arrivò in un percorso perpendicolare prima che la gravità del nostro Sole alterasse la sua rotta e la sparasse verso la costellazione di Pegaso. Ha passato la Terra ad una distanza di circa 15 milioni di miglia ad una velocità di circa 45 chilometri al secondo.
1 Creazione riuscita di un grembo artificiale
In quasi tutti i film che prevedono la clonazione, gli scienziati devono creare una sorta di grembo artificiale per maturare un embrione. Senza un tale dispositivo, sarebbe necessario un utero surrogato per creare un clone, che è il modo in cui la clonazione ha precedentemente funzionato al di fuori della fantascienza. La prima pecora clonata, Dolly, era "cresciuta" in un utero surrogato di una pecora, ma questo metodo non è mai stato efficiente e spesso si traduce in gravidanze fallite. Idealmente, un grembo artificiale potrebbe offrire un mezzo per gestire un clone in un laboratorio, dove potrebbe essere monitorato e mantenuto, ma l'applicazione di questo aiuterà anche a "trasportare" bambini umani prematuramente nati a termine in un ambiente molto più sicuro della tecnologia attuale permette.
Un nuovo studio pubblicato all'inizio del 2017 ha rilevato che un utero artificiale creato dai ricercatori del Children's Hospital di Philadelphia è riuscito a favorire la normale crescita dei feti "nati estremamente prematuramente", con uno sviluppo di successo in tutte le aree. Questo nuovo utero artificiale è stato utilizzato su feti di agnello e i risultati sono stati straordinari. Mentre la ricerca continua, Alan Flake, il ricercatore principale dietro lo studio, ritiene che saranno in grado di testare l'utero su neonati umani prematuri entro tre-cinque anni. Se il successo dimostrato, i bambini prematuri potrebbero teoricamente continuare a svilupparsi completamente al di fuori dell'utero della madre e all'interno di questo artificiale fino a quando non sono pronti a nascere.
Jonathan è un illustratore e game designer attraverso la sua società di giochi, TalkingBull Games. È un soldato attivo e ama scrivere di storia, scienze, teologia e molti altri argomenti.