10 کشف علمی بزرگ سال 2024

در این مطلب قصد داریم تا 10 کشف علمی بزرگ سال 2024 را معرفی کنیم؛ کشفیاتی که مرزهای دانش بشری را فراتر برده‌اند و دریچه‌های جدیدی به روی ما باز کرده‌اند.

پیشرفت علم و دانش به عنوان نیروی محرکه جوامع امروزی، همواره ما را به سوی آینده‌ای روشن‌تر سوق می‌دهد. سال 2024 میلادی، با تمام فراز و نشیب‌ها و رویدادهای پیچیده‌اش، شاهد جهش‌های بزرگی در عرصه علم بود. در آستانه پایان سال 2024، قصد داریم نگاهی به مهم‌ترین دستاوردهای علمی این سال و 10 کشف علمی بزرگ آن بیندازیم.

10 کشف علمی بزرگ و تاثیرگذار سال 2024

در سال گذشته اکتشافات شگفت‌انگیزی در رصدخانه‌ها، آزمایشگاه‌ها و محیط‌های میدانی انجام شد. این کشفیات نه تنها می‌توانند کیفیت زندگی انسان را بهبود ببخشند، بلکه مرزهای دانش بشری را نیز فراتر می‌برند.

رازهای پنهان نیمه تاریک ماه کشف شد

نیمه پنهان ماه، آن سوی که همیشه رو به زمین نیست، همچنان برای دانشمندان اسرارآمیز است. ماموریت‌های فضایی نشان داده‌اند که سطح این نیمه، بسیار متفاوت از نیمه‌ای است که ما از زمین می‌بینیم. دهانه‌های برخوردی کمتری دارد، پوسته ضخیم‌تری است و روشنایی آن بیشتر است. در سال 2019، چین نخستین فضاپیما را روی این نیمه فرود آورد و در سال 2024، فضاپیمای چانگ‌ای-6، با حفر زیر سطح ماه، حدود دو کیلوگرم نمونه سنگ و خاک را به زمین آورد. این نمونه‌ها می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری سیاره خود پیدا کنند و رقابت فضایی میان چین و ایالات متحده را نیز شدت بخشیده است.

برنامه‌های فضایی جهان در سال‌های آینده بسیار هیجان‌انگیز به نظر می‌رسد. ناسا اخیراً تاریخ فرود انسان بر ماه را به سال 2027 تغییر داده است. در همین حال، چین نیز با هدف رسیدن به ماه در سال 2030، برنامه‌های جدی را دنبال می‌کند.

دارویی برای جلوگیری از ابتلا به HIV ساخته شد

پس از چهار دهه تلاش بی‌نتیجه برای ساخت واکسنی علیه ویروس اچ‌آی‌وی، دانشمندان در یک کشف علمی بزرگ سال 2024 موفق به ساخت دارویی شدند که با تزریق تنها دو بار در سال، از ابتلا به این ویروس جلوگیری می‌کند. نتایج یک مطالعه بالینی گسترده در آفریقا که در سال 2024 به پایان رسید، حاکی از آن است که این دارو در میان 2134 زن و دختر شرکت‌کننده، موفق به جلوگیری کامل از ابتلا به اچ‌آی‌وی شده است. در گروه کنترل این مطالعه، شرکت‌کنندگان داروی پیشگیری موجود (PrEP) را به صورت روزانه مصرف می‌کردند. اگرچه PrEP در برخی مناطق مانند سان فرانسیسکو تقریبا موفق به ریشه‌کن کردن موارد جدید ابتلا به اچ‌آی‌وی شده است، اما در آفریقا، به دلیل تبعیض‌های موجود، بسیاری از زنان قادر به مصرف منظم این دارو نیستند. مجله معتبر ساینس، داروی جدید تزریقی با نام lenacapavir را به عنوان مهم‌ترین دستاورد علمی سال 2024 معرفی کرده است.

داروی جدید که توسط شرکت Gilead ساخته شده، عملکردی متفاوت از واکسن دارد. با این حال، پژوهشگران همچنان به دنبال توسعه واکسنی هستند که احتمالا هزینه کمتری داشته باشد و ایمنی طولانی‌مدت‌تری را برای افراد فراهم کند. انتظار می‌رود این دارو در اواسط سال 2025 مورد تایید قرار گیرد، اما دسترسی و مقرون‌به‌صرفه بودن آن برای همه بیماران هنوز مشخص نیست.

هوش مصنوعی به اعماق روان انسان نفوذ کرد

هوش مصنوعی تحولی شگرف در تمامی عرصه‌های علمی ایجاد کرده است. اما دانشمندان علوم اجتماعی از این فناوری برای دستیابی به بینش‌هایی کاملاً نو و بدیع بهره برده‌اند. آن‌ها با استفاده از مدل‌های زبانی بزرگ، به مطالعه شیوه تفکر انسان و بررسی راهکارهای هوشمندانه‌تر اندیشیدن پرداخته‌اند. در پژوهشی که در ماه سپتامبر منتشر شد، روانشناسان با آموزش یک ربات هوشمند گفتگوگر برای متقاعد کردن افرادی که به نظریه‌های توطئه باور دارند مبنی بر اشتباه بودن باورهایشان، همه را شگفت‌زده کردند. این روش، اثربخشی قابل توجهی داشت. افراد پس از تعامل با این ربات، باور خود را نسبت به طرح‌های شوم مانند سرپوش گذاشتن بر فرود موجودات فضایی یا کنترل جمعیت با استفاده از سلاح‌های بیولوژیکی کنار گذاشتند.

طرفداران نظریه‌های توطئه، معمولاً برای اثبات ادعاهای خود، حجم عظیمی از شواهد مشکوک ارائه می‌دهند و با تکرار مداوم این شواهد، افرادی را که وقت و انرژی کافی برای بررسی دقیق ندارند، خسته می‌کنند. چت‌بات‌ها در ارائه حجم انبوهی از اطلاعات و شواهد، حتی از این افراد نیز کارآمدتر هستند. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد پزشکان، حتی پس از دریافت تشخیص صحیح از سوی هوش مصنوعی، اغلب بر نظر قبلی خود اصرار می‌ورزند. در آزمایشی که با ChatGPT-4 انجام شد، این مدل توانست 90 درصد از بیماری‌های ذکر شده در گزارش‌های پزشکی را به درستی تشخیص دهد، در حالی که پزشکان تنها در 74 درصد موارد به پاسخ صحیح رسیدند. هنگامی که به پزشکان اجازه داده شد با هوش مصنوعی مشورت کنند، دقت تشخیص آن‌ها به 76 درصد افزایش یافت. این امر نشان می‌دهد که پزشکان به جای اتکا به داده‌ها و تحلیل‌های دقیق، بیش از پیش به قضاوت‌های اولیه خود اعتماد می‌کنند.

فضاپیمای کلیپر به سوی دنیای دوردست  پرواز کرد

در ماه اکتبر، فضاپیمای پنج میلیارد دلاری کلیپر، با پشت سر گذاشتن موانع بودجه‌ای، سفری را به سوی محتمل‌ترین زیستگاه حیات فرازمینی در منظومه شمسی آغاز کرد. اروپا، قمر مشتری، با ظاهری فریبنده که پوششی ضخیم از یخ دارد و دمایی که هرگز از 120- درجه سانتی‌گراد فراتر نمی‌رود، در نگاه اول مکانی نامناسب برای حیات به نظر می‌رسد. اما مأموریت‌های پروازی پیشین، شواهدی مبنی بر وجود اقیانوسی گسترده در زیر سطح و فوران‌های گاه‌به‌گاه آن را آشکار ساخته‌اند. برآورد دانشمندان نشان می‌دهد که اروپا تقریباً دو برابر آب موجود در اقیانوس‌های زمین را در خود جای داده است؛ آبی که به واسطه اصطکاک ناشی از نیروی کشندی عظیم مشتری، گرم نگه داشته می‌شود.

دانشمندان، آب مایع را شرط اصلی وجود حیات می‌دانند فضاپیمای مذکور، با رسیدن به مقصد خود در سال 2030، ده‌ها پرواز شناسایی بر فراز سطح قمر اروپا انجام خواهد داد. این فضاپیما با استفاده از ابزارهای پیشرفته خود به دنبال مولکول‌های آلی به‌عنوان منابع غذایی بالقوه خواهد گشت و همچنین نقشه دقیقی از لایه‌های یخی و اقیانوس زیرین تهیه خواهد کرد. در صورتی که نتایج این بررسی‌ها امیدوارکننده باشد، مرحله بعدی ارسال یک فرودگر برای مطالعات دقیق‌تر خواهد بود.

تلسکوپ جیمز وب، آهنگ انبساط کیهان را دوباره محاسبه کرد

در سال 2024، تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) افق‌های تازه‌ای از کیهان را پیش روی ما گشود و یک کشف علمی بزرگ در این سال انجام داد. این ابزار رصدی قدرتمند که بر مطالعه کهکشان‌های دوردست تمرکز دارد، نشان داد ستاره‌هایی در مناطقی می‌درخشند که تلسکوپ هابل تنها لکه‌های مبهمی را ثبت کرده بود. این کشف مهم به دکتر وندی فریدمن، اخترشناس دانشگاه شیکاگو، این امکان را داد تا محاسبات خود درباره آهنگ انبساط جهان هستی را اصلاح کند.

تمام این پژوهش‌ها، بخشی از تلاش گسترده‌تری برای درک دلایل انبساط شتاب‌دار کیهان و تعیین سرنوشت نهایی آن است. دانشمندان همچنین در حال بررسی دوره‌ای کلیدی از تاریخ کیهان هستند که به «سپیده دم کیهانی» معروف است. در این دوره که جهان تنها 1 درصد سن کنونی خود را داشت، تمام کهکشان‌ها و ستارگان از گازهای اولیه شکل گرفتند. بنابراین، کشف دورترین کهکشان تاکنون، به معنای نگاهی عمیق به گذشته کیهان و بازگشت به زمانی بیش از 13 میلیارد سال پیش است.

دانشمندان تصور می‌کردند در سال 2001، با مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل، نرخ دقیق انبساط کیهان را تعیین کرده‌اند. اما این داده‌ها با اندازه‌گیری‌های تابش پس‌زمینه کیهانی ریزموج همخوانی نداشت. دکتر فریدمن می‌گوید مشاهدات جدید گروه او با تلسکوپ جیمز وب، با رفتار این تابش سازگار است. او به همین دلیل، یکی از 10 دانشمند برتر سال نشریه نیچر معرفی شد.

از طرفی، گروه دیگری از پژوهشگران که آن‌ها هم از JWST استفاده می‌کنند، نرخ انبساط سریع‌تری را اندازه‌گیری کرده و ادعا می‌کنند این ناسازگاری با سایر اندازه‌گیری‌ها، نشان‌دهنده وجود یک پدیده فیزیکی ناشناخته در جهان هستی است. درباره سرنوشت نهایی کیهان، هنوز ابهاماتی وجود دارد. ممکن است به یک فروپاشی بزرگ منجر شود یا برای همیشه منبسط شود.

پدیده افزایش ناگهانی پیری در سنین 44 و 60 سالگی کشف شد

در یک پژوهش جدید برای مقابله با آثار زیانبار کهولت سن، دکتر مایکل اسنایدر متخصص ژنتیک، و همکارانش نمونه‌های خون و سایر بافت‌های زیستی را از 108 داوطلب جمع‌آوری کردند. این تیم تحقیقاتی، تغییرات مرتبط با افزایش سن را در 135239 ترکیب میکروبی و مولکولی تحت نظر قرار دادند.

نتایج این پژوهش الگویی شگفت‌انگیز را آشکار ساخت: تغییرات ناگهانی در سطح مولکولی در زمانی که افراد به سنین 44 و 60 سالگی می‌رسند. این تغییرات با کاهش توده عضلانی، وخیم‌تر شدن سلامت قلب و کاهش توانایی بدن در متابولیسم چربی‌ها، الکل و کافئین همراه بود. در حدود سن 60 سالگی، تغییرات دیگری نیز مشاهده شد که نشان‌دهنده تضعیف سیستم ایمنی بدن بود.

در ابتدا، پژوهشگران بر این باور بودند که تغییرات قابل توجهی که در سن 44 سالگی رخ می‌دهد، تنها محدود به دوران یائسگی در زنان است. اما داده‌های جدید نشان می‌دهند که این تغییرات فیزیولوژیکی در مردان نیز به وقوع می‌پیوندد. دکتر اسنایدر می‌گوید که این تغییرات فیزیولوژیکی، هدف مناسبی برای مداخلات درمانی است. با طراحی برنامه‌های درمانی هدفمند، می‌توان به افراد کمک کرد تا سلامت خود را در طولانی مدت حفظ کنند و در نهایت، به افزایش طول عمر انسان دست یافت.

اقلیم زمین در اعماق زمان بازسازی شد

یک کشف علمی بزرگ دیگر در سال 2024، بازسازی جامع اقلیم زمین بود که نشان می‌داد  کره خاکی ما در طول تاریخ زمین‌شناسی، شاهد نوسانات دمایی بسیار شدیدی بوده است. دانشمندان با ارائه یک نمودار جامع که بر اساس داده‌های طبیعی تهیه شده بود، جامعه جهانی را بهت‌زده کردند. این نمودار نشان می‌داد که دمای کره زمین در قرن بیستم به طرز چشمگیری افزایش یافته است.

طول دوره این نمودار به 485 میلیون سال پیش بازمی‌گشت؛ دوره‌ای که نه دایناسورها وجود داشتند و نه جنگل‌ها و حتی ماهی‌ها هنوز به خشکی نیامده بودند. این نمودار نشان می‌دهد که در طول 485 میلیون سال گذشته، اقلیم زمین بین دو حالت متضاد نوسان کرده است: دوره‌های گرم و مرطوب موسوم به «گلخانه‌ای» که در آن‌ها دمای جهانی تا 30 درجه فارنهایت بالاتر از امروز نیز می‌رسیده و دوره‌های ناپایدار «یخبندان» که در آن‌ها دما بین عصرهای یخبندان شدید و دوره‌های معتدل‌تر مانند دوره اخیر نوسان می‌کرده است.

در طول تاریخ زمین، موجودات زنده اغلب با تغییرات آب و هوایی، به ویژه دوره‌های گرم شدن زمین، سازگاری نشان داده‌اند. برخی گونه‌ها، مانند اسب آبی و نخل‌های گرمسیری، به تدریج زیستگاه خود را به سمت قطب‌ها گسترش داده و به آب و هوای گرم‌تر مهاجرت کرده‌اند. با این حال، هنگامی که تغییرات اقلیمی به سرعت رخ داده است، فسیل‌ها نشان می‌دهند که بین 80 تا 90 درصد از گونه‌های زیستی منقرض شده‌اند. با وجود این انقراض‌های گسترده، حیات هرگز به طور کامل از روی زمین محو نشده است.

پژوهشگران معتقدند که این نمودار یک ابزار ارزشمند برای ارزیابی دقت مدل‌های اقلیمی است. این مدل‌ها، با استفاده از داده‌های گذشته، پیش‌بینی می‌کنند که گرمایش جهانی در آینده شدت بیشتری خواهد گرفت. خبر امیدوارکننده این است که بر اساس شواهد موجود، زمین برای میلیون‌ها سال آینده همچنان به عنوان یک سیاره قابل سکونت باقی خواهد ماند.

پلاستیک‌ها در مغز انسان یافت شدند

پلاستیک به طور گسترده در تمام جنبه‌های زندگی ما نفوذ کرده و حتی در آب، گوشت، طیور و غذاهای دریایی نیز یافت می‌شود.

مطالعات انجام شده در سال گذشته، نگرانی‌ها در مورد تأثیرات مخرب میکروپلاستیک‌ها بر سلامت انسان را افزایش داده‌اند. در یک کشف علمی بزرگ دیگر در سال 2024، محققان نشان داده‌اند که این ذرات ریز پلاستیکی در اندام‌های مختلف بدن تجمع یافته و در موش‌ها، اختلالاتی مانند کاهش باروری و مشکلات یادگیری و حافظه را ایجاد کرده‌اند. اگرچه هنوز اطلاعات کاملی در مورد تأثیرات دقیق میکروپلاستیک‌ها بر بدن انسان در دسترس نیست، اما شواهد موجود حاکی از آن است که این ذرات برای سلامتی مضر هستند.

یک پژوهش اخیر نشان می‌دهد که ذرات پلاستیکی در پلاک‌های خون ما، به وفور یافت می‌شوند. جالب‌تر آنکه، هرچه میزان پلاستیک در این پلاک‌ها بیشتر باشد، خطر ابتلا به سکته مغزی یا حمله قلبی نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، یک مطالعه دیگر، ارتباط مستقیمی بین ذرات پلاستیکی و استرس اکسیداتیو پیدا کرده است.

اما یافته‌ای که بیش از همه نگران‌کننده است، نتایج یک تحقیق است که در تابستان گذشته منتشر شد. این مطالعه نشان می‌دهد که میکروپلاستیک‌ها به طور قابل توجهی در بافت مغز انسان تجمع می‌کنند. محققان با بررسی بافت مغز 91 فرد متوفی، متوجه شدند که مغز این افراد تا 20 برابر بیشتر از سایر اندام‌های بدن، میکروپلاستیک ذخیره کرده است. همچنین، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد افرادی که به بیماری آلزایمر مبتلا بوده‌اند، میزان پلاستیک بیشتری در مغز خود نسبت به افرادی که سالم بوده‌اند و به دلایل دیگری مانند تصادف فوت کرده‌اند، داشته‌اند.

همچنین مطالعه‌ای که نتایج آن به تازگی منتشر شده، نشان می‌دهد که یک بطری آب معمولی به طور متوسط حاوی حدود 240 هزار ذره میکروپلاستیک نامرئی است. این تحقیق، اهمیت کاهش مصرف نوشیدنی‌هایی که در بطری‌های پلاستیکی بسته‌بندی می‌شوند را بیش از پیش آشکار می‌سازد.

مشاغل برتر در مبارزه با مرگ و زوال عقل پیدا شدند

اما یک کشف علمی بزرگ در سال 2024 مربوط به دو پژوهش می‌شود که سرنخ‌های هیجان‌انگیزی در مورد افرادی که قادرند روند زوال شناختی خود را به تأخیر انداخته و عمر طولانی‌تری داشته باشند، ارائه کرده‌اند. یکی از این مطالعات، با استناد به داده‌های مرکز کنترل و پیشگیری بیماری‌ها نشان داد که رانندگان آمبولانس و تاکسی، نسبت به سایر مشاغل، کمتر در معرض خطر ابتلا به بیماری آلزایمر قرار دارند.

مطالعه دیگری که در تابستان گذشته منتشر شد، ورزشکاران حرفه‌ای مرد را مورد بررسی قرار داد و نتایج جالب توجهی به دست آورد. این مطالعه نشان داد که ورزشکاران پرش با نیزه و ژیمناست‌ها به طور متوسط طولانی‌ترین عمر را داشته‌اند، در حالی که والیبالیست‌ها به طور شگفت‌آوری عمر کوتاه‌تری نسبت به سایر ورزشکاران داشتند.

گامی بزرگ به سوی محاسبات کوانتومی برداشته شد

تا همین اواخر، محاسبات کوانتومی به مثابه یک رؤیای دست‌نیافتنی بود که تحقق آن حداقل یک دهه به طول می‌انجامید. اما اکنون، پیشرفت‌ها در این حوزه با سرعتی شگفت‌انگیز در حال انجام است. چندین گروه تحقیقاتی موفق شده‌اند یکی از بزرگترین چالش‌های این فناوری، یعنی مشکل خطا را تا حد زیادی برطرف کنند. واحدهای بنیادی ذخیره‌سازی اطلاعات در کامپیوترهای کوانتومی، یعنی کیوبیت‌ها، به شدت مستعد خطا بودند و هرگونه تلاش برای اتصال آن‌ها به یکدیگر، نرخ خطا را به طور چشمگیری افزایش می‌داد.

در صورتی که پیش‌بینی‌های اخیر به واقعیت بپیوندند، رایانه‌های کوانتومی قادر خواهند بود پیچیدگی‌های موجود در دنیای واقعی را مدل‌سازی کنند و به پیش‌بینی‌های پیچیده‌تری دست یابند. برای مثال، می‌توان از آن‌ها برای شبیه‌سازی عملکرد داروهای جدید در بدن انسان یا بررسی واکنش مواد جدید تحت فشار استفاده کرد. بر خلاف رایانه‌های کلاسیک که اطلاعات را به صورت بیت‌هایی با مقادیر 0 یا 1 ذخیره می‌کنند، کیوبیت‌ها می‌توانند طیف وسیعی از مقادیر بین 0 و 1 را در خود جای دهند.

تابستان گذشته، مایکروسافت و گوگل به‌همراه استارت‌آپ کالیفرنیایی کوانتینوم، به پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه محاسبات کوانتومی دست یافتند. این شرکت‌ها موفق شدند کیوبیت‌هایی را به هم پیوند دهند که نه تنها به خطاهای محاسباتی دامن نمی‌زدند، بلکه به طور قابل توجهی آن‌ها را کاهش می‌دادند.

گوگل در این مسیر گام‌های بلندتری برداشت و موفق شد 105 کیوبیت را در یک تراشه کوانتومی به نام Willow یکپارچه کند. نتایج این دستاورد قابل توجه در مجله معتبر نیچر منتشر شد. نکته قابل توجه این است که تراشه Willow توانست یک مسئله محاسباتی را در مدت 5 دقیقه حل کند، مسئله‌ای که ابررایانه‌های قدرتمند برای حل آن به زمانی معادل 10 سپتیلیون سال نیاز داشتند، عددی که بسیار بزرگتر از سن فعلی جهان است.

کارشناسان معتقدند حل مسائل پیچیده دنیای واقعی نیازمند الگوریتم‌ها و سخت‌افزارهای پیشرفته‌تری است. با این حال، پیشرفت‌های اخیر نشان می‌دهد که رسیدن به کامپیوترهای کوانتومی کاربردی با توانایی حل مسائل پیچیده در مدت‌زمان معقول، دور از دسترس نیست.

دنیای علم و فناوری به طور پیوسته در حال تحول است و هر ساله شاهد پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه‌های مختلف هستیم. سال 2024 نیز از این قاعده مستثنی نبود و دانشمندان با تحقیقات و آزمایش‌های خود چندین کشف علمی بزرگ داشتند که در بالا به مهمترین آن‌ها اشاره کردیم.

در گجت نيوز بخوانيد: این کشف علمی عجیب باعث می شود دارو ها سریعتر در بدن جذب شوند آزمایشی که نشان می‌دهد شکل گیری حیات در جهان هستی اتفاقی بوده است یا خیر دانشمندان می‌خواهند ویروس ها را جایگزین آنتی بیوتیک کنند