دوازده لحظه مهم علمی 2014 به روایت «گاردین»

به گزارش بولتن نيوز، نشریه گاردین در گزارشی به 12 لحظه علمی مهم در سال 2014 پرداخته و از آن‌ها به عنوان مهم‌ترین لحظات حوزه علم، تحقیقات و فناوری سال گذشته میلادی یاد کرده است.

لحظات علمی مهم سال 2014 از نگاه گاردین به این ترتیب عنوان شده‌اند:

شناسایی زوال غیرقابل‌معکوس ورقه یخی غرب قاره‌قطب جنوب

ماه ژانویه و ماه مه سال 2014 اخباری مبنی بر کاهش غیر قابل‌معکوس یک ورقه یخی عظیم واقع در غرب قاره‌قطب جنوب منتشر شدند. این اخبار از یخچال‌های عظیمی خبر دادند که در حال حرکت به سمت «دریای آموندسن» در قطب‌ جنوب‌ هستند که این موضوع به معنای افزایش قابل توجه سطح دریا طی چند صد سال آینده است.

این داستان صرفا مربوط به گرمایش جهانی ناشی از عملکرد انسان و ذوب‌شدن یخ‌های قطبی نیست. گرچه چنین موضوعی در بخش‌هایی از قاره قطب جنوب و گرینلند صدق می‌کند، تغییرات در دریای آموندسن ناشی از وجود آبی است که خود از قبل گرم بوده و زیر ورقه یخی این دریا در جریان است.

سگ‌ها صدای مالکشان را تشخیص می‌دهند

در سال 2014، شیوه‌های تصویربرداری کاربردی مانند fMRI به دانشمندان مجارستانی امکان بررسی مغز انسان‌ها و حیوانات خانگی را داد. هر دوی این پستانداران با گوش‌دادن به صداهای عاطفی انسان‌ها و سگ‌ها، فعالیت در بخش temporal sulcus فوقانی مغز را آشکارسازی کردند، گرچه فعالیت این بخش از مغز سوژه‌های مورد بررسی، در واکنش به صدای هم‌نوعانشان بیشتر بود.

سگ‌ها قادر به درک بسیاری از صداهای گفته‌شده هستند و یکی از معدود حیواناتی به شمار می‌آیند که درک می‌کنند اشاره‌کردن به چه معناست.

این بررسی که نخستین تحقیق بین‌ گونه‌های انسان و سگ به شمار می‌آمد، دریچه جدیدی را برای بررسی مهارت‌های شراکتی از دیدگاه مغز می‌گشاید.

کشف امواج گرانشی

در سال 2014، اخترفیزیکدانان آمریکایی که از دستاورد خود در تائید چگونگی تولد جهان رونمایی کرده بودند، در پی انتقادات بسیار دانشمندان اقرار کردند که ممکن است اشتباه کرده باشند. این دانشمندان از کشف امواج گرانشی خبر داده بودند که به نظر می‌رسد بلافاصله پس از انفجار بزرگ (بیگ‌بنگ) در فضا به حرکت در آمده‌اند.

در صورت صحت این امواج (که در نظریه نسبیت آلبرت اینشتین پیش‌بینی شده بودند)، این ادعا می‌توانست رشد ناگهانی جهان در اولین ثانیه‌های به وجود آمدنش را در 13.8 میلیارد سال پیش را تائید کند.

اولین شواهد مستقیم آشکار از انبساط کیهانی در ماه مارس توسط کارشناسانی از مرکز فیزیک نجومی هاروارد-اسمیتسونین اعلام شد. این شناسایی با کمک تلسکوپ BICEP2 (تصویربرداری پس زمینه قطبیت فراکهکشانی کیهان) در قطب جنوب انجام شد.

این محققان با همکاری دانشمندان دانشگاه مینه‌سوتا، دانشگاه استنفورد، موسسه فناوری کالیفرنیا و آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا پس از هفته‌ها کار که از رسانه‌ای شدن آن جلوگیری می‌کردند، نتایج خود را در مجله Physical Review Letters منتشر کردند. آنها در چکیده‌ای اظهار کرده بودند که مدلشان هنوز سوالات بزرگی را بی‌پاسخ نگه داشته است.

به گفته محققان، آنها غبار درون کهکشان راه شیری را که ممکن است خوانش‌های آنها را بی‌فایده نشان دهد، به حساب نیاورده بودند. اکنون دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که داده‌های کافی برای رد نظریه غبار وجود ندارد.

محققان ابتدا با مشاهده زمینه ریزموج کیهانی یا درخشش ضعیف به جای مانده از انفجار بزرگ، اظهار کردند که نوسانات کوچک به آنها سرنخ‌هایی در مورد شرایط جهان اولیه ارائه کرده است.

به ادعای آنها، امواج گرانشی 380 هزار سال پس از انفجار بزرگ در سراسر جهان به گردش درآمده بودند که در نهایت تلسکوپ BICEP2 موفق به کشف آنها شده بود. در هفته‌های پس از این ادعا، شماری از دانشمندان تردیدهایی را در مورد یافته‌های تیم BICEP2 اعلام کردند.

با این حال جیمز بوک، فیزیکدان موسسه فناوری کالیفرنیا و از مولفان تجربه BICEP2، اظهار کرد، اگرچه مقاله اصلی گروهش بر اساس نظرهای داوری، بسیار تغییر کرده و مجددا برای انتشار ارسال شده، اما شواهد امواج گرانشی از بین نرفته است.

حل چالش «مقاومت در مقابل آنتی‌بیوتیک» جایزه 10 میلیون پوندی Longitude را از آن خود کرد

تولید آنتی‌بیوتیک به طور میانگین 20 سال را به عمر انسان‌ها افزوده است، با این حال، ظهور مقاومت به این دارو تهدیدی برای کارآیی آن به شمار می‌آید. این موضوع همچنین خطری برای آینده به شمار می‌آید زیرا عفونت‌های شایع را غیرقابل‌درمان می‌کند.

از دهه 1980 تاکنون هیچ گروه جدیدی از آنتی‌بیوتیک‌ها برای مبارزه با بیماری‌های عفونی ارائه نشده و معکوس‌کردن این موضوع چالشی بزرگ است که حل آن ارزش جایزه 10 میلیون پوندی را دارد.

این جایزه به کسانی اهدا خواهد شد که آزمایشی ساده، سریع، دقیق و مقرون‌به‌صرفه را برای عفونت‌های باکتریایی ارائه‌ دهند به طوری که آزمایش جدید به پزشکان سراسر دنیا این امکان را بدهد آنتی‌بیوتیک مناسب را در زمان مناسب به بیمارانشان اعمال کنند.

کمیته انگلیسی برگزارکننده جایزه Longitude در سال 2014 از عموم خواست از میان چالش‌های مطرح‌شده برای کسب جایزه 10 میلیون پوندی، یکی را انتخاب کنند و مردم انگلستان به «مقاومت در مقابل آنتی‌بیوتیک» رای دادند.

این کمیته امیدوار است جایزه موردبحث پیشرفت دانشمندان برای برخورد با چالش مقاومت به آنتی‌بیوتیک را با ارائه نوآوری‌هایی در این زمینه سرعت بخشد.

پرتاب «رصدخانه کربنی مدارگرد 2» در سال 2014

رصدخانه کربنی مدارگرد 2، ماهواره‌ای است که قادر به انجام اندازه‌گیری‌های دقیق دی‌اکسیدکربن از فضا است. این ماهواره از سیاره زمین و در مدار پایین اسکن می‌گیرد و با استفاده از ابزار طیف‌سنجی و نور خورشید منعکس‌شده، بر تراکمات دی‌اکسید کربن نظارت می‌کند.

با استفاده از این سامانه، دانشمندان قادر خواهند بود مکان و زمان انتشارات طبیعی و بشری دی‌اکسیدکربن را در طول فصل‌ها بیابند.

اختاپوسی که به مدت چهار سال روی تخم‌هایش نشست

در سال 2014، دانشمندان وجود هشت‌پایی را گزارش کردند که به مدت بیش از چهار سال روی تخم‌هایش نشسته بود و جامعه علمی تردید دارد که در طول این بازه زمانی طولانی چیزی خورده باشد.

پروفسور جان او.کیف یکی از برندگان جایزه نوبل پزشکی شد

صد و پنجمین جایزه نوبل پزشکی 2014 مشترکا به «جان او کی‌یف» آمریکایی، «می‌ بریت موزر» و «ادوارد موزر» نروژی اختصاص یافت. آن‌ها این جایزه را برای کشف سیستم راهبری در بخشی از مغز به نام هیپوکامپ کشف کردند.

این تحقیق سازوکارهای نورونی چگونگی به یادآوردن مسیرها و مکان‌ها را آشکارسازی کرد که این دستاورد راه را برای تحقیقات بیشتر بر روی حافظه فضایی و راهبری هموار می‌کند.

اعلام برندگان نوبل پزشکی، لحظه‌ای بزرگ برای مردم بریتانیا بود زیرا بخش اعظم این تحقیق در این کشور انجام شد.

8. سقوط ویرجین گالکتیک

در سال 2014 (ماه آبان)، هواپیمای فضایی «اسپیس‌شیپ 2» به عنوان بخشی از برنامه‌های شرکت خصوصی ویرجین‌ گالکتیک در حال پرواز آزمایشی بود که با یک نقص فنی روبرو شد و در صحرای موجاوه سقوط کرد.

هواپیمای «اسپیس‌شیپ 2» یک خودروی پرتابی دومرحله‌ای از برنامه پرواز فضایی ویرجین‌گالکتیک بود. این خودرو به شکلی طراحی شده بود که پس از پرتاب از هواپیمای حامل «وایت نایت 2» جدا می‌شد، سپس با نیروی موشک به سمت فضا صعود کرده و مجددا با نیروی خود به زمین باز می‌گشت.

همچنین، روز سه‌شنبه (هفتم آبان) یک موشک آنتارس شرکت اوربیتال ساینس تنها 15 ثانیه پس از پرتاب از پایگاهی در ویرجینیا سقوط کرد که در جریان آن، یک فضاپیمای باری به ارزش 200 میلیون دلار به مقصد ایستگاه فضایی بین‌المللی از بین رفت.

واکنش «مونیکا گریدی» به فرود فرودگر فیلائه بر روی دنباله‌دار تحت تعقب روزتا

با اعلام فرود فرودگر فیلائه بر روی دنباله‌دار تحت تعقیب روزتا، دوربین‌ها به سمت تیم کنترل این ماموریت در آلمان متمرکز شدند و هیجان خارج از وصف پروفسور علوم سیاره‌ای به نام «مونیکا گراندی»، استاد برجسته دانشگاه اوپن، را شکار کردند.

واکنش هیجانی این دانشمند به فرود فرودگر یکی از بهترین لحظات علمی سال 2014 از نگاه گاردین است.

با فرود آمدن فرودگر فیلائه برای نخستین بار در طول تاریخ بشر بر روی یک دنباله‌دار، برگی از تاریخ علوم فضایی رقم خورد.

این فرودگر در محل موردنظر ملقب به Agilkia بر روی دنباله‌دار 67 P/Churyumov-Gerasimenko فرود آمد.

زمانی که روزتا در سال 2004 به فضا پرتاب شد، به اندازه‌ای از آن دور بود که باید سه بار حول زمین و یک بار حول مریخ می‌چرخید تا بتواند از گرانش آن‌ها برای پرتاب به عمق منظومه شمسی استفاده کند. این فضاپیما بیش از یک سال را به بررسی 67P خواهد پرداخت که ماده تشکیل‌دهنده آن از بقایای شکل‌گیری منظومه شمسی در 4.5 میلیون سال پیش است.

روزتا از زمان رسیدنش به دنباله‌دار در حال نقشه‌برداری از آن برای یافتن مکانی مناسب جهت فرود فرودگر Philae بر روی آن بوده است.

انتشار مقاله‌ای حیرت‌آور درباره ذهن مدرن باستانی انسان

اوایل ماه دسامبر مقاله‌ای در نشریه نیچر منتشر شد که محققان را شگفت‌زده کرد.

دانشمندان پوسته نیم میلیون‌ساله‌ای را در اندونزی کشف کردند که دارای الگوی زیگزاگی دقیقی بود و نه توسط انسان‌های مدرن و نه توسط نئاندرتال‌ها ساخته شده بود بلکه توسط گونه‌های بدوی یعنی «انسان راست‌قامت» (Homo erectus) ساخته شده بود.

باستان‌شناسان و انسان‌شناسان بر این نکته توافق دارند که خلق این الگوهای هندسی رفتاری مدرن است. پیش از کشف این پوسته، ابتدایی‌ترین الگوی هندسی شناخته‌شده، قطعه ساخته‌شده از خاک رس بود که در غار بلومبوس در افریقای جنوبی کشف شده بود و قدمت آن به 75 هزار سال پیش و به عصر Homo sapiens باز می‌گردد. مفهوم کشف پوسته جدید این است که ذهن مدرن قدیمی‌تر از آنچیزی است که تصور می‌شود.

فرود موفقیت‌آمیز فضاپیمای اوریون در اقیانوس آرام

در سال 2014، پرتاب موفقیت‌آمیز اوریون از سکوی پرتاب 37 در پایگاه نیروی هوایی کیپ‌کاناورال در فلوریدا انجام شد.

اوریون در مدت سفر فضایی 4.5 ساعته خود دو بار به دور زمین چرخید که در بار دوم تا ارتفاع 5793 کیلومتری بالای زمین پرواز کرد؛ این ارتفاع 14 برابر دورتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است.

در نخستین پرواز آزمایشی کپسول فضایی اوریون موسوم به EFT-1، عملکرد رایانه‌ها، سپر حرارتی، چترهای نجات و سایر تجهیزات مورد بررسی قرار گرفتند؛ بیش از 1200 حسگر مختلف بر روی این فضاپیما نصب شده و عملکرد آنها آزمایش شدند.

کپسول فضایی سرنشین‌دار اوریون ناسا توسط شرکت لاکهید مارتین ساخته شده و ظاهری مشابه کپسول فضایی مورد استفاده در برنامه آپولو برای ارسال فضانوردان به ماه دارد.

ناسا قصد دارد از این فضاپیمای سرنشین‌دار برای انتقال فضانوردان به مقاصد دوردست در عمق فضا از جمله سفر به ماه، مریخ و مقاصد فراتر از ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) استفاده کند.

پس از تکمیل نخستین پرواز آزمایشی، اوریون با سرعت 32 هزار کیلومتر در ساعت به جو زمین وارد شد که در این زمان، سپر حرارتی فضاپیما حرارتی بالغ بر 220 درجه سانتی‌گراد را تجربه کرد؛ در نهایت این کپسول فضایی با استفاده از چتر نجات در اقیانوس آرام فرود آمده و توسط تیم‌های نجات از آب گرفته شد.

12. کارایی 40 درصدی پنل‌های خورشیدی

در سال 2014، محققان دانشگاه نیوساوث‌ولز استرالیا سیستمی ابداع کردند که بیش از 40 درصد نور خورشید ورودی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این رقم بالاترین کارآیی خورشیدی برای یک سیستم فتولتائیکی اعلام شد.

محققان نخست در سیدنی استرالیا و طی آزمایشات فضای داخل ساختمان به این رکورد دست یافتند و سپس آزمایشات خود را با استفاده از تجهیزات فضای خارج «آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر» در آمریکا بدست آوردند.

این رکورد با استفاده از ترکیبی از فناوری‌ها شامل متمرکزکننده‌های آینه خورپا (آفتاب‌یاب) و سلول‌های فتوولتائیک با کارآیی بالا بدست آمد اما بخش کلیدی این آزمایش برای بدست‌آوردن فیلتر میان‌گذر نوری ویژه جهت پس‌زدن اجزای خاصی از طیف نوری و ارتقادادن همزمان سایر اجزا بود.

این امر منجر به ارتقای بیش از حد معمول تبدیل نور به الکتریسیته با کارآیی بالاتر از زمانی بود که فقط از سلول‌های فتوولتائیک استفاده می‌شد.