매년 수백만 개의 새로운 과학 연구 논문이 발행되어 별의 진화에서 커피의 건강상의 이점 (또는 억제)에 대한 기후 변화의 지속적인 영향으로 고양이가 당신을 무시하는 경향이 있습니다. 매년 많은 연구가 나오기 때문에 무엇이 중요한지, 무엇이 흥미롭지 만 대체로 중요하지 않은지, 그리고 단순한 나쁜 과학이 무엇인지 파악하기 어려울 수 있습니다. 그러나 10 년 동안 우리는 지식의 진정한 확산으로 이어지는 여러 연구 결과와 연구 논문에서 종종 표현되는 가장 중요하고 경외심을 불러 일으키는 연구 분야를 되돌아 볼 수 있습니다. 다음은 지난 10 년 동안 과학자들이 이룬 10 가지 가장 큰 진전입니다.

새로운 인간 친척

인간 가계도는 지난 10 년 동안 크게 확장되었습니다. 아프리카와 필리핀에서 발견 된 새로운 호미 닌 종의 화석과 함께. 10 년은 거의 2 백만년 전 현재 남아프리카에서 살았던 호미 닌 종인 Australopithecus sediba의 발견과 동정으로 시작되었습니다. 고 인류 학자 리 버거 (Lee Berger)의 아들 인 매튜 버거 (Matthew Berger)는 겨우 9 살이 던 2008 년에이 종의 첫 번째 화석 인 오른쪽 쇄골을 우연히 발견했습니다. 그런 다음 팀은 잘 보존 된 두개골을 포함한 어린 소년 개인으로부터 더 많은 화석을 발굴했으며 A. sediba는 2010 년 Lee Berger와 동료에 의해 설명되었습니다.이 종은 Australopithecus 속과 Homo 속 사이의 과도기 단계를 나타냅니다. 나이가 많은 영장류 그룹의 일부 특성이 있지만 현대 인간과 유사한 걷기 스타일을 가지고 있습니다.

또한 Berger가 이끄는 팀에 의해 남아프리카에서 발견 된 Homo naledi는 훨씬 더 최근에 약 335,000 년에서 236,000 년 전에 살았습니다. , 즉 우리 종족 인 호모 사피엔스와 겹 쳤을 수 있습니다. 2013 년에 떠오르는 별 동굴 시스템에서 처음 발견되어 2015 년에 설명 된이 종은 작은 뇌 케이스 (호모 사피엔스 크기의 약 1/3)와 큰 몸통과 같은 원시적 특징과 현대적 특징이 혼합되어 있습니다. 무게는 약 100 파운드이고 키는 5 피트에 달합니다. 더 작은 호모 루 조넨 시스 (3 ~ 4 피트)는 약 50,000 ~ 67,000 년 전에 필리핀에 살았으며 여러 종의 호미 닌과 겹쳤습니다. 최초의 H. luzonensis 화석은 원래 Homo sapiens로 확인되었지만 2019 년 분석에 따르면 뼈가 완전히 알려지지 않은 종에 속한다는 것이 확인되었습니다.

지난 10 년 동안이 세 가지 주요 발견은 더 많은 뼈가 더 많이 발견되었음을 시사합니다. 고대 인류의 종족은 발견되기를 기다리고있는 세계의 동굴과 퇴적물 퇴적물에 숨겨져있을 가능성이 높습니다.

우주 측정하기

알버트 아인슈타인이 1915 년 일반 상대성 이론을 처음 발표했을 때 그는 100 몇 년 후, 천문학 자들은 지금까지 만들어진 가장 정교한 도구를 사용하여 이론의 예측을 테스트하고 이론은 각 테스트를 통과했습니다. 일반 상대성 이론은 우주를 큰 질량에 의해 뒤틀린 시공간의 “패브릭”으로 설명합니다.이 뒤틀림은 Isaac Newton이 생각한 질량의 내부 속성이 아니라 중력을 유발합니다.

이 모델은 질량의 가속이 시공간에서 “잔물결”또는 중력파의 전파를 유발할 수 있다는 것입니다. 블랙홀이나 중성자 별과 같이 충분히 큰 질량을 가진 이러한 잔물결은 지구상의 천문학 자에 의해 감지 될 수도 있습니다. 2015 년 9 월 LIGO와 Virgo의 협력은 처음으로 중력파를 감지하여 약 13 억 광년 떨어져있는 한 쌍의 병합 된 블랙홀에서 전파되었습니다. 그 이후로 두 기기는 합쳐진 두 개의 중성자 별 중 하나를 포함하여 몇 가지 추가 중력파를 감지했습니다.

아인슈타인 자신이 유명하게 의심했던 또 다른 일반 상대성 이론은 블랙홀의 존재입니다. , 또는 무한한 밀도와 무한한 부피를 가진 공간에서 중력 붕괴 지점. 이 물체는 너무 가까이에서 벗어난 모든 물질과 빛을 소비하여 과열 물질이 블랙홀로 떨어지는 디스크를 만듭니다.2017 년에 Event Horizon Telescope 협업 (전 세계에 연결된 전파 망원경 네트워크)은 나중에 2019 년 4 월에 공개 된 블랙홀 주변 환경의 첫 번째 이미지를 만드는 관측을 수행했습니다.

The 기록상 가장 더운 해

과학자들은 화상의 영향을 예측했습니다. 100 년 넘게 지구 온도에 석탄과 화석 연료를 사용했습니다. Popular Mechanics의 1912 년 호에는 “1911 년의 주목할만한 날씨 : 기후에 대한 석탄 연소의 영향-과학자들이 미래에 대해 예측하는 것”이라는 제목의 기사가 포함되어 있습니다.이 기사에는 다음과 같은 캡션이 있습니다. 연간 약 2,000,000,000 톤의 석탄을 태 웁니다. 이것이 태워지면 산소와 결합하여 연간 약 7,000,000,000 톤의 이산화탄소를 대기에 추가합니다. 이것은 공기를 지구에 더 효과적인 담요로 만들고 온도를 높이는 경향이 있습니다. 그 효과는 몇 세기 안에 상당 할 것입니다.”

단 1 세기 후에 그 효과는 상당히 큽니다. 대기 중 온실 가스 증가로 인해 지구 온도가 더 뜨거워졌으며 지난 5 년 (2014 년 ~ 2018 년)이 기록상 가장 더운 해였습니다. 2016 년은 미국 해양 대기 청 (NOAA)이 139 년 전 세계 기온을 기록하기 시작한 이래 가장 더운 해였습니다. 이 전 지구 적 변화의 영향에는 더 빈번하고 파괴적인 산불, 더 일반적인 가뭄, 극지방의 얼음 용해 가속화 및 폭풍 해일 증가가 포함됩니다. 캘리포니아는 타 오르고 베니스는 범람하고 도시의 열로 인한 사망이 증가하고 있으며 수많은 해안 및 섬 공동체가 실존 적 위기에 직면 해 있습니다. 기후 변화로 인한 생태적 혼란은 말할 것도없고 대기에서 탄소를 회수하는 행성의 능력을 저해합니다. .

2015 년 유엔 기후 변화 협약 (UNFCCC)은 파리 협정으로 알려진 기후 행동에 대한 합의에 도달했습니다. 파리 협정의 주요 목표는 산업화 이전 수준에 비해 지구 기온 상승을 섭씨 1.5도까지 제한하는 것입니다. 이 목표를 달성하려면 화석 연료를 풍력, 태양열 및 원자력과 같은 청정 에너지로 대체하는 것을 포함하여 주요 사회 변화가 필요합니다. 배출을 제한하고 산림 지역을 보호하기위한 농업 관행 개혁; 대기 중 이산화탄소를 끌어내는 인공적인 수단을 만들 수도 있습니다.

유전자 편집

50 년대 초 DNA의 이중 나선 구조가 밝혀진 이래 과학자들은 DNA를 인공적으로 변형 할 가능성에 대해 가설을 세웠습니다. 유기체의 기능을 변경합니다. 최초의 승인 된 유전자 치료 실험은 1990 년에 4 세 소녀가 자신의 백혈구를 제거하고 아데노신 데 아미나 제 (ADA)라고하는 효소를 생성하는 유전자로 증강 한 다음 ADA를 치료하기 위해 몸에 다시 주입했을 때 발생했습니다. 결핍, 질병과 싸우는 면역 체계의 능력을 방해하는 유전 적 상태. 환자의 몸은 ADA 효소를 생산하기 시작했지만 수정 된 유전자를 가진 새로운 백혈구가 생성되지 않았고 계속해서 주사를 맞아야했습니다.

이제 유전 공학은 그 어느 때보 다 정확하고 이용 가능합니다. 2013 년에 진핵 세포 (핵이있는 복합 세포)를 수정하는 데 처음 사용 된 새로운 도구 인 CRISPR-Cas9 덕분입니다. 유전자 편집 도구는 DNA의 표적 부분을 찾아 Cas9 효소로 그 부분을 “절단”하는 방식으로 작동합니다. 선택적인 세 번째 단계는 삭제 된 DNA 부분을 새로운 유전 물질로 대체하는 것입니다.이 기술은 광범위한 분야에 사용될 수 있습니다. 가축의 근육량을 늘리는 것부터 저항력이 있고 유익한 작물을 생산하는 것, 환자의 면역계 세포를 제거하여 암과 같은 질병을 치료하는 것, 질병과 더 잘 싸울 수 있도록 수정 한 다음 환자의 몸에 다시 주입하는 것 등의 응용 프로그램입니다.

2018 년 말, 허진 쿠이가 이끄는 중국 연구자들은 CRISPR-Cas9를 사용하여 인간 배아를 유 전적으로 변형 한 후 여성의 자궁으로 옮겨져 최초의 유전자 편집 아기 인 쌍둥이 소녀를 낳았다 고 발표했습니다. 쌍둥이의 게놈은 여아들이 HIV에 더 내성을 갖도록 변형되었지만, 유전 적 변화가 의도하지 않은 변화를 초래했을 수도 있습니다.이 연구는 과학계에 의해 널리 비난되었습니다. 특히 배아의 DNA를 변경하고 그 배아를 사용하여 살아있는 아이를 출산 할 때 이러한 강력한 새 도구를 사용하는 방법에 대한 더 엄격한 규정이 필요함을 드러냅니다.

다른 세계의 미스터리 공개

우주선과 망원경은 지난 10 년 동안 우리 자신을 넘어선 세계에 대한 풍부한 정보를 공개했습니다. 2015 년에 뉴 호라이즌 스 탐사선은 명왕성을 가까이서지나 가면서 왜소 행성을 근처에서 처음으로 관측했습니다. 우주선은 놀랍도록 역동적이고 활동적인 세계를 공개했습니다. 얼음 산이 거의 20,000 피트에 이르고 천만년이 안 된 평야를 이동시켜 지질학이 끊임없이 변화하고 있다는 것을 의미합니다. 태양으로부터 평균 37 억 마일, 지구 거리의 약 40 배에 달하는 지질 학적 활동은 n 차갑고 먼 세계는 내부를 데울 수있는 충분한 에너지를 얻을 수 있으며, 아마도 지하 액체 물이나 생명체를 품고있을 수 있습니다.

집에 조금 더 가까워진 Cassini 우주선은 13 년 동안 토성을 공전하여 9 월에 임무를 종료했습니다. 2017 년 NASA가 의도적으로 우주선을 토성 대기로 밀어 넣어 연료가 다 소모 된 후 행성을 계속 공전하는 대신 태워 버리게 만들었습니다. 임무를 수행하는 동안 Cassini는 토성의 고리에 먹이를주는 과정을 발견하고 거대 가스를 둘러싸고있는 지구 적 폭풍을 관찰하고 큰 달인 타이탄을 매핑했으며 물이 많은 달 엔셀라두스에서 분출하는 얼음 물질의 기둥에서 생명체의 일부 재료를 발견했습니다. 카시니 임무가 끝나기 1 년 전인 2016 년, Juno 우주선은 목성에 도착했습니다. 그곳에서 과학자들이 목성과 주변의 모든 것을 이해하도록 돕기 위해 태양계에서 가장 큰 행성의 자기장과 대기 역학을 측정했습니다. 태양은 원래 형성되었습니다.

2012 년, 큐리오 시티 탐사선은 화성에 착륙했습니다. 그곳에서 붉은 행성의 과거 물에 대한 새로운 증거, 잠재적 인 유기 분자의 존재를 포함하여 몇 가지 중요한 발견을했습니다. 생명체와 관련이 있고 메탄과 산소의 신비한 계절적 순환이 지표 아래의 역동적 인 세계를 암시합니다. 2018 년에 유럽 우주국은 화성 특급 우주선의 지상 침투 레이더 데이터가 화성 남극 근처 지하에 액체 저수지가 존재한다는 강력한 증거를 제공했다고 발표했습니다.

두 개의 우주 망원경, 케플러 그리고 TESS는 다른 별들을 공전하는 수천 개의 행성을 발견했습니다. Kepler는 2009 년에 시작하여 2018 년에 임무를 종료하여 별 앞을 지나갈 때 빛의 감소를 측정하여 신비하고 먼 행성을 드러 냈습니다. 이 행성에는 단 며칠 또는 몇 시간 만에 별 근처를 공전하는 뜨거운 목성이 포함됩니다. 미니 해왕성 : 지구와 해왕성 사이의 크기이며 기체, 액체, 고체 또는 일부 조합 일 수 있습니다. 천문학 자들이 생명의 징후를 연구하기를 희망하는 거대한 암석 행성 인 슈퍼 지구. 2018 년 론칭 한 TESS는 Kepler의 후계자로 계속 검색하고 있습니다. 우주 망원경은 이미 수백 개의 세계를 발견했으며 임무가 끝나기 전에 10,000 개에서 20,000 개까지 발견 할 수있었습니다.

화석화 된 안료가 공룡의 색을 밝힙니다

10 년은 과학자들이 처음으로 고생물학의 혁명으로 시작되었습니다. 공룡의 진정한 색. 첫째, 2010 년 1 월, 약 1 억 2 천에서 1 억 2 천 5 백만년 전에 중국에 살았던 공룡 인 시노 사우 로프 테 릭스의 화석화 된 깃털에서 색소를 포함하는 소기관 인 멜라노 좀을 분석 한 결과 선사 시대 생물이 “적갈색 톤”을 가졌고 얼마 지나지 않아 전신 복원을 통해 약 1 억 6 천만년 전에 살았던 작은 깃털 공룡 Anchiornis의 색이 밝혀졌습니다. 몸에는 흑백 깃털이 있고 머리에는 눈에 띄는 붉은 깃털 깃털이 있습니다. .

화석화 된 안료에 대한 연구는 선사 시대의 생명체에 대한 새로운 정보를 지속적으로 공개하여 반 음영 및 위장의 증거를 보여줌으로써 잠재적 인 동물 생존 전략을 암시합니다. 2017 년에는 놀랍도록 잘 보존 된 장갑 공룡이 살았습니다. 1 억 1 천만년 전, Borealopelta는 환경과 조화를 이루는 데 도움이되는 적갈색 톤을 가지고있는 것으로 밝혀졌습니다. 공룡의 색을 식별하고 연구하는이 새로운 능력은 계속해서 발전 할 것입니다. 과학자들이 전생의 진화를 연구함에 따라 고생물학 연구에서 중요한 역할을합니다.

기본 질량 단위 재정의

2018 년 11 월 , 전 세계의 측정 과학자들은 질량의 기본 단위 인 킬로그램의 정의를 공식적으로 변경하기로 결정했습니다. 골프 공 크기의 백금-이리듐 합금 실린더 인 물체의 킬로그램을 기준으로하는 대신 새로운 정의는 질량 단위를 설정하는 자연의 상수입니다.이 변경은 측정 단위를 정의하는 데 사용 된 마지막 물리적 인공물을 대체했습니다. (미터 막대는 1960 년에 크립톤의 특정 수의 방사선 파장으로 대체되었습니다. 빛이 매우 짧은 순간에 이동하는 거리에 따라 미터를 정의하도록 업데이트되었습니다.)

정교한 계량 m을 사용하여 Kibble 저울로 알려진 achine은 과학자들은 그것을 유지하는 데 필요한 전자기력에 따라 킬로그램을 정확하게 측정 할 수있었습니다. 이 전기 측정 값은 원래 Max Planck에서 별에서 나오는 에너지 묶음을 계산하는 데 사용했던 숫자 인 Planck 상수로 표현할 수 있습니다.

킬로그램은 최근에 재정의 된 유일한 측정 단위가 아닙니다. 2019 년 5 월에 공식적으로 발효 된 국제 단위계의 변경은 전류의 표준 단위 인 암페어에 대한 정의도 변경했습니다. 온도의 켈빈 단위; 화학에 사용되는 물질의 양의 단위 인 몰. 킬로그램 및 기타 단위를 변경하면 의약품과 같은 소량의 물질에 대해보다 정확한 측정이 가능할뿐만 아니라 전 세계 과학자들이 복제 및 보정해야하는 대상에 따라 기본 단위를 정의하는 대신 기본 단위에 액세스 할 수 있습니다. 소수의 실험실에서.

최초의 고대 인간 게놈 시퀀싱

2010 년 과학자들은 고대와 과거에 거주했던 사람들을 연구 할 수있는 새로운 도구를 얻었습니다. 연구원들은 영구 동토층에 보존 된 머리카락을 사용하여 현재 그린란드에서 약 4,000 년 전에 살았던 한 남자의 게놈을 배열하여 그 지역에 정착 한 최초의 문화 중 하나의 구성원의 신체적 특성과 혈액형까지도 밝혀 냈습니다. 세계. 고대 DNA에서 게놈을 거의 완벽하게 재구성 한 것은 인류 학자와 유전학자가 그 어느 때보 다 먼 과거의 문화에 대해 더 많이 배울 수있는 기회를 제공했습니다.

고대 DNA를 추출하는 것은 중요한 과제입니다. 머리카락이나 피부와 같은 유전 물질이 보존되어 있어도 환경에서 미생물의 DNA로 오염되는 경우가 많으므로 고대 인류의 DNA를 분리하려면 정교한 염기 서열 분석 기술을 사용해야합니다. 더 최근에 과학자들은 고대 DNA를 추출하기 위해 귀 근처의 매우 조밀 한 뼈인 두개골의 작은 뼈를 사용했습니다.

2010 년 첫 성공 이후 수천 개의 고대 인간 게놈이 시퀀싱되어 새로운 사실이 밝혀졌습니다. 잃어버린 문명의 흥망 성쇠와 전 세계 사람들의 이주에 대한 세부 사항. 고대 게놈을 연구 한 결과 5,000 년에서 15,000 년 전 사이에 시베리아와 알래스카 사이의 얼어 붙은 베링 육교를 가로 지르는 여러 이동의 물결이 확인되었습니다. 최근에 현대 덴마크의 한 소녀의 게놈은 껌으로 사용 된 5,700 년 된 자작 나무 타르 조각에서 시퀀싱되었으며, 여기에는 입 미생물과 마지막 식사 중 하나에서 얻은 음식 조각도 포함되어 있습니다.

에볼라와 싸우기위한 백신 및 새로운 치료법

이 10 년에는 역사상 최악의 에볼라 바이러스 질병 발생이 포함되었습니다. 이 전염병은 2013 년 12 월에 기니에서 박쥐에 감염된 18 개월 된 소년 1 건으로 시작된 것으로 추정됩니다.이 질병은 이웃 국가로 빠르게 확산되어 2014 년 7 월까지 라이베리아와 시에라 리온의 수도에 도달했습니다. 많은 사람들에게 질병이 전염 될 수있는 전례없는 기회입니다. 에볼라 바이러스는 면역 체계를 손상시키고 대량 출혈과 다발성 장기 부전을 일으킬 수 있습니다. CDC에 따르면 최초 사례가 발생한 지 2 년 반이 지난 후 28,600 명 이상이 감염되어 최소 11,325 명이 사망했습니다.

이 전염병으로 인해 보건 당국은 효과적인 방법을 찾기위한 노력을 두 배로 늘 렸습니다. 에볼라와 싸우는 백신.제약 회사 머크가 만든 에르베 보 (Ervebo)로 알려진 백신은 2016 년 발병이 끝날 무렵 기니에서 실시 된 임상 시험에서 테스트되어 백신의 효과가 입증되었습니다. 2018 년 8 월 콩고 민주 공화국에서 또 다른 에볼라 발병이 선언되었으며, 현재 진행중인 전염병은 서 아프리카 발병 이후 가장 치명적이며 2019 년 12 월 현재보고 된 사례는 3,366 명, 사망자는 2,227 명입니다. DRC는 확장 된 접근 또는 “자비로운 사용”기반으로 발병에 맞서 싸우고 있습니다. 2019 년 11 월에 Ervebo는 유럽의 약국 (EMA)의 승인을 받았으며 한 달 후 미국에서 FDA의 승인을 받았습니다.

예방 백신 외에도 연구자들은 이미이 질병에 감염된 환자의 에볼라 치료법을 찾고 있습니다. 에볼라가 환자의 세포를 감염시키는 것을 방지하기 위해 항체를 한 번 전달하는 두 가지 치료법, 최근 DRC의 임상 시험에서 가능성을 보여주었습니다. 백신과 치료법을 함께 사용하여 의료 관계자는 언젠가 바이러스 감염을 영원히 근절하기를 희망합니다.

CERN은 Higgs Boson을 탐지합니다

지난 수십 년 동안 물리학 자들은 우주의 작동을 모델링하기 위해 지칠 줄 모르는 노력을 기울였습니다. 표준 모델로 알려진 것. 이 모델은 근본적인 힘으로 알려진 물질의 네 가지 기본 상호 작용을 설명합니다. 일상 생활에 익숙한 두 가지는 중력과 전자기력입니다. 그러나 다른 두 가지는 원자핵 내부에서만 영향력을 발휘합니다 : 강한 핵력과 약한 핵력.

표준 모델의 일부는 입자와 상호 작용하는 보편적 인 양자 장이 있다고 말합니다. , 그들에게 대중을 제공합니다. 1960 년대에 François Englert와 Peter Higgs를 포함한 이론 물리학 자들은이 분야와 표준 모델에서의 역할을 설명했습니다. 그것은 힉스 장으로 알려지게되었고, 양자 역학의 법칙에 따르면, 그러한 모든 기본 장은 관련된 입자를 가져야하며, 이는 힉스 보손으로 알려지게되었습니다.

수십 년 후인 2012 년, 입자 충돌을 수행하기 위해 CERN의 Large Hadron Collider를 사용하는 두 팀은 Higgs boson의 예상 질량을 가진 입자를 감지하여 Higgs 필드와 Higgs boson의 존재에 대한 실질적인 증거를 제공했다고보고했습니다. 2013 년 노벨 물리학상은 아 원자 입자의 질량의 기원에 대한 우리의 이해에 기여하는 메커니즘의 이론적 발견으로 Englert와 Higgs에게 수여되었으며, 최근 예측 된 기본 입자의 발견을 통해 확인되었습니다. ” 물리학 자들이 계속해서 표준 모델을 개선함에 따라 힉스 보손의 기능과 발견은 모든 물질이 질량을 얻는 방법, 따라서 물질이 존재하는 방식의 근본적인 부분으로 남을 것입니다.