بسیاری از فلاسفه و محققان تاریخ علم، دانش را به کشوری تشبیه کرده‌اند که با هر اختراع و اکتشاف جدید، مرز‌های آن گسترش یافته و بر قلمرو آن افزوده می‌شود. از دوران اختراع آتش و آهن گرفته تا انقلاب صنعتی و حتی همین امروز، سرعت تولید علم و پیشرفت آن دائم رو به افزایش بوده، هیچ‌گاه متوقف نشده وچه بسا پرشتاب‌تر هم شده است.

با وجود انتشار مقالات انبوه و سرعت بسیار بالای تولید علم و انتشار آن درعصرحاضر، فقط درصد کمی از پژوهش‌ها را می‌توان ازجمله پژوهش‌های بنیادی و تأثیرگذار و به‌اصطلاح لبه دانش دانست؛ چنین اکتشافاتی معمولا نقش کلیدی و مهمی در پیشرفت علم یا حتی زندگی روزمره مردم دارند. در آغاز سال جدید میلادی با نگاهی به نشریات معتبر علمی، دنیای علم را در سالی که گذشت، رصد کرد‌ه‌ایم که در ادامه به معرفی و بررسی اجمالی ۱۰مورد از آن‌ها می‌پردازیم.

دراوایل سال گذشته میلادی، ستاره‌شناسان با مطالعه امواج زمینه‌ای کهکشانی برای اولین‌بار موفق به رصد و شناسایی موج‌های گرانشی گذرا و با فرکانس بسیار پایین شدند. گروهی بین‌المللی از ستاره‌شناسان با مطالعه و اندازه‌گیری تغییرات زمانی بسیار کوچک در سیگنال‌های رادیویی تپ‌اختر‌ها (ستاره‌های نوترونی پرجرم که با سرعت بسیار زیادی به دور خود می‌چرخند و سیگنال‌های پیوسته‌ای از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی از خود منتشر می‌کنند) موفق به کشف این امواج شدند. به عقیده دانشمندان، این امواج احتمالا پژواک‌های ناشی از ادغام دو سیاهچاله ابرپرجرم در فاصله چند میلیارد سال نوری از زمین هستند. نتیجه این تحقیقات نشان‌می‌دهد تعداد سیاهچاله‌ها ابرپرجرم در ابتدای تشکیل کیهان بسیار بیشتر از چیزی است که تاکنون تصور شده. این یافته‌ها می‌تواند به درک و کشف جزئیات بیشتری درمورد منشأ کیهان و نحوه تشکیل و حتی نیرو‌های ناشناخته آن کمک کند.

رمز‌شکن ذهن

شاید از اولین روز‌هایی که بشر قدرت تکلم را به دست آورد و توانست با همنوعان خود ارتباط برقرار کند، قدرت خواندن ذهن دیگران از بزرگ‌ترین آرزو‌های او بوده است. درسال گذشته میلادی طی آزمایشی در دانشگاه تگزاس آمریکا، محققان توانستند به کمک سامانه‌ای مبتنی بر هوش مصنوعی، فعالیت‌های مغز را درحال انجام فعالیت‌های روزمره به جریان متنی پیوسته‌ای تبدیل کنند. هرچندنمی‌توان این روش یا دستگاه را ذهن‌خوانی دانست، اما به هرصورت جهشی انقلابی در زمینه علوم شناختی و فعالیت ذهن و مغز به شمار می‌آید. این روش برای تشخیص و رمزگشایی پیام‌ها و فعالیت‌های مغز، نیازی به قراردادن جسم خارجی درسر انسان ندارد و از اسکن‌های کاربردی ام‌آر‌آی استفاده می‌کند. اساس کار این دستگاه رمز‌شکن ذهن، شناسایی و ساخت مجموعه‌ای از الگو‌های فعالیت مغز است. تولید این الگو‌ها درمغز ناشی ازواکنش فرد به عاملی بیرونی مانند دیدن یک تصویر است سپس دستگاه ازاین مجموعه الگو‌ها برای ارجاع متقابل فعالیت‌های مغز به چیز‌هایی که شخص درمورد آن فکر می‌کند، استفاده می‌کند. درحال حاضردانش ما ازاین فناوری نوظهور مبتنی برالگوریتم‌های تولید زبان هوش مصنوعی بسیار اندک است، اما بااین حال چالش‌های بسیاری را درمورد حریم خصوصی ذهنی وموازین اخلاقی ایجاد کرده است. به هرصورت، این نوع فناوری‌ها می‌تواند برای افراد مبتلا به اختلالات شناختی، نویدبخش روز‌های روشن باشد.

عظیم باستانی

پروستوس‌کلوسوس (Perucetus colossus) همان‌طورکه ازاسم‌پرطمطراقش هم‌برمی‌آید، گفته‌می‌شوداحتمالا غول‌پیکر‌ترین آبزی ماقبل تاریخ زمین است. تجزیه و تحلیل‌های فسیل کشف‌شده از این وال غول‌پیکر در جنوب کشور پرو که بیش از ۳۷میلیون سال قدمت دارد، حاکی ازآن است که پروستوس کلوسوس تقریبا ۱۸متر طول و بیش از۳۰۰ تن جرم داشته‌است. گرچه وال‌های آبی امروزی حدودا شش متر بلندترند، اما کمتر از ۲۰۰تن وزن دارند. همین موضوع پروستوس کلوسوس را احتمالا به سنگین‌وزن‌ترین موجود تاریخ سیاره زمین تبدیل‌کرده است.

سلبریتی ترسناک با لب‌های بسته

تیرانوسوروس رکس یا به اختصار تی‌رکس به نوعی سلبریتی دنیای دایناسور‌ها برای ما انسان‌هاست. تاکنون تصور می‌شد معروف‌ترین و خشن‌ترین دایناسوری که زمین به خود دیده است، با دهانی باز، دندان‌های تیز خود را برای به وحشت انداختن طعمه‌ها در معرض دید گذاشته است، اما تحقیقات اخیر نشان‌داد تی‌رکس و سایر دایناسور‌های گوشتخوار برخلاف تصور قبلی، لب داشته‌اند و دندان و آرواره‌های مخوف خود را در پشت آن پنهان کرده بودند. گروهی چندملیتی از دیرینه‌شناسان ضمن مطالعه حیوانات ماقبل تاریخ ازجمله پرندگان و خزندگان در کنار جزئیات شناخته شده آناتومی دایناسور‌ها به این نتیجه شگفت‌انگیز رسید‌ه‌اند که تقریبا بخش زیادی از شناخت فعلی انسان درباره دایناسورها، زیست آن‌ها را تغییر داده است.

دست به‌آچار‌ها

اخیرا در کشور کنیا سنگ‌هایی تراش‌خورده و ابزارمانند با قدمت بیش از سه میلیون سال یافت شده است؛ کشف این ابزار شگفت‌انگیز در کنار فسیلی از سرده‌ای منقرض‌شده از انسان‌سان‌ها به نام «پارانتروپوس» یا «پرامردم»، نشان‌می‌دهد خویشاوندان باستانی ما که در آن دوران در زمین می‌زیستند از درک و قوه تفکر قابل‌قبولی برخوردار بوده‌اند. از آنجا که پرامردم‌ها فک و دندان‌های بسیار بزرگی داشته‌اند، تاکنون گمان می‌شد به ابزاری برای غذا خوردن نیاز نداشته‌اند، اما این کشفیات اخیر فرضیات جدیدی را مطرح کرده است. علاوه بر این، کشف ابزاری با این قدمت نشان‌می‌دهد ساخت، توسعه و استفاده کاربردی از ابزار از سوی انسان‌سانان بسیار زودتر از آنچه تصور می‌شد، رخ داده است.

سال‌های دورتر حیات

مطالعه روی سنگ‌های باستانی استخراج‌شده در استرالیا درسال۲۰۲۳ نتایجی را به همراه داشت که درک ما از پیدایش منشأ حیات را دچار تغییر کرد. درتجزیه و تحلیل این سنگ‌ها سرنخ‌هایی ازوجود ترکیبات شیمیایی با ساختار‌های پیچیده و به قدمت بین ۸۰۰میلیون تا۱.۶میلیاردسال یافت شد. این کشفیات منجر به پیشنهادفرضیاتی درخصوص تغییر درتاریخچه پیدایش حیات پیچیده در زمین شده است. یوکاریوت‌ها (Eukaryote) موجوداتی‌اند که هسته سلول‌های‌شان دارای پوشش مشخصی است و به نوعی آغازگر حیات پیچیده در زمین بوده‌اند. شناخت کامل روند تکامل این موجودات کمی دور از ذهن است؛ از این‌رو محققان ترفند مبتکرانه‌ای را پیش گرفتند وبه مطالعه و ردگیری موادی که یوکاریوت‌ها برای تشکیل غشای سلولی خود به آن نیاز داشتند، پرداختند. به‌عقیده این گروه بین‌المللی وجود چنین شواهدی در سنگ‌های باستانی می‌تواند دال بر حضور یوکاریوت‌ها هم باشد. طی این تحقیق در یک نمونه سنگ ۱.۶میلیارد ساله، شواهدی از وجود این ترکیبات شیمیایی یافت شد که بر قوت این فرضیه افزود.

مدل‌های حیوانی برای مطالعه تغییرات 

شامپانزه‌ها، گوریل‌ها یا به‌طور کلی سرده نخستیان، حداقل ازنظر ظاهری و حتی ذهنی، بیشترین شباهت را به انسان‌ها دارند؛ از این جهت در بسیاری از مطالعات بالینی مورد آزمایش قرار می‌گیرند و مطالعه زندگی آن‌ها به درک ما از روند تکوین انسان کمک بسیاری کرده است. دراواسط سال گذشته میلادی، زیست‌شناسان به نکاتی شگفت‌انگیز از زندگی شامپانزه‌ها دست یافتند؛ این مطالعه طولانی‌مدت که روی نمونه ادرار شامپانزه‌های پارک ملی کیبال در کشور اوگاندا انجام شده است نشان داد که شامپانزه‌های ماده، مانند انسان‌ها دوران یائسگی را تجربه می‌کنند و به روال عادی زندگی خود ادامه می‌دهند. پدیده یائسگی علاوه بر انسان، تاکنون فقط در آبزیانی از‌جمله نهنگ قاتل، شبه‌نهنگ تک‌شاخ، نهنگ خلبان باله‌کوتاه، نهنگ سفید و نهنگ دندان‌کلفت مشاهده شده بود. این مطالعه که روی شامپانزه‌های ماده بین۱۴تا۶۷ساله انجام شد، نشان می‌دهد که شامپانزه حدودا در ۵۰سالگی دچار یائسگی می‌شود که مشابهت نسبتا نزدیک و جالبی با انسان دارد. هرچند این نتایج تا همین‌جا نیز موفقیت بسیار بزرگی ا‌ست، اما ادامه تحقیقات دراین‌خصوص می‌تواند به کشفیات بیشتری درخصوص روند تغییرات در طول حیات انسان منجر‌شود. 

بی‌شمار درس عبرت

در اواسط سال گذشته میلادی و تقریبا ۳۰سال پس ازکشف اولین سیاره فراخورشیدی، با کشف شش سیاره جدید، شماره سیارات فراخورشیدی کشف شده از مرز۵۵۰۰ عبور کرد. تکاپوی بی‌پایان دانشمندان برای یافتن همتایانی برای زمین دهه‌هاست که برعهده تلسکوپ‌هایی مانند «تس»، «کپلر» وحالا «جیمز وب» قرار گرفته است. نتایج این مطالعات به درک ما از سایر جهان‌های موجود در کیهان و حتی شناخت گذشته زمین کمک بسیاری کرده است. باوجود این، مهم‌ترین فایده این تحقیقات شناخت جهان‌های فراخورشیدی نیست، بلکه پی‌بردن به شگفت‌انگیز و منحصربه‌فرد بودن خود سیاره زمین‌است.

زادآوری در شرایط انقراض

بکرزایی نوعی تولید‌مثل جنسی است که درآن بدون وجود اسپرم وفقط ازیک تخمک لقاح‌نیافته، یک موجود زنده کامل به‌وجود می‌آید. این پدیده تاکنون درتعداد زیادی از موجودات مانند کرم‌های لوله‌ای، ماهی‌ها و به‌خصوص زنبورعسل دیده شده است. اما در سال میلادی گذشته تنها تمساح آمریکایی ماده پارک دریایی کاستاریکا توانست بدون جفت‌گیری با جنس نر، تولیدمثل کند. بکرزایی معمولا زمانی که حیوانات با فشار شدید جمعیت مواجه می‌شوند، رخ‌می‌دهد و تاکنون درهیچ گونه‌ای از تمساح‌ها گزارش نشده بود. این تمساح مادرحدودا ۱۶سال با هیچ همنوعی از خود ارتباط نداشته وتجزیه و تحلیل ژنتیکی نشان می‌دهد که این جنین در واقع یک کلون نسبی از مادر است. هرچند این مادر تنها مدت‌هاست تحت حفاظت زندگی می‌کند، اما نتایج حاصل از تحقیقات زیست‌شناسان باعث شد تا تمساح آمریکایی درفهرست موجودات درخطر انقراض طبقه‌بندی شود.

شناسایی ژن‌های خاص

مؤسسه ملی بهداشت آمریکا سال گذشته میلادی یک پان-ژنوم جدید معرفی کرد که مطالعات ۲۰ساله ژنوم انسانی را متحول کرد. این مدل جدید به‌دلیل گسترده‌تر شدن تنوع نمونه‌ها بخش‌هایی از ویژگی‌های ذاتی انسان با تنوع قومی و نژادی را بیشتر تمایز داده است که گام مهمی در پیشرفت فناوری‌های نوین پزشکی شخصی‌سازی‌شده به‌شمار می‌رود. پان‌ژنوم جدید در حال حاضر شامل توالی‌های ژنومی ۴۷نفر بوده و قرار است درنهایت اطلاعات ژنومی حدود ۷۰۰نفر را بررسی کند. نمونه مرجع قبلی بیشتر از ژنوم افراد عمدتا اروپایی‌تبار استخراج شده بود. براساس اعلام مؤسسه ملی بهداشت آمریکا، گرچه ژنوم هر دو فرد معمولا بیش از۹۹درصد یکسان است، اما تشخیص و یافتن تفاوت‌های ژنوم هر فرد می‌تواند نکات کلیدی در مورد آسیب‌پذیری‌های بیماری‌ها را نشان دهد و در تصمیم‌گیری‌های درمانی کمک‌کننده باشد.

زندگی، شاید جایی دیگر

انسلادوس، ششمین قمر بزرگ سیاره زحل با یخ‌فشان‌های عظیم از مرموز‌ترین جهان‌های منظومه شمسی است. تاریخچه مطالعه یخ‌فشان‌های انسلادوس به حدودا ۲۰سال پیش بازمی‌گردد، جایی که فضاپیمای کاسینی برای اولین‌بار توانست تصاویری از این یخ‌فشان‌ها را ثبت کند. هرچند هنوز منشأ و علت دقیقی برای وجود و نحوه تشکیل این یخ‌فشان‌ها یافت نشده است، اما ستاره‌شناسان احتمال می‌دهند این فوران‌ها ناشی از فشار بسیار زیاد در لایه‌های درونی و سراسر پوشیده از آب مایع انسلادوس باشد. اما در مطالعاتی که در اواسط سال گذشته میلادی انجام شد، شواهدی از وجود ماده شیمیایی فسفر دراین یخ‌فشان‌ها یافت شد که ممکن است نشان‌دهنده توانایی انسلادوس برای میزبانی از حیات باشد. فسفر در کنار کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد به‌عنوان عناصر ضروری برای وجود حیات شناخته می‌شود. پیش از این، اخترشناسان نشانه‌هایی از پنج عنصر دیگر را در انسلادوس کشف کرده‌اند، بنابراین کشف آخرین قطعه پازل حیات یعنی فسفر درذرات یخ پرتاب‌شده از یخ‌فشان‌های انسلادوس از سوی فضاپیمای کاسینی، این قمریخی را به گزینه امیدوارکننده‌ای برای وجود حیات فرازمینی تبدیل کرده است.

منبع: جام جم