حصاد 2019 العلمي

أهم الإنجازات العلمية والتقنية خلال عام 2019

1. مكافحة سرطان وفقر الدم

فاز العلماء وليام كايلين وغريغ سيمنزا وبيتر راتلكيف بجائزة نوبل للطب لعام 2019. وتأتي هذه الجائزة "مكافأة" لهم على أعمالهم حول تكيف الخلايا مع كمية الأوكسجين المتوافرة ما يسمح بمكافحة السرطان وفقر الدم، وفق ما أوضح مجلس نوبل في معهد كارولينسكا عن حيثيات قرار منح هذه الجائزة.

اكتشف العلماء الثلاثة كيفية شعور الخلية وتكيُّفها مع توافر معدلات متغيرة من الأوكسجين، وحددوا ردة فعل نشاط الجينات على آلية الجزيئات في ظروف تغيُّر معدلات الأوكسجين؛ أي أن العلماء تعرفوا على آلية أكثر العمليات البيولوجية الأساسية، ووضعوا بذلك أساسيات فهمنا لتأثير معدلات الأوكسجين في عملية الأيض الخلوي والوظائف الفسيولوجية، وهو ما سيمهد الطريق لاستراتيجيات جديدة لعلاج مرض فقر الدم "أنيميا" والسرطان والكثير من الأمراض.

2. الصورة الأولى للثقب الأسود

تمكن العالم في هذا العام لأول مرة من رؤية ثقب أسود من خلال صورة تعد الأولى، أصدرتها الأكاديمية الصينية للعلوم في شنغهاي، بعدما تم التقاط بيانات الثقب الأسود بواسطة تلسكوب "هوريزون"، وهو برنامج تعاون دولي أنشأه أكثر من 200 باحث حول العالم.

الثقوب السوداء أجسام كثيفة جدًا إلى درجة أنَّه لا يوجد شيء يمكنه الهروب من جاذبيتها، ولا حتى الضوء. وجرى التنبؤ بها عبر معادلات نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة، حين حلَّها الفيزيائي الألماني كارل شوارزشيلد في عام 1915. وتلك النظرية تنسب الجاذبية إلى تلوي المكان والزمان بالمادة والطاقة، مثلما تتلوى المرتبة تحت شخصٍ نائم عليها.

ستوفر الصور الفعلية تأكيدًا أخيرًا مدويًا لفكرةٍ مقلقة جدًا إلى درجة أن أينشتاين الذي اكتُشفت الثقوب السوداء بفضل معادلاته، كان يكره قبولها؛ إذ يعتقد علماء الفيزياء الفلكية أن الثقوب السوداء الهائلة هي محركات تولد الطاقات الهائلة للنجوم الزائفة وغيرها من النوى المجرية المتفجرة.


3. في حقل الفيزياء؛ فاز ثلاثة فيزيائيين بجائزة نوبل لعام 2019 تقديرًا لأبحاثهم واكتشافاتهم الرائدة في مجال تحسين فهمنا لتطور الكون ومكان الأرض في الفضاء؛ وهم الكندي جيمس بيبلز والسويسري ميشيل مايور والسويسري ديدييه كيلو.


4. اكتشاف جزيئات مياه متحركة على القمر
وفي الشهر ذاته؛ اكتشف مسبار «مستكشف القمر المداري» التابع لوكالة ناسا، جزيئات مياه متحركة على الجانب القريب المرئي للقمر، ما يبشر بتحول مهم لبعثات البشر المستقبلية إليه. ولاحظ العلماء تحرك جزيئات المياه تزامنًا مع تسخين سطح القمر خلال دورة النهار القمرية، وساد اعتقاد سابق بين العلماء يرى أن المصدر الأساسي للمياه هي أيونات الهيدروجين القادمة من الرياح الشمسية، ما يعني وجوب انقطاع تلك المياه أثناء توضع الأرض بين الشمس والقمر. إلا أن النتائج الحديثة لم تشهد أي انخفاض للجزيئات أثناء مرور الأرض بينهما، في إشارة إلى احتمال وجود مصدر مياه أكثر استدامة من الاعتقاد السابق.

5. مكافحة فيروس إيبولا

تسبب تفشي فيروس إيبولا في عام 2014 في غرب أفريقيا بمقتل أكثر من 11 ألف شخص، ما كشف حجم إهمال العالم الغني للبحث والتطوير في مجال الأمراض المعدية التي نادرًا ما تشكل خطرًا عالميًا.

في نهاية عام 2019، توصل العلماء لإنتاج لقاح فيروس إيبولا مرخص به. لذلك، يمكننا الآن علاج المصابين وكذلك منع انتشار المرض، ما يسمح لنا بالانتقال من الاحتواء التفاعلي إلى الوقاية الأولية، كنتيجة للتعاون الكبير والمبتكر الذي يوضح كيفية المساعدة في تطوير تكنولوجيات جديدة وفعالة.

أعلنت جمهورية الكونغو الديمقراطية في 1 أغسطس 2018 عن التفشي العاشر لوباء الإيبولا خلال السنوات الأربعين الماضية، يتركّز التفشي في شمال شرق البلاد، وتحديدًا في مقاطعات شمال كيفو وإيتوري. تم الإبلاغ عن أكثر من 1000 حالة إصابة بفيروس الإيبولا، خلال الأشهر الثمانية الأولى من الوباء، وحتى شهر مارس 2019، في المنطقة المتأثرة.

إلا أنه في الفترة ما بين أبريل ويونيو 2019، تضاعف هذا الرقم، مع إصابة 1000 حالة جديدة تم الإبلاغ عنها في هذه الأشهر الثلاثة فقط.

6. حاسوب كمومي تجاري
كشفت شركة آي بي إم، في يناير/كانون الثاني 2019، عن حاسوبٍ كمومي تجاري أنيق في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية 2019 في لاس فيغاس عارضة المزايا والتطبيقات الممكنة للحوسبة الكمومية.


7. نظام جديد للتعديل الجيني

تحفز النقاش في جميع أنحاء العالم حول تعديل الجينات، وأدى إلى إطلاق الجهود الدولية للبحث في هذه القضية. في هذا السياق، عينت منظمة الصحة العالمية لجنة لوضع إطار للحكم يمكن اعتماده للتحكم في استخدام طرق تعديل الجينات في علاج المرض أو تجنبه.

علم تعديل الجينات وتطبيقه يتقدمان بسرعة. ويمكن طريقة جديدة مبتكرة ومبدعة تُسمى التعديل الأولي، نشرها الباحث ديفيد ليو وزملاؤه، إجراء تعديلات في الـحمض DNA بالطريقة التي يرغبون بها، بفضل نظام "كريسبر" جديد لتعديل الجينات.

قام الفريق باختبار التقنية على سلاسل مختلفة من المعدّلات الأولية في خلايا بشرية وخلايا فئران. ففي إحدى التجارب، قاموا باستخدام التقنية لتعديل طفرة جينية تشمل "نيوكليوتيد" واحدًا يسبب فقر الدم المنجلي. وفي تجارب أخرى قاموا باستخدام التقنية لإزالة أربعة نيوكلوتيدات التي تسبب مرض تاي ساكس وقاموا بإضافة ثلاثة نيوكليوتيدات إلى طفرة تسبب داء التليف الكيسي.

8. بطاريات الليثيوم

سلط منح جائزة نوبل للكيمياء لثلاثة من العلماء هذا العام، ستانلي ويتينغهام، وجون غود إناف، وأكيرا يوشينو، لدورهم في اكتشاف بطاريات الليثيوم، الضوء على هذا النوع من البطاريات الذي أحدث ثورة غيرت نمط حياتنا.

تُستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع، من الهواتف النقالة والحواسيب المحمولة إلى السيارات الكهربائية. تمتاز بطاريات الليثيوم بالقوة، وهي تساهم في تحسين البيئة من خلال تقليل استخدام الوقود الأحفوري عبر السماح بتخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وغيرها من المصادر المتجددة.

يعمل العلماء الثلاثة الآن على تطوير بطاريات ليثيوم بثاني أوكسيد الكاربون، ويرى البعض أن هذا النوع سينقل تكنولوجيا البطاريات إلى مستوى جديد، بسبب طريقة إعادة شحنه وقدرته على الاحتفاظ بالطاقة لفترة طويلة.

9. سيارة كهربائية بأرجل آلية
وأعلنت شركة هيونداي في بيان صحافي عن فئة جديدة تمامًا من السيارات قادرة على المشي. ونشرت صورة لها، في يناير/كانون الثاني الماضي، وهي مركبة كهربائية بأربعة أرجل آلية، في نهاية كل منها عجلة. وتضم كل رجل ثلاثة مفاصل على الأقل، ما يسمح بالقيادة أو المشي أو حتى تسلق أكثر التضاريس خطورة.

10. فئران تلعب "الغميضة"

بحسب دراسة أجرتها مجموعة من العلماء الألمان في عام 2010، تبين أن الفئران تستمتع بفكرة بحث الإنسان عنها، أو لعبة "الغميضة"، لذلك تجدها تختبئ مرة أخرى وتصدر صريرًا وتتقافز فرحًا كي يبحث عنها البشر.

في أثناء هذه اللعبة، سجل العلماء بالموجات فوق الصوتية قفزات سعيدة وما يشبه الضحكات من جانب الفئران، التي أظهرت البحوث السابقة أنها علامات على المرح، عندما عثر العلماء على الفئران أو أمسكوا بها.
على مدى فترة من أسبوع إلى أسبوعين، تعلمت الفئران أنها عندما تكون داخل صندوق مغلق يتم فتحه عن بعد فهذا يعني أنها ينبغي أن تبدأ بعملية البحث، في حين أنها عندما تكون في صندوق مفتوح فهذا يعني أنها ينبغي أن تكون مختبئة.

11. معيار جديد للكيلوغرام

وافقت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس على القيمة الجديدة للكيلوغرام، وهي وحدة القياس التي ثبتت على مدار حوالي 130 عامًا على نفس القيمة العشرية، في موازين العالم كله تقريبًا.

بدأ تطبيق القرار في مايو 2019، ومن الآن فصاعدًا، سيتم تحديد قيمة الكيلوغرام بواسطة "ثابت بلانك"، وهي قيمة من عالَم فيزياء الكم الغامض، والتي تربط بين طاقة الفوتون وتردده.
هذا التفسير المعقد وراء القيمة الجديدة يعني أنه من الآن فصاعدًا، سيتم تعريف الكيلوغرام استنادًا إلى الثوابت التي تصف العالم الطبيعي وستكون قيمته مرتبطة بالخصائص الأساسية للكون التي لا يُتوقع تغيرها.

12. ابتكار جلد إلكتروني قابل للارتداء
وطور باحثون في جامعة كونيتيكت الأمريكية وجامعة تورنتو الكندية، خلال العام الحالي، جلدًا إلكترونيًا اصطناعيًا قابلًا للارتداء يُعطي البشر والروبوتات قدرات خارقة. وجُهِّز الجلد الاصطناعي المرن بأجهزة استشعار متعددة الوظائف للإحساس بوجود مجال مغناطيسي قوي أو تغيرات في الضغط. وهي مجموعة جديدة من إلكترونيات ذكية قابلة للارتداء، تتسم بالمرونة وقابلية المط والتشكل، وتملك قدرات استشعار فريدة تحاكي جلد الإنسان. ويُحتَمَل أن يُطوَّر الابتكار الجديد مستقبلًا، ليمتلك قدرات غير موجودة في الجلد البشري؛ مثل إمكانية اكتشاف الحقول المغناطيسية والموجات الصوتية والسلوكيات غير الطبيعية.