Ожидаемые научные достижения в 2020 году

Согласно большому количеству технологических и научных прогнозов, которые относятся к 2020 году, это будет хороший год для научных прорывов. Здесь мы рассмотрим некоторые из ожидаемых событий, которых, мы надеемся, будет намного больше.

Экспансия на Марс

В 2020 году несколько космических аппаратов, в том числе три марсохода, направятся на красную планету. НАСА запустит свой марсоход «Mars 2020», в котором будут храниться образцы горных пород, которые будут возвращены на Землю в будущей миссии, а также будет установлен небольшой беспилотный вертолет.

Китай отправит свою первую посадочную миссию на Марс, Huoxing-1, которая развернет небольшой там марсоход. Российский космический корабль доставит марсоход Европейского космического агентства (ЕКА) на красную планету. И Объединенные Арабские Эмираты отправят свой орбитальный аппарат, в первую миссию на Марс от арабской страны.

Глубокий космос

После восторженных отзывов, вызванных первым в мире изображением сверхмассивной черной дыры в центре галактики Мессье-87 в 2019 году, сотрудничество ученых телескопа Event Horizon планирует выпустить новые результаты, на этот раз о черной дыре в центре Млечного пути.

Они могут включать в себя несколько детальных изображений черной дыры в нашей галактике, которая называется Стрелец А *.

Позже в этом году миссия Gaia обновит свою трехмерную карту Млечного пути, которая заметно изменила понимание учеными структуры и эволюции Галактики.

Астрономы раскроют ряд космических событий, связанных с гравитационными волнами, которые они наблюдали в 2019 году, и которые создали рябь в пространстве-времени. К ним относятся многочисленные слияния черных дыр, а также ранее невиданные столкновения черной дыры и звезды.

Мега-коллайдер мечты

ЦЕРН надеется получить финансирование для будущего мега-коллайдера в 2020 году. Европейская лаборатория физики элементарных частиц проведет специальное заседание своего совета в Будапеште в мае 2020 года, где комитет примет решение по планам в рамках обновление Европейской стратегии физики частиц в лаборатории.

Предложение CERN включает в себя список пожеланий для будущего коллайдера. Лаборатория надеется построить 100-километровый коллайдер, который может быть на порядок мощнее Большого адронного коллайдера и стоить до 21 миллиарда евро (23,4 миллиарда долларов США).

В Соединенных Штатах Национальная ускорительная лаборатория Ферми, расположенная недалеко от Чикаго, должна представить долгожданные результаты, полученные с помощью Muon g-2, высокоточного измерения того, как мюоны — более массивные братья электронов — ведут себя в магнитном поле.

Физики надеются, что небольшие аномалии помогут обнаружить ранее неизвестные элементарные частицы.

Синтетические дрожжи

Амбициозные усилия биологов по созданию синтетических дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) должны завершиться в 2020 году.

Ранее исследователи полностью заменили генетический код гораздо более простых организмов — например, бактерии Mycoplasma mycoides — но сделать это в дрожжевых клетках гораздо сложнее из-за их сложности.

Эта работа, получившая название «синтетические дрожжи 2.0», представляет собой сотрудничество между 15 лабораториями на 4 континентах. Ученые заменили ДНК в каждой из 16 хромосом S. cerevisiae по частям синтетическими версиями.

Они также экспериментировали с реорганизацией и редактированием генома — или удалением его фрагментов, чтобы понять, как эволюционировал организм и как он справляется с мутациями. Исследователи надеются, что инженерные дрожжевые клетки откроют более эффективные и гибкие способы производства множества продуктов, от биотоплива до новейших лекарств.

Изменение климата

В августе 2020 года ООН опубликует крупный доклад о научно-технических аспектах геоинженерии — подходах, которые можно использовать для борьбы с изменением климата. К ним относятся вытягивание углекислого газа из атмосферы и блокирование солнечного света.

Также в 2020 году Международный орган по использованию морского дна издаст долгожданные правила, которые позволят вести его разработку. Ученые обеспокоены тем, что сегодня недостаточно известно о том, как такая практика может нанести ущерб морским экосистемам с потенциально катастрофическим воздействием на и без того напряженную среду.

Большое событие в области климата наступит в ноябре, когда в Глазго состоится климатическая конференция COP26 — момент истины для Парижского соглашения.

В соответствии с соглашением 2015 года страны должны выдвинуть обновленные цели по сокращению выбросов парниковых газов, чтобы помочь ограничить глобальное потепление не более чем на 2°C. Но большинство стран не спешат выполнять свои обещания. А будущее самого договора висит на волоске: ожидается, что в этом месяце США выйдут из договора.

Выращивание органоидов

Мечта о выращивании замещающих органов для человека у других животных может стать ближе по мере того, как исследователи будут делать успехи в этой области. Ученый по стволовым клеткам Хиромицу Накаути из Токийского университета планирует выращивать ткани из человеческих клеток в эмбрионах мышей и крыс.

Затем он планирует пересадить эти гибридные эмбрионы суррогатным животным — шаг, который не был разрешен до вступления в силу нового закона в Японии в марте 2019 года.

Накаути и его коллеги также подали заявку на проведение аналогичного эксперимента с использованием свиных эмбрионов. Конечная цель таких исследований — получение животных с органами, которые в конечном итоге могут быть пересажены людям. Но некоторые исследователи считают, что будет безопаснее, эффективнее и этичнее выращивать «органоиды» в лаборатории.

Сверхпроводники при комнатной температуре

Физики надеются осуществить свою мечту о создании материала, который проводит электричество без сопротивления при комнатной температуре, хотя на данный момент такие сверхпроводящие материалы работают только при давлениях в миллионы килопаскалей.

После успеха соединений, известных как «супергидриды лантана», которые в 2019 году побили все температурные рекорды по сверхпроводимости, исследователи надеются синтезировать в 2020 году супергидриды иттрия, которые могут быть сверхпроводящими при температурах до + 53°C.

Твердая энергия

Энергетические компании планируют начать продажу солнечных элементов, использующих перовскиты — перспективные материалы, которые могут быть дешевле и проще в производстве, чем кристаллы кремния, используемые в обычных солнечных панелях.

В сочетании с кремнием в «тандемных» элементах перовскиты могут дать самые эффективные солнечные панели на рынке.

Энергетический сектор может достичь еще одного рубежа во время Олимпийских игр в Токио в июле 2020 года, когда ожидается, что Toyota представит первый прототип автомобиля, работающего на «твердотельных» литий-ионных батареях.

Они заменяют жидкость, которая разделяет электроды внутри батареи, твердым материалом, увеличивая количество энергии, которое может быть сохранено. Аккумуляторы с твердым электролитом служат дольше, но имеют тенденцию заряжаться медленнее.

Профилактика диабета

В 2020 году продолжаться исследования по профилактики и лечению диабета. Прогнозируется, что диабет 1 типа, диабет 2 типа и другие метаболические состояния, такие как мышечная дистрофия, можно будет предотвратить уже в 2025 году.

Это связано с тем, что ученые разработают работоспособную платформу для инженерии генома, которая позволит нам редактировать и восстанавливать ДНК у людей, а не только у бактерий и мышей.

Модификация генов, вызывающих болезни у людей, это просто следующий шаг.