Традиционална годишња листа Елементаријума представља догађаје из света науке који су током 2014. године изазвали највећу пажњу
Приредили: И. Хорват, Т. Марковић, Б. Клобучар, С. Бубњевић
Након узбудљиве године – првог слетања на комету, неуспелог лова на таласе са почетка времена, борбе са великим епидемијама и дискусије о климатским променама – могло би се учинити како наука заузима боље место у друштву него што је био случај ранијих година. Симболично, у познатом суђењу седморици из Аквиле, италијански суд је крајем 2014. ослободио седам научника који су претходне две године гоњени јер нису на време предвидели разорни земљотрес. Овај процес, својевремено критикован као инквизија за научнике, преокренуо се протекле године у корист науке.
Истовремено, прошло је првих годину дана откад је покренут Хоризонт 2020, највећи фонд за финансирање науке у Европи, док су широм света најављени и други конкретни, издашно финансирани научни подухвати. Научници су консултовани као никада раније поводом климатских промена, а њихово мишљење је уважено на разним странама.
Нажалост, ни сујеверје, теорије заблуда, псеудонаука и друге томе сличне појаве ништа нису изгубиле на снази. Стање у ком научници раде широм света није драматично боље. Напротив. Но, углед науке у медијима је ипак у порасту, како глобално тако и у Србији. И мада су нека од најзначајнијих научних постигнућа сасвим невидљива јавности, приметно је да „научне вести“, ако су се пробиле до новинара, добијају све значајнији простор и у конвенционалним масовним медијима.
Шта је изазвало највише пажње у 2014? (С.Б.)
1. Слетање на комету
Први пут у историји, након десет година, пет месеци и четири дана путовања, један људски уређај је 12. новембра 2014. године успео да сустигне комету током њеног орбитирања кроз Сунчев систем, направивши огроман помак у истраживању свемира.
У питању је сонда под називом Розета, коју је Европска свемирска агенција, ЕSА, пре више од деценије лансирала у свемир како би детаљно истражила површину комете 67P/Churyumov–Gerasimenko.
Током око 6,4 милијардe километара дугог пута, који је морала да превали како би се приближила 67P, сонда Розета је три пута обишла око Земље и једном око Марса. Захваљујући такозваној гравитационој праћки, Земља и Марс су на овај начин помогли да Розета добије довољно убрзање за сустизање комете.
Непосредно пред сусрет са кометом, летелица је издржала серију маневара да би смањила брзину и безбедно се приближила објекту. Након тога уследило је слетање робота опремљеног научним инструментима.
Фили је робот тежак 100 килограма облика кутије, који се налазио на свемирској летелици Розета до сусрета са кометом 67P/Churyumov–Gerasimenko. Састоји се из основне плоче, инструментске платформе и полигоналне „сендвич“ конструкције, које су изграђене од угљеничних влакана. Такође, садржи и соларне ћелије испод којих се налазе неки подсистеми и инструменти. Још један важан део конструкције су харпуни, „куке“ које имају улогу да причврсте Филија за површину комете.
ESA стручњаци потврдили су да је Фили слетео на комету. Нажалост, харпуни се нису активирали када ју је први пут дотакао, након чега се одбио од површине и почео да се ротира. Мада коначна локација спуштања није много удаљена од планиране, Фили је слетео у осенчени део, заклоњен литицом. То му је онемогућило да сакупи довољно Сунчеве светлости и напуни батерије, па је заспао након само два дана проведена на комети, што га није спречило да испуни 80 одсто својих задатака.
Претпостављало се да покушај анализе тла допремљеног са комете није био успешан. Међутим, стручњаци из DLR-а, немачког ваздухопловног центра, који раде на COSAC инструменту, потврдили су да су пронађене материје органског порекла. Друге анализе су показале да је површина комете углавном водени лед прекривен танким слојем прашине.
Ипак, према последњим подацима које је ESA објавила, вода са комете не подудара се са водом са Земље. Катрин Елтвег са Универзитета у Берну у Швајцарској, са својим тимом врши анализу узорака, мерећи количину деутеријума у води и упоређујући је са количином обичног водоника. Истраживања су показала да водониковог изотопа има око три пута више у води са комете, него у земаљској. Ово откриће довело је до забуне, пошто је однос деутеријума и стандардног водоника у води на другим кометама сличан њиховом односу на Земљи.
2. Број људи у неолиту
Ове године, српска научница Софија Стефановић остварила је невероватан успех – историјски за нашу земљу. Софија Стефановић, професорка са Филозофског факултету Универзитета у Београду, својом изузетном идејом је успела да зазузме значајно место у сазвежђу европске науке и освоји први грант Европског истраживачког савета у Србији.
Пројекат BIRTH, за који је наша научница освојила чак 1,7 милиона евра неповратних средстава, бавиће се проучавањем нагле демографске експанзије у периоду неолита, односно млађег каменог доба. Познато је да је човек током овог периода праисторије (између 10.000 и 5000 година пре нове ере) успео да овлада израдом и употребом оруђа и оружја, почео је стално да настањује одређене области, обрађује земљу и припитомљава животиње. Међутим, оно што нашу научницу посебно интересује је разлог због ког је дошло до наглог пораста популације у овом периоду.
Изузетна замисао Софије Стефановић је да открије узрок демографске експанзије тако што ће проучавати скелете жена који потичу из овог периода. На основу испитивања карлице и зуба неолитских жена, утврдиће се статистика порођаја и тиме добити први биолошки докази о еволуцији полодности.
Наиме, идеја је да се проучавају такозване инкрементне линије у структури зуба. Ове линије су сличне годовима на стаблу дрвета – свака линија представња једну годину живота. Уколико је жена била трудна, линија која одговара тој години ће бити тамна, задебљала и минерализована. На основу овога ће се добити статистика порођаја, што ће у великој мери помоћи нашем научном тиму да реши ово вишемиленијску мистерију.
Такође, идеја је да се проучавају карлице жена из неолита и да се упореде са карлицама жена из ранијих периода. Постоји вероватноћа да облик карлице није био погодан за одржавање трудноће и да се еволуцијом то променило у овом периоду. На овај начин ће тим из Лабораторије за биоархеологију при Филозофском факултету открити и да ли у овоме лежи тајна наглог пораста броја људи у нашој праисторији.
3. Рат с еболом
Ову годину је, на велику несрећу великог броја становника наше планете, обележила и епидемија вируса еболе, за коју тренутно не постоји ни лек ни вакцина, које би предухитриле појаву и ширење болести.
Ебола је група од пет врста вируса из групе Filoviridae, од којих четири врсте изазивају вирусно обољење код човека. Инфекција се преноси у додиру са крвљу или телесним течностима оболелих, како људи тако и животиња.
Ова веома разарајућа болест, први пут је идентификована 1976. године у Судану, и недуго затим у ДР Конго. Прате је бол у мишићима, малаксалост и главобоља. Затим долази до јављања дијареје, повраћања, осипа и смањене функције јетре и бубрега. Стопа смртности је изузетно висока и износи око 90 процената.
Контрола епидемије се одвија тако што се врше строги надзори потенцијално оболелих. До 2012. године у свету је укупно било регистрованих око 1000 оболелих од ове опаке болести. Највећа епидемија еболе, која је до данас забележена, тренутно је актуелна епидемија на простору западне Африке у државама Сијера Леоне, Гвинеји, Либерији и Нигерији. Само у току ове године, број оболелих се попео на скоро 20.000. За сада, болест се лечи подизањем имунитета погођених овом болешћу, како би организам сам покушао да се избори са вирсуом.
Епидемија се спречава карантином и контролама на аеородромима, посебно путника који долазе из ризичних области, попут Западне Африке, где је ситуација тренутно најозбиљнија.
У погледу лекова, највше пажње привлачи такозвани ЗМАПП (ZMAPP), лек који се састоји од три врсте антитела која прате процес размножавања вируса. Развијање овог лека започело је пре десет година Министарство одбране САД, и до сада се показао ефикасним на мајмунима. Од почетка последњег таласа (крајем прошле године), лек је тестиран и на људима.
Други начин којим лекари покушавају да лече пацијенте је трансфузија крвне плазме пацијената који су се успешно изборили са еболом, у нади да ће антитела која се налазе у таквој плазми помоћи оболелима у лечењу. Светска здравствена организација каже да је један од главних проблема овде логистика прикупљања крвне плазме, и оцењују да ће прва количина бити спремна за тестирање крајем ове године.
Лек који је најдоступнији, уколико се докаже да је и ефикасан, јесте АВИГАН (AVIGAN), познат још под називом Фавипиравир (Favipiravir), и спада у групу антивируса. Овај лек стиже из Јапана, и више од 10.000 доза је спремно за дистрибуцију. Увелико се користи за лечење грипа, али још није тестиран на људима када је реч о лечењу еболе. Ипак, експерименти на мишевима показују да доводи до смањења нивоа овог вируса у телу.
Постоји и неколико кандидата када су у питању вакцине. Једна од њих је VRC207, која се базира на вирусу прехладе код шимпанзи.
4. Гравитациони таласи
Можда ништа у овој години није изазвало толико узбуђења, бурних дебата, али и разочарања у научним круговима, као објава открића гравитационих таласа. Требало је да прође свега неколико месеци да би научна заједница схватила да је рач о срећи кратког века и да је највероватније дошло до грешке у тумачењу добијених података.
Шта се заправо догодило? У марту ове година обрадовала нас је вест да су научници са пројекта BICEP2 успели да детектују прве знаке живота нашег свемира – мистериозне гравитационе таласе. Сматра се да су ови таласи настали током првих неколико делића секунде постојања свемира, у току такозване инфлације, када је дошло до нагле и убрзане експанзије простора. Као последица убрзаног ширења материје у раном свемиру, према неким теоријама дошло је до формирања ових таласа. Прве светлосне информације, које нам говоре о томе какве карактеристике је свемир имао када је био стар 380.000 година, снимили смо још шездесетих година прошлог века. Међутим, немамо сазнања о томе шта се дешавало пре тога, јер је свемир био толико густ да светлосни зраци нису могли да се пробију и отисну на далеки пут ка нашим телескопима и детекторима.
Тим научника, који је са Јужног пола посматрао гравитационе таласе, увидео је нешто што називамо Б-модалитет, односно одређене шаре које су гравитациони таласи као отисак прста могли да оставе у првој светлости свемира, у процесу који називамо поларизација. Оно што је „упрљало“ блиставост ове приче је чињеница да гравитациони таласи овоме не морају да буду једини узрочник, већ сличне шаре може да начини и прашина у нашој галаксији.
И поред великих напора које су ови научници уложили како би елиминисали галактичку прашину као потенцијалног „кривца“, неки пропусти су били начињени. Тим научника окупљених око свемирског телескопа Планк ипак опрезно излази са оповргавањем резултата, јер сматрају да још анализа мора да се начини, како би се донели закључци са стопостотном сигурношћу. Највећи пропуст BICEP2 тима је то што су у јавност изашли са прелиминарним резултатима, не чекајући потпуне сетове података са Планк сателита, који је проучавао исте ефекте, али на много већем опсегу таласних дужина светлоти коју је посматрао.
Ако би се ипак у блиској будућности показало да гравитациони таласи јесу узрок овој врсти поларизације и неравномерној расподели материје у раном свемиру, научници би успели да објасне зашто свемир изгледа онако како изгледа данас, односно како је успео да развије структуре попут првих звезда и галаксија, којима су биле неопходне клице гушће материје, око којих су се током дугог низа година постепено формирале познате структуре.
5. Полетање Ориона
Летелица Орион, која би једног дана требало да понесе људе даље него што су икада били, 5. децембра 2014. године је отишла на своје пробно путовање. Ова летелица, коју је дизајнирала НАСА у сарадњи са другим свемирским агенцијама, у будућности би требало да људима омогући пут на Марс. Иако је премијерни лет био заказан за 4. децембар, због лоших временских прилика пробни лет је померен за дан после.
Из чега се састоји летелица Орион? Капсула је састављена из пет делова, а у орбиту ју је лансирала United Launch Alliance Delta 4 Heavy ракета. Врх капсуле је Launch Abort System, који служи као сигурносни модул и може се одвојити при лансирању зајдно са посадом уколико било шта пође наопако. Овај систем је први био тестиран током лансирања тест лета. Испод њега се налази Crew Module, где ће на крају бити смештена посада и где стаје четворо путника. Сервисни модул је дизајнирала Европска свемирска агенција и носи ракетне моторе за погон капсуле, али и соларне плоче које ће напајати летелицу, као и сав кисеоник који ће бити потребан посади.
Посебни елементи дизајнирани су да штите овај модул при проласку кроз атмосферу и састављени су у јединицу под називом Spacecraft Adapter, а последњи део је такозвана јединица са инструментима где су смештени сви рачунари, сензори и системи за комуникацију.
Тест лет се састојао из неколико етапа. Током прве фазе лета, све је текло беспрекорно. Током друге фазе лета, летелица је развила брзину од око 25.000 километара на час у орбити око планете. Следећи корак био је одвајање капсуле и паљење потискивача који су послати летелицу ван ниске орбите око Земље.
Након што је прва орбита око земље завршена, Орион се удаљио од Земље и прошао кроз Ван Аленов појас радијације, током ког су биле погашене камере како не би дошло до оштећења. Након проласка кроз Ван Аленове појасе сви системи су и даље радили савршено. Кључни моменат за Орион је био улазак летелице у атмосферу, међутим, како је и ова фаза лета протекла беспрекорно, Орион је безбедно слетео у Тихи океан.
Према плановима НАСЕ, лет на Марс би требало да се догоди за свега неколико година, највероватније 2021. Тада ће свет пратити епохални тренутак у историји људске цивилизације, који ће омогућити нашој врсти да закорачи на неко друго небеско тело, неколико деценија након што смо слетели на Месец.
6. ХИВ против ћелија рака
Вест која ће сигурно обележити 2014. годину је да су научници успели да споје два зла, при чему је генетски модификовани ХИВ вирус почео да напада и уништава ћелије рака.
Научници са Универзитета у Пенсилванији користили су генетски модификован ХИВ вирус како би репрограмирали имуни систем пацијената оболелих од рака тако да сам напада болесне ћелије. Експериментална терапија довела је до потпуног излечења већине пацијената који нису реаговали ни на какав вид терапије до тада.
Истраживање је укључивало 30 пацијената, петоро одраслих и двадесет петоро деце. Сви су имали тежак вид акутне лимфоцитне леукемије код којих су ранији покушаји лечења били неуспешни и болест се враћала неколико пута. Код више од половине чак ни трансплантација ћелија коштане сржи, која у таквим ситуацијама даје највеће шансе за живот, није помгла. Доктори су већини прогнозирали још неколико месеци или тек пар недеља живота.
Лекари су из крви оболелих издвајали Т-ћелије, бела крвна зрнца која штите организам од вируса и рака, затим филтрирану крв враћали назад. Касније су користили модификован облик ХИВ вируса како би заразили Т-ћелије и у њих убацивали гене способне да препознају и нападну одређену врсту рака. Ћелије су се потом размножавале и остајале у телу пацијената месецима.
Модификовани вирус садржи ДНК човека, миша и краве, вирус који напада мрмоте и један који напада краве. „Прерађене“ Т-ћелије су садржале такозване химерне антиген рецепторе – протеине који проналазе и убијају ћелије рака. Хемотерапијом су уништаване немодификоване Т-ћелије како не би нападале нове, које се убризгавају у тело пацијента. Свака од њих је способна за размножавање, те од једне може настати чак десет хиљада нових.
У наредних неколико недеља пацијенти су имали повишену температуру, дрхтавицу, низак крвни притисак и сличне симптоме који се јављају и код грипа. Овакве реакције организма знак су да је рак „у бекству“. Шест месеци од почетка терапије 23 од 30 пецијената су и даље били у животу, а чак 19 је било у потпуној ремисији. Седморо њих је умрло, а код неких се пре изненадне смрти болест почела повлачити.
Карл Џун и Стефан Грап, доктори са Универзитета у Пенсилванији, мисле да је дуга ремисија знак да пресађивање ћелија коштане сржи више неће бити неопходно. Још се надају да ће терапија Т-ћелијама заменити ону са трансплантацијом ћелија коштане сржи, која је веома ризична и напорна.
7. Будућност ЦЕРН-а
Ова година је била врло узбудљива за ЦЕРН. Наиме, прослављена су два рођендана – ЦЕРН је напунио 60 година, а интернет, који своје корене има баш у овој научној установи, свој 25. рођендан.
Такође, почетком новембра објављена је вест о томе ко ће бити следећи директор ЦЕРН-а, почевши од 1. јануара 2016. године. Тачније, у питању је будућа директорка, итлијанска научница у области елементарних честица Фабиола Ђаноти. Позната научница је радила на неколико пројеката унутар ЦЕРН-а, од 1987. године када се званично запослила у овој установи. Током неколико година била је вођа тима експеримента ATLAS, који је заслужан за откриће Хигсовог бозона 2012. године. Међутим, широј јавности је постала позната као портпарол овог пројекта. Ово је први пут у 60-годишњој историји ЦЕРН-а да ће на његовом челу бити једна жена.
Међутим, ова година ће остати и по неколико значајних открића. Наиме, ЦЕРН је почетком 2014. године први пут успео да генерише сноп антиводоничних атома, да би већ током лета ЦЕРН-ов експеримент ALPHA успео да измери наелектрисање појединачних атома. Антиводоник представља антиматерију – материју састављену од античестица, за разлику од обичне материје коју познајемо, а која је састављена од елементарних честица, као што су протони, неутрони, електрони и сл.
Током 2014. године, радило се и на значајном унапређењу најмоћније научне машине на планети, LHC-а. У фебруару је тим научника и инжењера кренуо са отварањем акцелератора на сваких 20 метара. Ремонт LHC-а је био неопходан, како би с пролећа 2015. године почео да ради пуном паром и убрзава честице на много већим енергијама, што ће у будућносто отворити многа врата за нова открића.
Истражите и друге топ-листе у рубрици THNIKLIST