2017年,科学上又会有些什么大发现吗?我们盘点了五个领域(分别是物理学、天文学、地球科学、CRISPR、寨卡)最备受关注的热点。
【物理学】2016年,LIGO对引力波的直接探测毫无疑问是年度最为突破的科学发现,然而这只是开始,接下来我们期待能够探测到更多引力波的事件,科学家预测在上半年LIGO就会探测至少六次黑洞合并释放出的引力波。这些数据对基础物理研究非常宝贵。
2017年,粒子物理学依旧是关注的热点。中微子实验将探索物质和反物质之间的区别,这对于回答宇宙中万物是从何而来至关重要。ADMX实验将会公布他们最新的数据结果,届时我们就会知道作为暗物质的候选者之一的轴子是否真实存在或对它做出限制。由于最受看好的大质量弱相互作用粒子(WIMPs)一直不肯在实验中出现,科学家已经渐渐把注意力放在轴子身上。
费米实验室的“μ介子g-2实验”也将会测量μ介子(跟电子具有相似的性质,除了质量大很多)的磁矩,以期待新物理的出现。当粒子物理学家一直在等待着一个足以撼动整个领域的发现时,研究人员在量子物质上取得稳步的进展。在2017年,NASA的冷原子实验室(CAL)将送往国际空间站,在绝对零度以上仅100亿分之一度的超低温以及微重力的环境下研究玻色-爱因斯坦凝聚。CAL也会对一些基本物理定律进行试验。
【天文学】2017年,关于在太阳系的太空任务将会是媒体所热捧的。NASA的朱诺号将会构建木星内部结构的3D图像。ESA的外火星轨道器会寻找这颗红色星球的大气层中的微量气体。在土星执行任务的卡西尼-惠更斯号很值得期待,因为它的任务即将终结。因此研究人员更加大胆,将让卡西尼-惠更斯号飞往从前从未去过的地方。它将飞向土星环,利用土卫六的引力滑翔在环和土星的中间,并最终一头冲向土星结束自己的使命。
这些发现都将揭露更多关于太阳系是如何诞生和演化的细节。2017年9月15日,卡西尼-惠更斯号将撞上土星的大气层,结束自己的生命。四月,科学家将会首次尝试拍摄黑洞的事件视界,由全球各地的九个射电望远镜合作充当全球范围的观测阵列,即事件视界望远镜。它将会拍摄银河系中央的超大质量黑洞的第一张照片,不管结果是什么都将会是头条新闻。而八月的日食也将会是个亮点。
12月NASA的凌日外行星巡天卫星(TESS)将发射升空,NASA希望它能够找到超过3000个太阳系以外的行星,从气态巨行星到小岩石行星。同时,天文学家将会对恒星KIC 8462852进行密切的关注,这颗恒星最引人注意的地方是它的亮度曲线的变化。这使科学家有了许多幻想,难道是受到了外星人的超级建筑的影响?比如戴森球。但更有可能的是一些未知的天文现象。明年或许就能揭开答案。
2017年,我国的“天眼”射电望远镜也将大展神威,更好的监听来自外星文明的信号,但更多的会被应用在探测脉冲星和其它天文现象上。此外,天文学家也希望能够找到第九大行星的进一步证据。
【地球科学】大约6600万年以前,地球上发生了一次毁灭性的灾难。大约四分之三的所有植物和动物被灭绝了。
是什么导致了这次的空前毁灭其实一直是个未解之谜,你或许听过这是由于小行星撞击地球而导致的,但并不是所有人都相信这个答案。新的研究表明,大规模的火山爆发形成的德干暗色岩(印度西部)或许也可能导致恐龙灭绝。为了解答这个问题,一个研究团队已经到达了位于墨西哥海岸的“犯罪现象”,一个巨大的有200公里宽的希克苏鲁伯陨石坑,进行钻探取证。
这是第一次在海上成功的钻入撞击坑,也是第一次针对撞击坑的“峰值环”进行的研究。这个钻探项目以及其它的研究已经告诉我们很多关于这次灭绝的信息。但仍然有一些大问题还没有解决。导致恐龙灭绝的原因究竟是一次大规模的火山爆发,还是小行星的撞击,相信2017年会有更多新的线索指向最终答案。超级厄尔尼诺现象已经消散,拉尼娜现象随之而来。
另一方面,厄尔尼诺现象提高了全球的温度,并达到了前所未有的高温,但现在已经结束。取而代之的拉尼娜现象,现在我们处于拉尼娜现象的早期,会导致温度下降。2017年气候变化怀疑论者会对此感到兴奋,但是任何明显的降温都将是暂时的。不管什么情况,我们都预期会在2017年看到更多关于气候变化的信号,从北极海冰的消融,到极度的干旱,再到破纪录的热浪来袭。关于全球变暖的话题将持续升温。
【CRISPR】CRISPR是一个分子生物学中最热门的新工具,你或许听到过它,因为它被发展为一种基因编辑技术,是2015年的技术明星,但它将持续创造辉煌。利用CRISPR技术,科学家已经尝试对母鸡进行基因改造产生低过敏原性的鸡蛋,抵抗蘑菇变为棕色,以及将猪培育稳定的人体置换器官。科学家利用CRISPR/Cas9来研究那些会导致心脏病和癌症的遗传变异体,以及研究基因是如何开关的。
我国已经进行了世界首个在人体的CRISPR-Cas9基因编辑试验,在2017年将会有更多这样的临床试验。我们希望能够看到CRISPR在治疗人类的镰状细胞贫血症和肌肉萎缩症上取得进展,因为科学家利用CRISPR已经成功在小动物身上进行治疗。我们也希望它在对抗HIV病毒和肝炎病毒上取得突破。美国法院可能将会对麻省理工和哈佛大学的博德研究所和加州大学伯克利分校的CRISPR-Cas9专利权之争做出裁决。
这个裁决将决定了谁能收入数十亿美元的专利许可费用。
【寨卡】在过去两年,越来越多的国家报告了通过蚊子传播的寨卡病毒。全世界的目光都聚焦在波多黎各,在那里有约2700个怀孕的妇女被感染了寨卡病毒。当孩子出生后,科学家就可以学习许多关于寨卡病毒是如何影响小孩的大脑和身体。目前还尚无可用的疫苗出现,不过已经有一些疫苗开始在人类身上进行试验,我们希望在2017年能够看到一些结果。
如果结果是令人鼓舞的,就会进行下一步的临床试验,预计最早会在2018或2019年才可能有相应的疫苗。两到三年看起来似乎是很长的一段时间,但就疫苗的发展时间线来说,这已经是相当快了。除了以上提到的这些,我们还期待在量子计算机、神经灰尘、合成酵母等领域有更多的突破。当然,我们更期待那些意想不到的新发现。