از دنیاگیری تا اکتشافات فضایی؛ اخبار علمی مهم در سال ۲۰۲۲ چه خواهند بود؟
نشریه‌ی علمی نیوساینتیست در نخستین شماره‌ی خود در ۲۰۲۲، مهم‌ترین اتفاقات و وقایع علمی در سال جدید میلادی را در قالب ۸ بخش مختلف پیش‌بینی کرده است. با ورود دنیاگیری به سومین سال تقویم، تکامل گونه‌های بعدی ویروس کرونا و نیاز به تزریق دزهای یادآور بیشتر در ۱۲ ماه آتی، احتمالاً همچنان گریبانگیر ما خواهد بود. در بخش دیگر، با کاربرد فناوری نجات‌بخش به‌کاررفته در واکسن‌های فایزر و مدرنا در ابداع درمان برای بیماری‌های مختلف آشنا می‌شویم.
علاقه‌مندان به فیزیک ذرات می‌توانند امسال شاهد از سرگیری فعالیت برخورددهنده هادرونی بزرگ با تجهیزات ارتقاءیافته جدید باشند. در سال جدید همچنین کنفرانس مهم تنوع زیستی سازمان ملل در چین برگزار خواهد شد. این نشست فرصتی برای رهبران جهان است تا اهداف تنوع زیستی و اقلیمی را هم‌راستا و هماهنگ کنند. با برنامه‌ها برای پرتاب چندین فضاپیما و کاوشگر به مقاصد مختلف از جمله ماه، مریخ و سیارکی منحصربه‌فرد به نام سایکی، ۲۰۲۲ سال پرباری برای علاقه‌مندان به کاوش‌های فضایی نیز محسوب می‌شود. در ادامه با زومیت همراه باشید تا با ۸ پیش‌بینی علمی برای سال جدید آشنا شوید.
انرژی‌های تجدیدپذیر: ظهور ابرشبکه‌ها
هند در زمان اتمام کنفرانس تغییرات اقلیمی سازمان ملل در نوامبر ۲۰۲۱، با تضعیف جنبش پایان‌بخشی به استفاده از زغال سنگ، به کشوری بدنام تبدیل شد. در عین حال احتمالاً خیلی‌ها نمی‌دانند که هند با برنامه‌اش برای گسترش وسیع دسترسی به انرژی خورشیدی از طریق ترکیب شبکه‌های برق کشورها و حتی کل قاره‌ها، به شکل مثبت‌تر به اجلاس گلاسکو پا گذاشت.
نارندرا مودی، نخست‌وزیر هند پیش‌تر درباره‌ی اید‌ه‌ی یادشده صحبت کرده بود؛ اما پروژه‌ی «یک خورشید، یک جهان، یک شبکه» که در گلاسکو راه‌اندازی شد، اکنون پشتیبانی بیش از ۸۰ کشور از جمله استرالیا، بریتانیا و ایالات متحده را دارد. این هم‌پیمانی فقط یک نمونه از حرکت رو به رشد برای ساخت «ابرشبکه‌های» منطقه‌ای و در نهایت جهانی است: کابل‌های دوربرد فشار قوی که خروجی در حال افزایش انرژی‌های تجدیدپذیر هر کشور را به یکدیگر متصل می‌کند.
نیاز به حفظ جریان یکنواخت انرژی در شبکه‌های برق، از انگیزه‌های شکل‌گیری جنبش ابرشبکه محسوب می‌شود. آب‌وهوای محلی، میزان انرژی تولیدشده از باد و خورشید را متغیّر می‌کند؛ اما اگر شبکه بزرگ‌تر و در ناحیه‌ی جغرافیایی وسیع‌تری توزیع شده باشد، این تفاوت در مقدار تولید انرژی کمتر مشکل‌ساز می‌شود.
از همه مهم‌تر، پروژه‌های بسیار بزرگ انرژی سبز، چه نیروگاه‌های بادی در دریای شمال یا مزارع خورشیدی در صحرای استرالیا، اغلب دور از نواحی صنعتی و شهرهایی مستقر هستند که به انرژی آن‌ها نیاز دارند. ابرشبکه‌ها با اتصال منابع بزرگ انرژی تجدیدپذیر به افرادی که از برق استفاده می‌کنند، راهکاری برای حل مشکل مسافت ارائه می‌دهند.
جیم واتسون از کالج دانشگاهی لندن به نیوساینتیست می‌گوید «دولت هند مشتاق پیوند با خاورمیانه است تا با استفاده از انرژی تجدیدپذیر وارداتی، به کربن‌زدایی از هند کمک کند.» بریتانیا، یکی از شریکان هند در پروژه‌ی «یک خورشید، یک جهان، یک شبکه» نیز در حال بررسی کابل‌های جدید دوربرد است.
بازتابنده‌های خورشیدی در قلمرو شمالی استرالیا.
سپتامبر گذشته، بریتانیا واردات انرژی آبی از نروژ را از طریق کابلی زیردریایی به طول ۷۲۴ کیلومتر آغاز کرد. در سال‌های پیش‌رو انتظار می‌رود این کابل عمدتاً برای صادرات برق از شمار رو به رشد نیروگاه‌های بادی فراساحلی بریتانیا به‌کار رود تا بتوان آن را در تأسیسات برق آبی در نروژ ذخیره و در صورت نیاز در شبکه آزاد کرد.
در سال ۲۰۲۲، اکس‌لینکس، استارتاپ بریتانیایی تلاش خواهد کرد تا دولت این کشور را به تضمین کم‌ترین قیمت ممکن برای برق تولیدی در مزرعه بادی و خورشیدی بزرگی متقاعد کند که قرار است در مراکش ساخته شود. این نیروگاه می‌تواند از طریق کابلی زیردریایی به طول ۳۸۰۰ کیلومتر، برق خانه‌های بریتانیا را تأمین کند.
سایمون موریش، بنیان‌گذار و مدیرعامل اکس‌لینکس می‌گوید «با اطمینان بالایی پیش‌بینی خواهم کرد که درطول ۱۵ سال آینده، جهان شاهد شمار بسیار بزرگی از اینترکانکتورها (ساختارهایی که به جریان افتادن برق را بین شبکه‌ها امکان‌پذیر می‌کنند) خواهد بود.»
اکس‌لینکس همچنین روی طرح پیشنهادی خود برای ساخت بزرگ‌ترین مزرعه خورشیدی جهان در شمال استرالیا در حال همکاری با شرکت استرالیایی «سان کابل» است تا برق کم‌کربن برای سنگاپور تأمین کند. این نیروگاه از مسیر بندر داروین استرالیا و از طریق کابلی ۴۲۰۰ کیلومتری به سنگاپور متصل خواهد شد. در ماه سپتامبر، سان کابل مجوز عبور کابل‌های فشار قوی از طریق آب‌های اندونزی را دریافت کرد.
در سال ۲۰۲۲ می‌توانیم شاهد پیشرفت در تلاش‌ها برای ساخت «جزیره‌ی انرژی» در دریای شمال نیز باشیم. این جزیره به‌عنوان یک هاب وسیع برای نیروگاه‌هایی به‌کار خواهد رفت که می‌توانند برق بادی را برای چندین کشور اروپایی تأمین کنند. نشنال گرید، شرکت بریتانیایی به‌تازگی اعلام کرد که در حال انجام گفت‌وگوها درباره‌ی این پروژه‌ی پیشگامانه است.
پزشکی: فناوری mRNA ممکن است بیماری‌های مزمن را درمان کند
۲۰۲۲ ممکن است سالی باشد که دریابیم آیا فناوری mRNA می‌تواند کاربردی بسیار فراتر از صرفاً ساخت واکسن داشته باشد یا نه. امید می‌رود این فناوری همچنین بتواند بدن‌هایمان را به تولید داروهایی وا دارد که ساخت آن‌ها با روش‌های دیگر بسیار هزینه‌بر است و از این طریق، دریچه را به سمت درمان شمار گسترده‌ای از بیماری‌ها باز کند.
mRNA-ها اساساً دستورالعمل‌های رمزگذاری‌شده‌ی ژنتیکی هستند که نحوه‌ی ساخت مولکول‌های بزرگ تشکیل‌دهنده بخش عمده‌ی ساختار حیات یا همان پروتئین‌ها را به سلول‌های بدنمان می‌گویند. در مورد واکسن‌های ساخته‌شده بر پایه این فناوری، mRNA-ها پروتئین‌های ویروسی را که موجب تحریک پاسخ ایمنی می‌شوند، رمزگذاری می‌کنند.
وقتی دنیاگیری ویروس کرونا آغاز شد، واکسن‌های mRNA هنوز در مرحله آزمایش به سر می‌بردند. فقط چند کارآزمایی کوچک وجود داشت و هیچ واکسنی بر پایه این فناوری مجوز نگرفته بود. اکنون با گذشت دو سال، صدها میلیون نفر در سرتاسر جهان واکسن‌های فایزر – بایون‌تک یا مدرنا را دریافت کرده‌اند و به لطف مطالعات مختلف فهمیده‌ایم که آن‌ها بسیار ایمن و اثربخش هستند.
کارمند بایون‌تک در حال آزمایش رویه‌های ساخت mRNA.
موفقیت واکسن کووید به تلاش‌ها برای ساخت دیگر واکسن‌های mRNA برای همه‌چیز از سرطان‌ها تا تب‌خال سرعت بسیار بخشید. اما mRNA-ها می‌توانند تقریباً هر پروتئینی را رمزگذاری کنند؛ در نتیجه همان فناوری اولیه ممکن است امکان کشف تمام انواع درمان‌ها را نیز به ما بدهد.
مقاله‌های مرتبط:واکسن mRNA؛ عصری جدید در واکسن‌شناسیآیا mRNA علاوه‌بر واکسن، در درمان بیماری‌ها نیز کاربرد دارد؟
به‌عنوان مثال، فیبروز سیستیک اغلب به علت کمبود پروتئینی به نام CFTR در سلول‌های ریه ایجاد می‌شود. مدرنا و شرکتی دیگر به نام ورتکس در حال ابداع درمانی پروتئینی با اسم رمز VXc-522 هستند که از mRNA-های رمزگذار برای پروتئین سی‌اف‌تی‌آر تشکیل شده و هدفش تحویل آن‌ها به بدن از طریق استنشاق است. VXc-522 هم‌اکنون آزمون ایمنی را می‌گذراند و اگر همه چیز به خوبی پیش برود، ممکن است به‌زودی وارد کارآزمایی‌های انسانی شود.
مدرنا همچنین به همراه شرکت داروسازی آسترازنکا روی یک روش درمانی mRNA دیگر کار می‌کند که هدفش واداشتن سلول‌ها به ساخت پروتئینی به نام فاکتور رشد اندوتلیال عروقی (VEGF) است. این پروتئین رشد عروق خونی را تحریک می‌کند؛ در نتیجه، این درمان با اسم رمز AZD8601 می‌تواند برای همه چیز از زخم‌هام ترمیم‌ناپذیر تا بیماری قلبی به‌کار رود.
mRNA می‌تواند با واداشتن بدن‌هایمان به تولید پروتئین‌های مورد نیاز، زمان و هزینه‌های ساخت داروها را کاهش دهد
در کنفرانسی خبری در نوامبر گذشته، شرکت‌های یادشده اعلام کردند که AZD8601 در یک کارآزمایی اولیه که شامل تزریق مستقیم آن به ماهیچه‌های آسیب‌دیده قلب در جریان جراحی بود، ایمن ظاهر شد. کارآزمایی‌های بزرگ‌تر که برای آزمودن اثربخشی طراحی شده‌اند، اکنون می‌توانند اجرا شوند.
پتانسیل داروهای mRNA بسیار زیاد است. بسیاری از داروهای پروتئین‌پایه نظیر پادتن‌های ساخته‌شده در خارج از بدن به شدت اثربخش و در عین حال بسیار گران بوده‌اند. پادتن‌ها را گلوله‌های جادویی با برچسب قیمت گزاف می‌نامند و هزینه‌های سرسام‌آور برخی درمان‌های سرطان بحث‌برانگیز بوده است. درعوض mRNA-ها می‌توانند با واداشتن بدن‌هایمان به انجام وظیفه‌ی دشوار و زمان‌بر تولید پروتئین‌های مورد نیاز، زمان و هزینه‌های ساخت داروها را تا حد بسیار زیاد کاهش دهند.
پزشکی: داروی بحث‌برانگیز آلزایمر
انتظار می‌رود که بحث بر سر داروی جدید ساخته‌شده برای درمان بیماری آلزایمر به نام آدوکانوماب در سال ۲۰۲۲ نیز تداوم یابد. این دارو که بهار گذشته در ایالات متحده مجوز گرفت، نخستین دارویی محسوب می‌شود که به جای رفع علائم، برای درمان علت احتمالی این شکل از زوال عقل طراحی شده است.
آدوکانوماب، آمیلوئید بتا را هدف می‌گیرد؛ پروتئین تشکیل‌دهنده پلاک‌ها در مغز که اغلب در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر دیده می‌شود. با این حال، داروی جدید علاوه بر تحسین‌کنندگان، منتقدان خود را نیز دارد. تاکنون ثابت نشده است که آدوکانوماب، علائم اصلی بیماری آلزایمر شامل از دست دادن حافظه و اختلال حواس را کاهش می‌دهد. دیگر داروهای رایج، این علائم را اندکی کاهش می‌دهند؛ اما برای تمام افراد جوابگو نیستند و اثراتشان به تدریج از بین می‌رود.
سازمان غذا و دارو (FDA)، نهاد نظارت بر داروها در آمریکا، آدوکانوماب را بر این اساس که میزان پلاک‌های آمیلوئید را کاهش می‌دهد، برای استفاده به‌منظور مقابله با آلزایمر تأیید کرد. این پلاک‌ها از مدت‌ها پیش به‌عنوان «نشانگر زیستی» برای تشخیص پیشرفت یا شدت بیماری شناخته شده‌اند.
دیگر داروها نیز بر اساس نشانگرهای زیستی تأیید شده‌اند. به‌عنوان مثال سطوح «کلسترول بد» به‌عنوان نشانگر زیستی برای بیماری قلبی شناخته می‌شود؛ اما برای آلزایمر، اینکه آیا پلاک‌ها نشانگر زیستی معتبر محسوب می‌شوند یا نه، هنوز اتفاق نظر وجود ندارد.
کارآزمایی بالینی آدوکانوماب، داروی آلزایمر.
نگرانی فزاینده‌ای وجود دارد که پلاک‌ها ممکن است نه عامل آلزایمر، بلکه بیشتر عارضه‌ی جانبی روند بیماری باشند. سوزان کوهاس، پژوهشگر در مرکز تحقیقات آلزایمر بریتانیا می‌گوید هدف‌گیری پلاک‌ها «به‌طور منطقی احتمالاً تأثیر بالینی خواهد داشت؛ اما این موضوع هنوز آزمایش نشده است.»
FDA برخلاف رویه معمول، بدون توجه به توصیه‌های هیئت مشاوره خود، آدوکانوماب را تأیید کرد. در واقع، هیچ‌یک از ۱۱ عضو این هیئت، داروی جدید را آماده‌ی دریافت مجوز نمی‌دانستند و سه تن از آن‌ها در اعتراض به تصمیم FDA استعفا دادند. سرپرست سازمان غذا و دارو از آن زمان خواستار انجام تحقیقات درباره روند تأیید دارو شده است.
بایوژن، سازنده‌ی آدوکانوماب به نیوساینتیست گفت «تأیید دارو توسط FDA پس از گذراندن روند گسترده ساخت، آزمون بالینی و فرایند بررسی نظارتی انجام شد.» به گفته‌ی شرکت، مجوز دارو به پشتوانه‌ی داده‌هایی گرفته شده که از بیش از ۳۰۰۰ بیمار شرکت‌کننده در کارآزمایی‌های آن‌ها به‌دست آمده است.
یک کارآزمایی بالینی نشان داد که تقریباً ۴۰ درصد افراد دریافت‌کننده دارو، تورم یا خون‌ریزی مغز قابل مشاهده در اسکن را تجربه کردند. به گفته‌ی سازمان غذا و دارو، آدوکانوماب اکنون باید در کارآزمایی بالینی بزرگ‌تری آزمایش شود؛ اما در عمل ممکن است سال‌ها طول بکشد تا نتایج حاصل شود. افراد کمی احتمالاً تمایل دارند که پس از دریافت مجوز دارو، در کارآزمایی کنترل‌شده با دارونما حضور یابند و ریسک دریافت قرص‌های جعلی را بپذیرند.
در ۱۷ دسامبر، آژانس دارویی اروپا تصمیم گرفت آدوکانوماب را تأیید نکند. آژانس نظارتی داروها و محصولات بهداشتی بریتانیا نیز هم‌اکنون درحال ارزیابی دارو است. اگر آدوکانوماب در بریتانیا مجوز بگیرد، باید بررسی و تصمیم گرفته شود که آیا برای استفاده توسط سرویس سلامت همگانی این کشور مقرون‌به‌صرفه است یا نه. در ایالات متحده، قیمت دارو ۵۶ هزار دلار در سال است.
فیزیک ذرات: از سرگیری فعالیت برخورددهنده هادرونی بزرگ
برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) در سرن در نزدیکی ژنو سوئیس، پس از سه سال تعطیلی و تاخیرها به‌دلیل دنیاگیری کووید ۱۹ دوباره شروع به فعالیت خواهد کرد. این برخوردهنده‌ی ذرات به دلیل نقشش در کشف ذره‌ی بوزون هیگز که به تمام ذرات بنیادی دیگر جرم می‌دهد، شناخته شده است. LHC در سال ۲۰۲۲ با ارتقاءهایی که قدرت بیشتری به آن می‌بخشند، بازخواهد گشت.
تلاش‌ها برای اجرای آزمایش‌ها در برخورددهنده و کالیبره‌سازی تجهیزات جدید در دست انجام بوده است. اکنون، LHC برای آزمایش‌هایی آماده می‌شود که می‌توانند داده‌های مورد نیاز برای گسترش مدل استاندارد یا بهترین توصیف ما از نحوه تعامل ذرات و نیروها را به فیزیکدانان بدهند.
برخورددهنده هادرونی بزرگ برای آزمایش‌هایی آماده می‌شود که می‌توانند داده‌های مورد نیاز برای گسترش مدل استاندارد را به فیزیکدانان بدهند
فیل آلپورت از دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا می‌گوید ارتقاءها می‌توانند اندازه‌گیری‌های جدیدی را امکان‌پذیر کنند که با دادن بینش تازه از نحوه‌ی واپاشی بوزون هیگز، به درک بهتر از چگونگی تطابق آن با مدل استاندارد منجر خواهند شد. او افزود این اندازه‌گیری‌ها آنچه را که در بالاترین انرژی‌های دست‌یافتنی اتفاق می‌افتد، آشکار می‌کند که این امر، ما را به شناخت درباره پدیده‌های جهان بسیار اولیه می‌رساند. آن‌ها همچنین به ما امکان خواهند داد تا ایده‌هایی را آزمایش کنیم که هدفشان تبیین مسائلی است که به‌طور کامل توسط مدل استاندارد توصیف نشده‌اند.
مسائل یادشده شامل اسراری است که فکر فیزیکدانان را برای دهه‌ها درگیر خود کرده است؛ نظیر مسئله‌ی سلسله‌مراتب که به اختلاف گسترده بین جرم هیگز و سایر ذرات بنیادی به‌علاوه انرژی تاریک و ماده تاریک (پدیده‌های ناشناخته‌ی تشکیل‌دهنده بخش عمده‌ی جهان) می‌پردازد.
برخورددهنده هادرونی بزرگ به‌منظور ارتقاء از سال ۲۰۱۸ تعطیل بوده است.
آلپورت می‌گوید «تمام این موارد برای تطابق، به الحاقات به مدل استاندارد فیزیک ذرات نیاز دارند و تمام این نظریه‌ها پیش‌بینی انجام می‌دهند. بهترین مکان برای آزمایش این پیش‌بینی‌ها معمولا در بالاترین انرژی‌های دست‌یافتنی است. آلپورت افزود ارتقاءهای برخورددهنده هادرونی بزرگ همچنین مسیر را برای دستیابی به مشاهدات کاملاً جدیدی هموار خواهند کرد که نشانه انحراف از مدل استاندارد هستند.
بخشی از کار ارتقاء شامل افزایش قدرت تزریق‌کننده‌هایی بوده است که پرتوهای پرشتاب ذرات را به برخورددهنده می‌رسانند. پیش از آخرین تعطیلی در سال ۲۰۱۸، پروتون‌ها می‌توانستند به انرژی ۶/۵ ترا الکترون‌ولت دست یابند؛ اما به لطف ارتقاءهای اخیر، این عدد اکنون می‌تواند به ۶/۸ ترا الکترون‌ولت برسد. رنده استیرنبرگ، مدیر گروه عملیات بخش پرتوها در سرن می‌گوید این پرتوهای قدرتمندتر موجب برخوردها در انرژی‌های بالاتر از قبل خواهند شد. دیگر ارتقاها در آینده نیز امکان برخورد هم‌زمان ذرات بیشتر را فراهم خواهند کرد.
در حال حاضر برنامه‌ها برای بهبودهای بیشتری در سال ۲۰۲۴ وجود دارد که پرتوهای LHC را باریک‌تر می‌کنند و شمار برخوردهای رخ‌داده را به‌طور چشمگیر افزایش می‌دهند. در راه‌اندازی سال ۲۰۱۸، هر بار که پالسی از پروتون‌ها از یکدیگر عبور می‌کرد، تقریباً ۴۰ برخورد اتفاق می‌افتاد؛ اما ارتقاءها این عدد را به بین ۱۲۰ تا ۲۵۰ می‌رسانند. در آن زمان، LHC نامی جدید خواهد گرفت (برخورددهنده هادرونی بزرگ پردرخشش) و آزمایش‌هایش را در سال ۲۰۲۸ آغاز خواهد کرد.
هنوز آزمایش‌های بسیاری وجود دارد که پیش از آزادسازی قدرت اجزای جدید باید اجرا شوند. دانشمندان در سرن امیدوار هستند این آزمایش‌ها تا پایان فوریه پایان یابد و سپس در ماه مه به آرامی به سمت انجام شمار کوچکی از برخوردهای با قدرت کامل حرکت کنند. فرکانس این برخوردها در ماه ژوئن افزایش خواهد یافت و آنگاه به گفته استیرنبرگ، پژوهش فیزیکی معنادار آغاز خواهد شد.
حیات‌وحش: فرصت برای کمک به طبیعت
در حالی‌که جهان نتیجه‌ی اجلاس تغییرات اقلیمی ۲۰۲۱ را بررسی می‌کند، حافظان محیط‌زیست در تلاش هستند تا از ثروت‌های طبیعی سیاره محافظت کنند. نشست مهم تنوع زیستی سازمان ملل به دلیل دنیاگیری سه مرتبه به تعویق افتاده است و اکنون پس از آنکه جلسه اول آن به صورت مجازی در اکتبر گذشته برگزار شد، جلسه بعدی تا پیش از ماه آوریل به صورت حضوری در چین برگزار نخواهد شد.
تأخیر در برگزاری نشست بدان معنا است که در حال حاضر هیچ هدفی در سطح جهانی برای توقف از دست رفتن تنوع زیستی وجود ندارد. در حالی‌که کشورها اغلب اهداف تعیین‌شده برای سال ۲۰۲۰ را از دست دادند، مجموعه‌ای تازه از اهداف برای سال ۲۰۳۰ (با عنوان چارچوب جهانی تنوع زیستی پسا ۲۰۲۰) همچنان برای کاهش و در نهایت وارونه‌سازی زوال حیات‌وحش و زیستگاه‌ها ضروری است.
سوزان لیبرمن از انجمن حفاظت از حیات‌وحش می‌گوید «واقعاً امیدوارم که آنچه در کون‌مینگ (شهر محل برگزاری نشست) به تصویب می‌رسد، به ایجاد تأثیر مهم بر تنوع زیستی کمک کند.» مهم‌ترین نتیجه احتمالی اجلاس پیش‌رو، تکیه بر تعهد سال ۲۰۲۰ مبنی بر حفاظت از ۱۷ درصد از خشکی‌ها و ۱۰ درصد از اقیانوس‌ها و تعهد برای تعیین ۳۰ درصد از خشکی‌ها و اقیانوس‌ها به‌عنوان ناحیه حفاظت‌شده تا سال ۲۰۳۰ است. هم‌اکنون بیش از ۷۰ کشور از جمله هند و بریتانیا از این ایده حمایت کرده‌اند؛ اما کشورهای مهم برخوردار از کانون‌های تنوع زیستی نظیر برزیل، اندونزی و چین، میزبان اجلاس هنوز غایب هستند.
جزئیات بسیار بیشتری درباره چارچوب جهانی تنوع زیستی پسا ۲۰۲۰ وجود دارد که کشورها باید در اجلاس کون‌مینگ بر سر آن‌ها به توافق برسند. «یکپارچکی اکولوژیکی» این نواحی بزرگ محافظت‌شده یا به عبارت دیگر، اینکه آیا هنوز اکوسیستم‌ها کارآمد و سالم هستند یا نه، مورد بحث قرار خواهد گرفت. همچنین کشورها درباره کاهش یارانه‌های کشاورزی که برخی‌شان موجب تبدیل جنگل‌ها به زمین‌های مورد استفاده برای پرورش روغن نخل، دانه‌های سویا و گاو می‌شود، بحث خواهند کرد.
لاک‌پشت سبز درحال تغذیه در علفزارهای دریایی باهاما.
مذاکرات قرار بود در ماه ژانویه در ژنو سوئیس ادامه یابد؛ اما به دلیل شیوع سویه اومیکرون ویروس کرونا به تعویق افتاد. مسئله‌ی بزرگ کنونی، کووید ۱۹ است. لیبرمن می‌گوید ما نمی‌توانیم بدون توجه به چگونگی پیشگیری از دنیاگیری بعدی، در زمینه تنوع زیستی به دهه بعد نگاه کنیم. پژوهشگران نشان داده‌اند که زوال و تخریب مناطق حیات‌وحش، احتمال انتقال بیماری‌های حیوانات به انسان‌ها را افزایش می‌دهد.
به‌دنبال تصویب پیمان اقلیمی گلاسکو، دولت‌ها برای هماهنگ‌سازی اقداماتشان در زمینه تنوع زیستی و تغییر اقلیم تحت فشار قرار خواهند گرفت. متن نهایی پیمان گلاسکو بر «اهمیت محافظت، نگه‌داری و بازیابی طبیعت و اکوسیستم‌ها» برای دستیابی به هدف حفظ گرمایش جهانی تا ۱/۵ درجه سانتی‌گراد تأکید می‌کند. در حاشیه نشست اقلیمی گلاسکو، بیش از صد کشور بر سر توقف جنگل‌زدایی تا سال ۲۰۳۰ توافق کردند. با این حال چگونگی تحقق این هدف یا الزام کشورها به پایبندی به تعهداتشان مشخص نیست.
موضوعی که مذاکره‌کنندگان دولتی در گلاسکو از آن غفلت کردند، اعلام صریح این مسئله بود که جنگل‌ها، پوده‌زارها، علفزارهای دریایی و دیگر زیستگاه‌ها می‌توانند به‌عنوان راهکارهای طبعیت‌پایه‌ای عمل کنند که برای مبارزه با تغییرات اقلیمی اهمیت حیاتی دارند. پیش‌نویس اولیه پیمان از چنین عباراتی استفاده می‌کرد؛ اما تمام آن‌ها بعداً حذف شدند.
برزیل که در دوره‌ی ریاست‌جمهوری ژائیر بولسونارو به بهره‌برداری از جنگل‌های بارانی آمازون علاقه دارد، قویاً مخالف ایده راهکارهای طبیعت‌پایه است. این عبارت در اولین پیش‌نویس پیمان تنوع زیستی در سال جدید وجود دارد؛ اما ممکن است در آستانه برگزاری نشست کون‌مینگ حذف شود.
رایانش کوانتومی: شاید سال پیشرفت بزرگ کوانتوم
یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند می‌تواند رمزنگاری‌ها را بشکند و مسائلی را حل کند که برای کامپیوترهای کلاسیک غیرممکن هستند. هرچند هیچ‌کس هنوز در ساخت چنین دستگاهی موفق نبوده است، به‌تازگی شاهد افزایش سرعت پیشرفت در این زمینه بوده‌ایم. بنابراین آیا ۲۰۲۲ می‌تواند سال کوانتوم باشد؟
«کامپیوترهای کوانتومی درطول زمان بهتر و بهتر خواهند شد و کاربردهای گسترده‌تری پیدا خواهند کرد»
در حال حاضر تلاش‌ها بر دستاورد مهمی به نام برتری کوانتومی متمرکز است: نقطه‌ای که در آن کامپیوتر کوانتومی قادر است محاسباتی را انجام دهد که کامپیوتر کلاسیک با توجه به زمان معقول توان حل آن را ندارد. گوگل نخستین شرکتی بود که در سال ۲۰۱۹ با استفاده از دستگاهی با ۵۴ کیوبیت (معادل کوانتومی بیت‌های رایانشی معمولی) به این هدف رسید تا محاسباتی اساساً غیرکاربردی انجام دهد که با عنوان محاسبه نمونه‌گیری تصادفی شناخته می‌شود. در سال ۲۰۲۱، تیمی در دانشگاه علم و فناوری چین با استفاده از ۵۶ کیوبیت، مسئله نمونه‌گیری پیچیده‌تری را حل کرد و بعدا با ۶۰ کیوبیت، پا را به مراتب فراتر گذاشت.
اما باب سوتور از آی‌بی‌ام می‌گوید این بازی جهشی، دستاوردی آکادمیک است که هنوز تأثیر واقعی چندانی ندارد. برتری واقعی فقط زمانی به‌دست می‌آید که کامپیوتر کوانتومی به‌طرز چشمگیر بهتر از نمونه‌های کلاسیک باشد و به‌جای محاسبات نمونه‌گیری تصادفی که هم‌اکنون به‌عنوان معیار استفاده می‌شود، بتواند مسائل مختلف را حل کند.
پردازنده کوانتومی سیکامور گوگل.
سوتور می‌گوید آی‌بی‌ام درحال حرکت به سمت «مزیت تجاری کوانتومی است»؛ نقطه‌ای که در آن کامپیوتر کوانتومی می‌تواند واقعا مسائل کاربردی را به‌طرز چشمگیر سریع‌تر از کامپیوترهای کلاسیک برای پژوهشگران یا شرکت‌ها حل کند. به‌گفته سوتور، این هدف هنوز محقق نشده است و در سال ۲۰۲۲ نیز نباید انتظار آن را داشت؛ اما پیش‌بینی می‌شود که بتوانیم در این دهه شاهد آن باشیم.
مقاله‌های مرتبط:هر آنچه باید درباره برتری کوانتومی گوگل بدانیدحق با IBM بود؛ برتری کوانتومی گوگل واقعی نیست
نیر ماینربی، هم‌بنیان‌گذار شرکت نرم‌افزاری کوانتومی «کلاسیک» خوش‌بین‌تر است. او باور دارد که در سال ۲۰۲۲ شاهد نمایش برتری کوانتومی در مسائل کاربردی خواهیم بود. او می‌گوید «زمان تولید نخستین خودروهای برقی را به یاد دارید؟ آن‌ها برای رانندگی به سوپرمارکت کاربرد داشتند؛ اما احتمالا نمی‌توانستند برای ۳۰۰ کیلومتر رانندگی به‌منظور رساندن فرزندتان به دانشگاه به‌کار روند. کامپیوترهای کوانتومی مانند خودروهای برقی درطول زمان بهتر و بهتر خواهند شد و کاربردهای گسترده‌تری پیدا خواهند کرد.»
برای حل مسائل عملی، شماری از موانع وجود دارد. نخستین مانع این است که دستگاه‌ها برای انجام این کار به هزاران کیوبیت بیشتر نیاز دارند و همچنین باید از نمونه‌های کنونی پایدارتر و مطمئن‌تر باشند. احتمال دارد پژوهشگران آن‌ها را به صورت گروهی در کنار هم قرار دهند تا به‌عنوان یک «کیوبیت منطقی» کار کنند. این امر به بازدهی کمک می‌کند؛ اما به تدریج به پیشرفت‌ها در اندازه دستگاه‌ها آسیب خواهد رساند؛ زیرا هزاران کیوبیت منطقی ممکن است نیازمند میلیون‌ها کیوبیت فیزیکی باشند.
پژوهشگران همچنین در حال کار روی تصحیح خطای کوانتومی هستند تا ایرادات را در صورت بروز برطرف کنند. گوگل در ژ‌و‌ئیه ۲۰۲۱ اعلام کرد که پردازنده سیکامور می‌تواند خطاها در کیوبیت‌های ابررسانایش را شناسایی و برطرف کند؛ اما سخت‌افزار اضافی مورد نیاز برای انجام این کار، خطاهای بیشتری به‌وجود می‌آورد. پژوهشگران در مؤسسه کوانتوم مشترک در مریلند بعدا موفق شدند تا با کیوبیت‌های یونی به دام افتاده‌شان، از این آستانه تراز حیاتی گذر کنند.
بااین‌حال هنوز در روزهای اولیه به سر می‌بریم. اسکات آرونسون از دانشگاه تگزاس در آستین می‌گوید «بسیار تکان‌دهنده» خواهد بود اگر یک کامپیوتر کوانتومی چندمنظوره، مسئله‌ای کاربردی را در سال ۲۰۲۲ حل کند، به گفته او «تصحیح خطا به‌تازگی شروع شده است و هنوز به نظر نمی‌رسد که حتی به نقطه حفاظت از یک کیوبیت رمزنگاری‌شده برای مدت زمان دلخواه نزدیک باشیم؛ چه رسد به انجام محاسبات روی هزاران یا میلیون‌ها کیوبیت رمزنگاری‌شده.»
کووید ۱۹: ویروس بیشتر تکامل خواهد یافت
در طول دو سال گذشته با ظهور پشت سر هم گونه‌های ویروس کرونا و به راه افتادن امواج مجدد بیماری در سرتاسر جهان، تکامل را در عمل مشاهده کرده‌ایم. به دلایل بسیار می‌توان انتظار داشت که این امر در سال ۲۰۲۲ نیز تداوم یابد و هیچ تضمینی وجود ندارد که گونه‌های آتی کم‌خطرتر باشند.
برای سارس کوو ۲ یا همان ویروس عامل کووید ۱۹، بقا به معنای آلوده کردن افراد هرچه بیشتر است. گونه‌هایی که عملکرد بهتری در انتشار دارند، از دیگر گونه‌ها پیشی خواهند گرفت. بخش مهم این امر، سرایت‌پذیری است. وقتی ویروس اصلی شروع به انتشار کرد، هر فرد آلوده به‌طور متوسط دو یا سه نفر را آلوده می‌کرد. دلتا موجب آلودگی ۶ یا هفت نفر می‌شود و اومیکرون ظاهراً به مراتب واگیردارتر است.
اغلب مردم جهان اکنون درجاتی از مصونیت را از عفونت قبلی یا واکسن دارند
هنوز به‌طور کامل نمی‌دانیم ویروس چگونه مسری‌تر می‌شود؛ اما در مورد دلتا، علت ممکن است توانایی بهتر ویروس در تکثیر خود باشد؛ بدین معنا که افراد آلوده ویروس بیشتری منتشر می‌کنند. با این حال آلوده کردن افراد، دیگر به‌راحتی قبل نیست. اغلب مردم جهان اکنون درجاتی از مصونیت را از عفونت قبلی یا واکسن دارند؛ در نتیجه، گونه‌هایی نظیر اومیکرون معمولاً ازطریق تغییرات در پروتئین اسپایک بیرونی یا همان هدف اصلی پادتن‌هایمان، درحال تکامل برای زدودن این ایمنی هستند.
ویروس در واگیردارتر شدن بیشتر با محدودیت مواجه است؛ اما احتمالاً هیچ محدودیتی در توانایی‌اش برای زدودن پاسخ ایمنی ما وجود ندارد. همان‌طور که در مورد ویروس‌های آنفلوانزای انسانی اتفاق می‌افتد، ممکن است شاهد ظهور مداوم گونه‌های جدیدی باشیم که ایمنی را به قدر کافی از بین می‌برند تا امواج بیماری را یکی پس از دیگری ایجاد کنند.
گونه دلتا ویروس کرونا زیر میکروسکوپ الکترونی.
احتمال دارد در گذر زمان به جای آنکه سویه‌های متوالی، دیگر گونه‌ها را از بین ببرند و به برتری دست یابند، گونه‌های مختلف از ویروس پابرجا بمانند و از هم جدا شوند. در صورت وقوع این امر، احتمالاً نیاز خواهیم داشت مانند واکسن آنفلوانزا، واکسن‌های مختلف را در یک دز واحد ترکیب کنیم.
اغلب ادعا می‌شود که ویروس‌های جدید برای ایجاد علائم خفیف‌تر تکامل می‌یابند؛ اما از آنجا که سارس کوو ۲ دقیقاً قبل از ظهور علائم از همیشه سرایت‌پذیرتر است، فشار انتخابی کمی برای تکامل به آن سمت روی ویروس وجود دارد. به‌عنوان مثال، آبله به‌شدت کشنده بود و می‌توانست با گذشت زمان خطرناک‌تر شود و آنفلوانزا هنوز هم آمار مرگ و میر سالانه‌ی بالایی دارد.
نگرانی دیگر این است که ویروس احتمالاً در چند حیوان دیگر گردش کند و گونه‌های جدیدی را به وجود آورد که می‌توانند دوباره به انسان منتقل شوند. هرچند این احتمال وجود دارد که گونه‌های آتی، در افراد فاقد مصونیت بیماری شدیدتر ایجاد کنند، اغلب مردم جهان اکنون درجاتی از ایمنی را دارند. این مصونیت حتی اگر برای پیشگیری از عفونت کافی نباشد، احتمالاً همچنان تا حدی از افراد دربرابر بیماری شدید محافظت خواهد کرد.
با این حال می‌توانیم انتظار داشته باشیم که این مصونیت با گذشت زمان از بین برود. حتی اگر هم‌اکنون دز یادآور را تزریق کرده باشید، ممکن است در سال ۲۰۲۲ دوباره ناگزیر به ایستادن در صف واکسن شوید تا یک یا دو دز دیگر برای محافظت از خود در برابر رو، سیگما، اوپسیلون یا شاید حتی اومگا دریافت کنید.
اکتشافات فضایی: سفر به ماه، مریخ و سیارکی به نام سایکی
اگر همه‌چیز به خوبی پیش می‌رفت، می‌توانستیم پرتاب اسپیس لانچ سیستم (SLS) را به‌عنوان نخستین مأموریت فضایی مهم، در فوریه ۲۰۲۲ شاهد باشیم، اما به علت بروز برخی مشکلات فنی، احتمالاً تا بهار یا شاید حتی تابستان باید در انتظار پرتاب قدرتمندترین موشک ناسا بمانیم. در آن زمان، اسپیس لانچ سیستم سرانجام پس از سال‌ها تأخیر و صرف هزینه‌های گزاف، نخستین پرواز غیرسرنشین‌دارش را انجام خواهد داد و در جریان آن، چندین ماهواره کوچک را به مدارهای نزدیک یا پیرامون ماه حمل خواهد کرد.
محموله‌های SLS تنها بازدیدکنندگان قمری نخواهند بود. ناسا برای ارسال ۹ سطح‌نشین به ماه به همراه ماه‌نورد و دیگر تجهیزات، قراردادهایی را به شرکت‌های خصوصی واگذار کرده است. به گفته جیم بل از دانشگاه ایالتی آریزونا، بسیاری از این مأموریت‌ها، آزمایش‌هایی برای بررسی این ایده ج‌یدید هستند که آیا شرکت‌های خصوصی می‌توانند محموله به ماه بفرستند و ریسک بالاتر را در ازای هزینه کمتر بپذیرند یا نه. بل افزود «این پارادایم جدیدی برای مأموریت‌های فضایی و رنسانسی واقعی در رباتیک قمری است.»
جاکسا، سازمان فضایی ژاپن و روسکاسموس، سازمان فضایی روسیه نیز در تدارک ارسال سطح‌نشین هستند. در سال جدید، هند، ایالات متحده و امارات متحده عربی و همچنین شرکت‌های آلمانی و بریتانیایی هر کدام سطح‌نشین و سطح‌نورد ارسال خواهند کرد.
ناسا چشم خود را به سیارکی به نام سایکی نیز دوخته است و قصد دارد تا مأموریتی به همین نام را در ماه اوت پرتاب کند. کاوشگر سیارکی ناسا از سنگ فضایی عجیبی بازدید خواهد کرد که عمدتا از آهن ساخته شده است و می‌تواند شناخت ما را درباره چگونگی تشکیل سیاره‌ها و خصوصیات هسته‌های فلزی آن‌ها افزایش دهد. بل به‌عنوان یکی از اعضای تیم سایکی می‌گوید «فرضیه‌ی اصلی این است که سایکی ظاهراً هسته عریان یک پیش‌سیاره باستانی متلاشی‌شده است. این سنگ می‌تواند نمایی اجمالی از زمان شکل‌گیری سیاره‌ها در اوایل عمر منظومه‌ی شمسی ارائه دهد.»
مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین.
رسیدن فضاپیمای ناسا به سایکی، چهار سال طول خواهد کشید. در آن زمان، کاوشگر اقدام به عکس‌برداری، تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی و ارزیابی ساختار درونی و میدان مغناطیسی سیارک خواهد کرد. هدف از بررسی‌ها فهمیدن ماهیت سایکی (اینکه هسته سیاره‌ای باستانی است یا نه)، تعیین چگونگی شکل‌گیری آن و تعمیم نتیجه‌گیری‌ها برای درک سیاره‌های زمین‌سان (سنگی) است.
سایکی احتمالاً هسته عریان یک پیش‌سیاره باستانی متلاشی‌شده است
مریخ، دیگر مقصد کاوش‌های فضایی در سال ۲۰۲۲ خواهد بود. در ماه سپتامبر، سازمان فضایی اروپا و روسکاسموس، مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین را پرتاب خواهند کرد که در سال ۲۰۲۳ به سیاره‌ی سرخ خواهد رسید. این مریخ‌نورد از سطح‌نورد چینی ژورانگ بزرگ‌تر، اما از مریخ‌نورد پرسویرنس ناسا کوچک‌تر خواهد بود. کاوشگران مریخی چین و آمریکا هر دو در فوریه سال گذشته روی مریخ فرود آمدند.
روزالیند فرانکلین تلاش خواهد کرد تا شواهد از حیات را در ناحیه‌ای به نام دشت اوکسیا که احتمالاً زمانی برای میزبانی از حیات مناسب بود، پیدا کند. مریخ‌نورد جدید چندین دوربین و ابزار علمی حمل خواهد کرد؛ اما شاید هیجان‌انگیزترین ابزارش مته‌ای است که می‌تواند نمونه‌ها را تا عمق دو متر زیر سطح جمع‌آوری کند؛ بسیار عمیق‌تر از رکورد ۶ سانتی‌متری به‌دست‌آمده به دست مریخ‌نورد کیوراسیتی ناسا.
خورخه واگو، دانشمند مأموریت روزالیند فرانکلین می‌گوید حفاری مریخ، دسترسی به سرنخ‌ها درباره گذشته سیاره را که در اثر تابش‌های یونیزه‌کننده از فضا از دست رفته‌اند، فراهم خواهد کرد. به گفته‌ی او «در طول میلیاردها سال، تابش‌ها مانند میلیون‌ها چاقوی کوچک به مولکول‌هایی آسیب رسانده‌اند که می‌خواهیم برای جست‌وجوی علائم بالقوه‌ی حیات مطالعه کنیم.»
از گسترش کاربرد فناوری واکسن mRNA تا پرتاب کاوشگری جدید به مقصد مریخ؛ ۲۰۲۲ سالی پربار و هیجان‌انگیز برای علاقه‌مندان به علم خواهد بود.