Οι δέκα κορυφαίες στιγμές της επιστήμης για το 2022

Δείτε τη λίστα των δέκα σημαντικότερων επιτευγμάτων της επιστήμης και της τεχνολογίας τη φετινή χρονιά.

Το πανίσχυρο μάτι του ανθρώπου στο Σύμπαν

Μετά από τρεις δεκαετίες εργασιών, αναβολών και σοβαρές πιθανότητες τερματισμού της προσπάθειας τελικά τον Δεκέμβριο του 2021 εκτοξεύτηκε το ισχυρότερο και πιο προηγμένο διαστημικό τηλεσκόπιο που κατασκεύασε ποτέ η ανθρωπότητα. Το James Webb ταξίδεψε σε ένα σημείο του Διαστήματος όπου οι συνθήκες (π.χ βαρυτικές αλληλεπιδράσεις Γης και Ήλιου, ο ανοικτός ορίζοντας στο Σύμπαν κ.α.) του επιτρέπουν να κάνει με τον πλέον απρόσκοπτο τρόπο τις παρατηρήσεις του.

Μετά από έξι μήνες δοκιμές το καλοκαίρι του 2022 το James Webb έστειλε στη Γη τις πρώτες εικόνες του από διαφόρων ειδών κοσμικές δομές και φαινόμενα στο Σύμπαν αφήνοντας με ανοικτό το στόμα όχι μόνο την κοινή γνώμη αλλά και την επιστημονική κοινότητα που αν και γνώριζε τις δυνατότητες του τηλεσκοπίου δεν μπορούσε ούτε αυτή να φανταστεί το επίπεδο της καθαρότητας αλλά και λεπτομέρειας των εικόνων που μπορεί να καταγράψει ακόμη και από τις εσχατιές του Σύμπαντος. Σχεδόν καθημερινά το James Webb κάνει εντυπωσιακές καταγραφές και ανακαλύψεις που αποκαλύπτουν άγνωστες μέχρι σήμερα περιοχές του Σύμπαντος με αρχέγονους γαλαξίες και άστρα που φωτίζουν την εξέλιξη του από τις πρώτες στιγμές μετά την Μεγάλη Έκρηξη, το μυστηριώδες φαινόμενο που γέννησε τον Κόσμο. Το James Webb αποκαλύπτει επίσης πολύ σημαντικές πληροφορίες για πλανήτες και δορυφόρους του ηλιακού μας συστήματος όσο και για εξωπλανήτες έχοντας την ικανότητα να αναλύει τις ατμόσφαιρες τους και να εντοπίζει ανάμεσα στα άλλα την παρουσία νερού που αποτελεί κρίσιμο παράγοντα στην παρουσία της ζωής.

Η αποκρυπτογράφηση των πρωτεϊνών

Η ύπαρξη της ζωής είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την παρουσία των πρωτεϊνών στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών. Η κατανόηση των δομών και των μηχανισμών τους αποτελεί ένα από τα ιερά δισκοπότηρα της ιατρικής αφού κάθε φως που πέφτει στις πρωτεΐνες μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων αποτελεσματικών θεραπειών και φαρμάκων για διάφορες ασθένειες και ειδικά για αυτές που η επιστήμη δεν έχει καταφέρει να βρει τρόπους αντιμετώπισης.

Πριν από δύο χρόνια η εταιρεία τεχνητής νοημοσύνης Deep Mind συνιδριτής της οποίας είναι ο ελληνικής καταγωγής επιστήμονας Ντέμης Χασάμπης είχε ανακοινώσει ότι η εταιρεία ανέπτυξε ένα πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης ονόματι AlphaFold με στόχο να αποκρυπτογραηφθούν περίπου 350.000 πρωτεϊνικές δομές που ανήκουν σε ανθρώπους και άλλους οργανισμούς.

Η εταιρεία που εξαγοράστηκε στην πορεία από τη Metα, τη μητρική εταιρεία των Facebook και Instagram, δημοσίευσε αρχικά τις πρωτεϊνικές δομές για 20 είδη, μεταξύ των οποίων και 20.000 πρωτεΐνες που εκφράζονται από τον ανθρώπινο οργανισμό, σε μία ανοιχτή βάση δεδομένων που έχουν πρόσβαση όλοι οι επιστήμονες. Τον περασμένο Ιούλιο η Deep Mind έδωσε στην επιστημονική κοινότητα τις προβλεπόμενες δομές από 200 εκατομμύρια πρωτεΐνες επίτευγμα που δημιουργεί στην ουσία μία κολοσσιαίων διαστάσεων «εργαλειοθήκη» για τους ερευνητές τόσο στον ιατρικό όσο και στον τεχνολογικό τομέα για να πραγματοποιήσουν νέα επιτεύγματα.

Επιστροφή του ανθρώπου στη Σελήνη

Μετά από ένα μίνι θρίλερ που διήρκεσε δύο μήνες και τρεις αποτυχημένες προσπάθειες τον περασμένο Νοέμβριο η αποστολή Artemis I της NASA εκτοξεύτηκε και πραγματοποίησε μια πετυχημένη αποστολή 25 ημερών στη Σελήνη. Είναι η πρώτη αποστολή του προγράμματος Artemis που αποτελεί διάδοχο του θρυλικού προγράμματος Apollo της NASA που ως γνωστόν οδήγησε στην κατάκτηση της Σελήνης από τον άνθρωπο. Στο πλαίσιο της αποστολής Artemis θα πραγματοποιηθούν μέχρι το τέλος της δεκαετίας επανδρωμένες αποστολές στην επιφάνεια της Σελήνης με απώτερο στόχο τη δημιουργία μόνιμων βάσεων ενώ στο ενδιάμεσο θα δημιουργηθεί διαστημικός σταθμός σε τροχιά γύρω από τον φυσικό μας δορυφόρο. Τόσο οι βάσεις όσο και ο διαστημικός σταθμός στη Σελήνη σχεδιάζεται να αποτελέσουν μέρος του σχεδιασμού των επανδρωμένων αποστολών που σχεδιάζονται να πραγματοποιηθούν εντός της προσεχούς δεκαετίας στον Άρη.

Το πρώτο βήμα στην πυρηνική σύντηξη

Η παραγωγή ενέργειας μέσω πυρηνικής σύντηξης θεωρείται το ιερό δισκοπότηρο στον τομέα της παραγωγής ενέργειας αφού αν βρεθεί τρόπος να τιθασεύσουν αυτή τη διεργασία που συμβαίνει στον πυρήνα των άστρων δημιουργώντας την ενέργεια τους αυτό που θα συμβεί θα είναι η εμφάνιση απεριόριστης, φθηνής και φιλικής στο περιβάλλον ενέργειας φέρνοντας όπως είναι ευνόητο μια άνευ προηγουμένου επανάσταση στον ανθρώπινο πολιτισμό.

Στα μέσα Δεκεμβρίου το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια ανακοίνωσε ότι ερευνητές του πέτυχαν να παραχθεί καθαρό κέρδος (net gain) ενέργειας από τη σύντηξη δύο ελαφρών ατόμων υδρογόνου σε ένα βαρύτερο. οι επιστήμονες κατόρθωσαν να παραγάγουν περί τα 2,5 mégajoules ενέργειας, δηλαδή περί 120% των 2,1 mégajoules που χρησιμοποιήθηκαν από τα λέιζερ. Το επίτευγμα δημιουργεί νέα δεδομένα και αισιοδοξία για τα υπόλοιπα ερευνητικά προγράμματα πυρηνικής σύντηξης που είτε βρίσκονται σε εξέλιξη είτε είναι σε φάση τελικού σχεδιασμού.

«Είναι η πρώτη φορά που ένα πείραμα παρήγαγε περισσότερη ενέργεια από πυρηνική σύντηξη από την εισαγόμενη ενέργεια (του λέιζερ). Σε όλα τα προηγούμενα πειράματα το τελικό αποτέλεσμα της σύντηξης ήταν μικρότερο από την ενέργεια που είχε χρησιμοποιηθεί. Αυτό το πείραμα είναι μια επιστημονική απόδειξη ότι μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση πυρηνικής σύντηξης ενέργεια για την κοινωνία μας» δήλωσε στο Naftemporiki.gr ο επικεφαλής του πειράματος Αλεξ Ζύλστρα.

Η προστασία της Γης από τον Αρμαγεδδώνα

Στις 26 Σεπτεμβρίου το σκάφος της αποστολής DART της NASA έπεσε με ταχύτητα 24 χιλιάδων χλμ./ώρα πάνω στον αστεροειδή Δίμορφο. Το σκάφος ξεκίνησε πριν από έντεκα μήνες το ταξίδι του από την Γη και έφθασε στον αστεροειδή Δίδυμο που έχει διάμετρο 800 μέτρων και βρίσκεται σε απόσταση περίπου 11 εκατ. χλμ. από τη Γη. Ενας διαστημικός βράχος διαμέτρου 160 μέτρων, ο Δίμορφος, βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον Δίδυμο λειτουργώντας έτσι ως δορυφόρος του.

Στόχος της αποστολής ήταν το σκάφος να πέσει πάνω στον Δίμορφο για να τον εκτρέψει ελαφρά από την πορεία του. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των επιστημόνων της NASA η σύγκρουση θα μεταβάλει την τροχιακή κίνηση του Δίμορφου και θα περιφέρεται πέριξ του Δίδυμου τουλάχιστον 73 δευτερόλεπτα πιο γρήγορα.

Η αποστολή οργανώθηκε ως μια δοκιμή «πλανητικής άμυνας» όπως ονομάστηκε η οποία έγινε για να διαπιστώσουν οι επιστήμονες αν μπορούμε με αυτή την μέθοδο να αντιμετωπίσουμε απειλητικούς για τη Γη και την ανθρωπότητα διαστημικούς βράχους.

Η χρήση πυραύλων, εκρηκτικών ακόμη και πυρηνικών όπλων για να καταστρέψουν ένα αστεροειδή που πλησιάζει απειλητικά τη Γη έχουν μεν πέσει στο τραπέζι αλλά προς το παρόν δεν θεωρούνται ασφαλείς και αποτελεσματικές λύσεις. Η εκτροπή της τροχιάς ενός αστεροειδή με τρόπο όπως αυτός της αποστολής DART λύνει διαφόρων ειδών προβλήματα που μπορεί να προκύψουν από ένα χτύπημα με πύραυλο ή άλλους είδους εξοπλισμό καταστροφής.

H πτώση ενός μεγάλου διαστημικού βράχου στη Γη μπορεί να προκαλέσει ανυπολόγιστες καταστροφές σε πλανητικό επίπεδο. Σύμφωνα με την κρατούσα θεωρία η πτώση ενός τεράστιου αστεροειδή πριν από 66 εκατ. έτη προκάλεσε την εξαφάνιση του 80% της ζωής σε στεριά και θάλασσα συμπεριλαμβανομένων των δεινοσαύρων ανοίγοντας τον δρόμο για την επικράτηση των θηλαστικών στον πλανήτη και την εμφάνιση τελικά του ανθρώπου.

Ηλεκτροκίνηση με άμεση φόρτιση

Τα πλεονεκτήματα της χρήσης των ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι πολλά και σημαντικά αλλά ενώ σε κάποιους τομείς η τεχνολογία ηλεκτρικών οχημάτων εξελίχθηκε πολύ γρήγορα ο τομέας της αυτονομίας τόσο στο επίπεδο της φόρτισης των μπαταριών των οχημάτων όσο και σε αυτό των σημείων φόρτισης δεν έχει προχωρήσει με ανάλογο ρυθμό. Στο τομέα της φόρτισης πάντως γίνονται συνεχώς σημαντικά βήματα με ερευνητικές ομάδες τόσο από τα πανεπιστήμια σε όλο τον κόσμο όσο και από τις αυτοκινητοβιομηχανίες. Αναπτύσσονται νέες μέθοδοι που υπόσχονται ταχεία φόρτιση των αυτοκινήτων. Η πιο ενδιαφέρουσα που παρουσιάστηκε το 2022 ήταν η μέθοδος που παρουσίασε ερευνητική ομάδα του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της η οποία υπόσχεται φόρτιση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου σε χρονικό διάστημα μόλις δέκα λεπτών. Η μέθοδος αυτή προσφέρει αυτονομία 500 χλμ. με την φόρτιση των δέκα λεπτών.

Ο ασύρματος του ανθρώπου με τους εξωγήινους

Μετά από 30 χρόνια σχεδιασμού και διαπραγματεύσεων ανακοινώθηκε στις 5 Δεκεμβρίου ότι ξεκινά η κατασκευή του μεγαλύτερου τηλεσκοπίου στον κόσμο. Πρόκειται για το υπερευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο Square Kilometer Array (SKA), το οποίο θα αποτελείται από δύο επιμέρους γιγάντια, συνδεδεμένα μεταξύ τους τηλεσκόπια, ένα στη δυτική Αυστραλία και ένα στη Νότια Αφρική. Πρόκειται για ένα από τα μεγαλύτερα διεθνή επιστημονικά εγχειρήματα του 21ου αιώνα.

Το SKA θα πιάνει ραδιοσήματα από διάφορα ουράνια αντικείμενα και ελπίζεται ότι θα ρίξει περισσότερο φως σε μερικά από τα πιο αινιγματικά φαινόμενα της αστρονομίας και της αστροφυσικής, όπως τα πρώτα άστρα της κοσμικής “αυγής”, ο σχηματισμός των γαλαξιών, η επέκταση του σύμπαντος και η φύση της αόρατης σκοτεινής ύλης. Μεταξύ άλλων, θα ψάξει και για ίχνη νοήμονος εξωγήινης ζωής, προσπαθώντας να δώσει απάντηση στο ερώτημα “είμαστε μόνοι στο Σύμπαν;”.

Υπεύθυνος του τηλεσκοπίου θα είναι ο διακυβερνητικός οργανισμός SKAO με έδρα τη Βρετανία, στον οποίο πλήρη μέλη είναι ήδη οκτώ χώρες: Βρετανία, Ιταλία, Ολλανδία, Πορτογαλία, Ελβετία, Αυστραλία, Ν.Αφρική και Κίνα. Η Γαλλία, η Ισπανία και η Γερμανία σχεδιάζουν να συμμετάσχουν και αυτές, ενώ μερικές ακόμη χώρες (Καναδάς, Ινδία, Σουηδία, Νότια Κορέα, Ιαπωνία) έχουν επίσης εκφράσει πρόθεση συμμετοχής τους στο μέλλον.

«Μωρό» τεχνητής νοημοσύνης

Τον περασμένο Ιούλιο ομάδα ερευνητών από τις ΗΠΑ και τη Βρετανία ανάμεσα στους οποίους και ερευνητές της εταιρείας Deep Mind που είναι θυγατρική της Alphabet, της μητρικής εταιρείας στην οποία ανήκει η Google, ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που σκέφτεται με τρόπο ανάλογο όπως ένα μωρό. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι το σύστημα μαθαίνει τους βασικούς κανόνες της αλληλεπίδρασης των φαινομένων και αντικειμένων του φυσικού περιβάλλοντος μέσω του μηχανισμού της «διαισθητικής φυσικής».

Το σύστημα ονομάζεται PLATO και οι ερευνητές ξεκινήσαν να του δείχνουν animated εικόνες στην οποία απεικονίζονταν μπαλάκια να κινούνται σε διάφορες κατευθύνσεις. Το σύστημα άρχιζε να κατανοεί τον τρόπο που κινούνται τα μπαλάκια και κάποια στιγμή άρχισε να αντιλαμβάνεται πότε ένα μπαλάκι κινούνταν με τρόπο που είναι αδύνατο να το κάνει και μάλιστα να δηλώνει την έκπληξη του για αυτή την αφύσικη συμπεριφορά. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές η πρόοδος που έχουν συντελέσει με το PLATO είναι πολύ σημαντική στη προσπάθεια να δημιουργηθούν συστήματα τεχνητής νοημοσύνης που έχουν την ίδια κατανόηση του φυσικού κόσμου με αυτή που έχουν οι ενήλικες άνθρωποι

Την προσέγγιση που ακολουθούν οι ερευνητές είχε προτείνει ο Άλαν Τούρινγκ, ο αποκαλούμενος «πατέρας της επιστήμης των υπολογιστών» που διατύπωσε ανάμεσα στα άλλα την έννοια των αλγορίθμων οι οποίοι αποτελούν και τον πυρήνα των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης. Ανέπτυξε επίσης και το περίφημο τεστ Τουρινγκ, μια μέθοδο για να διαπιστώνεται αν μια μηχανή έχει αναπτύξει ανθρώπινου επιπέδου νοημοσύνη.

Ο Τούρινγκ είχε προτείνει την ανάπτυξη μηχανών που θα της δίνουν οι δημιουργοί της νοημοσύνη μικρού παιδιού και στη συνέχεια θα την εκπαιδεύουν με τρόπο τέτοιο ώστε να αυξάνει την νοημοσύνη της σταδιακά για να φτάσει σε αυτή ενός ενήλικου ανθρώπου, μια διαδικασία που να προσομοιάζει δηλαδή τη φυσική διαδικασία ανάπτυξης νοημοσύνης από τον άνθρωπο.

Η αποκάλυψη της μαύρης τρύπας του γαλαξία μας

Τα φαινόμενα που συμβαίνουν στην περιοχή Τοξότης Α* του κέντρου του γαλαξία μας σε απόσταση 27 χιλιάδων ετών φωτός από εμάς είχαν υποδείξει την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας που έλαβε την ίδια ονομασία με την περιοχή. Οι μελέτες που γίνονταν τις τελευταίες δεκαετίες στην επίμαχη περιοχή έδειχναν ότι η μαύρη τρύπα έχει μάζα περίπου 4 εκατ. φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου.

Το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (EHT) το οποίο πριν από τρία χρόνια κατέγραψε την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας κατάφερε να φωτογραφήσει και την μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας αποδεικνύοντας έτσι πέρα πάσης αμφιβολίας την ύπαρξη της. Την ύπαρξη της μαύρης τρύπας αποκαλύπτει ο δακτύλιος κοσμικής ύλης (αέρια, σκόνη) που περιβάλλει την μαύρη τρύπα η οποία καθώς είναι σκοτεινή δεν μπορεί να αποτυπωθεί οπτικά.

Η ανακάλυψη που ανακοινώθηκε τον περασμένο Μαΐο επιβεβαιώνει ανάμεσα στα άλλα τη θεωρία Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν. Οι επιστήμονες λένε ότι αν και η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας είναι πολύ πιο κοντά από την μαύρη τρύπα που φωτογράφησαν πριν από τρία χρόνια σε άλλο γαλαξία το εγχείρημα της φωτογράφησης της ήταν πολύ πιο δύσκολο επειδή υπάρχει πολύ περισσότερη σκόνη στην περιοχή του Τοξότη Α*. Η τελική εικόνα της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας που δόθηκε στη δημοσιότητα, προέκυψε από τον συνδυασμό των διαφορετικών εικόνων που τράβηξαν οι επιστήμονες σε διαδοχικές φάσεις. Στην όλη προσπάθεια, που κράτησε πέντε χρόνια, συμμετείχαν περισσότεροι από 300 ερευνητές 80 ερευνητικών φορέων πολλών χωρών.

Το κβαντικό Διαδίκτυο

Ερευνητές στην Ολλανδία ανακοίνωσαν τον περασμένο Μάϊο ότι κατάφεραν να τηλεμεταφέρουν κβαντικές πληροφορίες σε ένα απλό δίκτυο τριών κόμβων, μια «πρωτιά» που συνιστά σημαντικό βήμα προόδου για ένα μελλοντικό κβαντικό Ίντερνετ. Το επίτευγμα κατέστη εφικτό χάρη στη βελτίωση της κβαντικής μνήμης και της ποιότητας των κβαντικών συνδέσμων ανάμεσα στους τρεις κόμβους του δικτύου.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Ντελφτ και του Οργανισμού Εφαρμοσμένης Επιστημονικής Έρευνας (ΤΝΟ) της Ολλανδίας διευκρίνισαν ότι η εκτεταμένη χρήση της τηλεμεταφοράς σε ένα κβαντικό δίκτυο θα απαιτήσει χρόνο, καθώς θα χρειαστούν αρκετές ακόμη τεχνικές πρόοδοι έως την τελική ανάπτυξη ενός μεγάλης κλίμακας κβαντικού διαδικτύου. Το μελλοντικό κβαντικό διαδίκτυο θα βασίζεται στην ικανότητα του να στέλνει κβαντικές πληροφορίες (κβαντικά bits ή qubits) ανάμεσα στους κόμβους που το απαρτίζουν. Αυτό θα επιτρέψει διάφορες εφαρμογές όπως την απολύτως ασφαλή ανταλλαγή δεδομένων και εμπιστευτικών πληροφοριών, καθώς επίσης την ταυτόχρονη διασύνδεση αρκετών κβαντικών υπολογιστών και υψηλής ακριβείας κβαντικών αισθητήρων διαφόρων ειδών.