Με το 2010 που φεύγει σε λίγες μέρες, ολοκληρώνεται η πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα, στη διάρκεια της οποίας ο ρυθμός των επιστημονικών ανακαλύψεων ήταν ταχύτερος από ποτέ. Αν και η διεθνής οικονομική κρίση, ιδίως στην Ευρώπη,
“απειλεί” τους προϋπολογισμούς που κατευθύνονται στην επιστημονική έρευνα και αρκετοί επιστήμονες-ερευνητές ανησυχούν για την έλλειψη κονδυλίων, αναμένεται η επιστημονική πρόοδος να συνεχιστεί καταιγιστική και το 2011.Παράγων-«κλειδί» για τις επιστημονικές εξελίξεις στον 21ο αιώνα -αυτές που υπήρξαν και αυτές που θα έλθουν- είναι οι ολοένα πιο διευρυμένες τεχνολογικές δυνατότητες συλλογής, ανάλυσης, μέτρησης, απεικόνισης και υπολογισμού των διάφορων επιστημονικών δεδομένων, που καθιστούν εφικτά τα νέα πιο εξελιγμένα επιστημονικά «εργαλεία» και όργανα…
Η τάση αυτή βασίζεται πρωτίστως στις συνεχώς μεγαλύτερες ικανότητες των υπολογιστών και των άλλων ηλεκτρονικών συσκευών, που επιτρέπουν στους επιστήμονες να «βλέπουν» καθαρότερα στις πιο μικρές διαστάσεις (άτομα-μόρια-γονίδια) και στις πιο μεγάλες (γαλαξίες-σύμπαν) της Φύσης, όπως ποτέ στο παρελθόν.
Ένα μόνο παράδειγμα αρκεί: το 2000 για να «διαβαστεί» το γονιδίωμα ενός ανθρώπου, χρειάζονταν πολλά χρόνια και εκατοντάδες μηχανήματα και επιστήμονες. Το 2010, ένα μοναδικό μηχάνημα «αλληλούχισης» μπορεί πια να διαβάσει τρία ανθρώπινα γονιδιώματα σε μόλις μια εβδομάδα. Μια πραγματική επανάσταση στο χώρο της βιολογίας, της γενετικής και της ιατρικής. Ανάλογες δυνατότητες, χάρη στους νέους πανίσχυρους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, έχουν γίνει πραγματικότητα στην αστρονομία, τη φυσική, τη γεωλογία κ.α.
Κάθε νέα δυνατότητα φέρνει όμως στο φως νέα μυστήρια και προκλήσεις, σε ένα αέναο «σπιράλ» επιστημονικών ερωτημάτων-απαντήσεων-νέων ερωτημάτων, που δεν φαίνεται να έχει τέλος. Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο παράγουν πλέον και διαχέουν περισσότερες επιστημονικές παρατηρήσεις και θεωρίες από κάθε άλλη εποχή.
Η επιστήμη ως διαδικασία στον 21ο αιώνα, έγινε ακόμα πιο συνεργατική, πιο διεπιστημονική, πιο διασυνοριακή, πιο διαδικτυακή (χάρη και στο Ίντερνετ). Η επιστημονική γνώση παράγεται περισσότερο μέσα από συνεργαζόμενα δίκτυα επιστημόνων από διάφορες χώρες, παρά από ηρωικούς εμπνευσμένους «μοναχικούς καβαλάρηδες», όπως κυρίως συνέβαινε παλιότερα.
Μέσα σε όλο αυτό τον καταιγισμό εξελίξεων, οι έλληνες επιστήμονες και ερευνητές, όσοι δραστηριοποιούνται στην Ελλάδα και ακόμη περισσότερο όσοι βρίσκονται στο εξωτερικό, για μια ακόμη δεκαετία, άφησαν έντονη τη σφραγίδα τους στο πλαίσιο αυτής της κοινής επιστημονικής προσπάθειας της ανθρωπότητας και μάλιστα σε πολλά διαφορετικά πεδία γνώσης.
Τι έφερε η προηγούμενη δεκαετία
Ακολουθεί μια ανασκόπηση των κυριότερων εξελίξεων που συνέβησαν μέσα σε αυτά τα δέκα χρόνια, με βάση την αξιολόγηση του έγκριτου επιστημονικού περιοδικού “Science”.
– Το «σκοτεινό γονιδίωμα: Μετά τη δημοσιοποίηση του ανθρωπίνου γονιδιώματος το 2001, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει ότι το λεγόμενο «σκοτεινό» γονιδίωμα, που βρίσκεται ανάμεσα στα γονίδια (τα οποία δεν αποτελούν παρά το 1,5% του συνολικού DNA) και θεωρείτο άχρηστο μέχρι πρόσφατα, τελικά επιτελεί πολλές σημαντικές αλλά ακόμα άγνωστες λειτουργίες. Τα επόμενα χρόνια αναμένεται να πέσει περισσότερο φως στο ζήτημα αυτό.
– Ακριβέστερη κοσμολογία: Οι αστροφυσικοί και οι κοσμολόγοι απέκτησαν κατά την τελευταία δεκαετία πιο καθαρή εικόνα για το σύμπαν, με επίκεντρο τη γνώση ότι αυτό αποτελείται κατά μόλις 4% από κοινή ύλη, κατά 23% από τη μυστηριώδη «σκοτεινή ύλη» και κατά 73% από την ακόμα πιο μυστηριώδη «σκοτεινή ενέργεια», η οποία θεωρείται υπεύθυνη για τη συνεχή διαστολή του σύμπαντος.
– Αρχαίο DNA: Οι γενετιστές και οι παλαιοντολόγοι μπορούν πια να «ξεκλειδώνουν» τα μυστικά του προϊστορικού κόσμου, με τη βοήθεια της ανάλυσης «βιο-μορίων» από πανάρχαιο γενετικό υλικό, το οποίο -ως μια πραγματική «χρονο-μηχανή»- μπορεί να επιζήσει επί δεκάδες χιλιάδες χρόνια, παρέχοντας έτσι πολύτιμες πληροφορίες για ανθρώπους, ζώα (π.χ. δεινόσαυρους) και φυτά του μακρινού παρελθόντος. Η ανάγνωση του γονιδιώματος του Νεάντερταλ το 2010 αποτελεί μόνο το πιο προβεβλημένο παράδειγμα αυτών των νέων δυνατοτήτων.
– Νερό στον Άρη: Διαδοχικές αποστολές στον «κόκκινο πλανήτη» αποκάλυψαν ότι κάποτε υπήρχε αρκετό υγρό νερό πάνω ή μέσα στον Άρη, ενώ κάποια υγρασία διατηρείται ακόμα και σήμερα, αυξάνοντας τις πιθανότητες ανακάλυψης πρωτόγονης (π.χ. μικροβιακής) ζωής στο άμεσο μέλλον.
– Αναπρογραμματισμός κυττάρων: «Χειραγωγώντας» μερικά γονίδια στα κύτταρα, οι επιστήμονες άνοιξαν το δρόμο για τη μετατροπή απλών κυττάρων του δέρματος ή του αίματος σε πολυδύναμα κύτταρα, σαν τα βλαστικά, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να μετατραπούν σε οποιοδήποτε κύτταρο που έχει καταστραφεί. Η εξέλιξη αυτή ανοίγει ευρείς ορίζοντες στο ανερχόμενο πεδίο της αναγεννητικής ιατρικής (αντικατάσταση ιστών και οργάνων) και στην προοπτική θεραπείας πληθώρας ασθενειών με κυτταρικό υλικό του ίδιου του ασθενούς.
– Το μικροβίωμα: Μια τελείως νέα εικόνα προκύπτει για το ανθρώπινο σώμα, με την κατανόηση του ρόλου που παίζει το τεράστιο πλήθος μικροοργανισμών (βακτηρίων, ιών, μυκήτων κ.α.), οι οποίοι συμβιώνουν πάνω και μέσα στον οργανισμό μας. Περίπου το 90% των κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα δεν είναι ανθρώπινα αλλά μικροβιακά. Οι επιστήμονες άρχισαν πια να μελετούν το συλλογικό γονιδίωμα (μικροβίωμα) αυτών των μικρο-οργανισμών και σιγά-σιγά να αποκτούν μια νέα πιο ολική κατανόηση για την ευαίσθητη ισορροπία υγείας-ασθένειας στον άνθρωπο.
– Εξωπλανήτες: Μέσα σε μια δεκαετία ανακαλύφθηκαν περισσότεροι από 500 πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος, από μόλις 26 το 2000. Αν όχι το 2011, πάντως σύντομα, οι αστρονόμοι ελπίζουν ότι -με τη συνεχή βελτίωση της τεχνολογίας των τηλεσκοπίων- θα βρουν επιτέλους εξωπλανήτες που θα μοιάζουν πραγματικά με τη Γη. Έτσι, θα φέρουν πιο κοντά την πιθανότητα ανακάλυψης ζωής κι αλλού στο σύμπαν, που δεν αποκλείεται καθόλου να έχει τη δική της νοημοσύνη.
– Φλεγμονή: Έγινε πλέον αποδεκτό ότι η χρόνια φλεγμονή μέσα στον οργανισμό (που συνδέεται με τη δυσλειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος) αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για πολλές χρόνιες και θανατηφόρες ασθένειες, όπως ο καρκίνος, ο διαβήτης, η αρτηριοσκλήρυνση, το Αλτσχάιμερ κ.α. Η νέα κατανόηση ανοίγει νέους δρόμους για πιο αποτελεσματικές θεραπείες.
– Μετα-υλικά: Οι φυσικοί και οι μηχανικοί για πρώτη φορά, εδώ και λίγα χρόνια, με τη βοήθεια νέου τύπου υλικών, μπορούν να «χειραγωγήσουν» το φως, μια εξέλιξη που, μεταξύ άλλων, φέρνει ολοένα πιο κοντά τη δυνατότητα κατασκευής ενός «μανδύα αορατότητας» αλά-Χάρι Πότερ, ο οποίος θα κρύβει τα αντικείμενα από την κοινή θέα. Νέες σημαντικές πρόοδοι αναμένονται εντός του 2011.
– Κλιματική αλλαγή: Οι περισσότεροι επιστήμονες του πλανήτη (με μερικές «θορυβώδεις» εξαιρέσεις), έπειτα από πολλές έρευνες, συμφώνησαν πια ότι η ανθρωπότητα υπερθερμαίνει τη Γη. Πιο δύσκολη, όμως, αποδεικνύεται η κοινή δράση των κρατών κατά της κλιματικής αλλαγής.
Τι φέρνει ο νέος χρόνος
Πλούσιο σε επιστημονικές προόδους και ανακαλύψεις εκτιμάται ότι θα είναι και το επερχόμενο 2011. Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος πεδία έρευνας αναμένεται να είναι τα εξής:
-Επιταχυντής CERN: Θα δημοσιοποιηθούν τα πρώτα ουσιαστικά αποτελέσματα των κρίσιμων πειραμάτων του και δεν αποκλείονται ανακαλύψεις για το μποζόνιο του Χιγκς («σωματίδιο του Θεού») και για την αντι-ύλη (μερικοί ελπίζουν ακόμα και για την εύρεση ενδείξεων για έξτρα διαστάσεις), επιβεβαιώνοντας την ύπαρξη μιας Νέας Φυσικής. Παραγωγή ενέργειας με σύντηξη μέσω λέιζερ: Αναμένεται για πρώτη φορά να συμβεί κάτι τέτοιο από την Εθνική Εγκατάσταση Ανάφλεξης (National Ignition Facility-NIF) των ΗΠΑ, μια εξέλιξη που, αν επιβεβαιωθεί, θα αποτελέσει ορόσημο στην έρευνα για μια νέα πηγή ενέργειας. Το NIF συγκεντρώνει τη συνδυασμένη ενέργεια 192 ακτίνων λέιζερ πάνω σε ένα μικροσκοπικό στόχο δευτέριου-τρίτιου. Ύστερα από τις επιτυχημένες δοκιμές του 2010, στόχος μέχρι το τέλος του 2011 είναι να πραγματοποιηθεί η πολυαναμενόμενη «πρώτη ανάφλεξη», δηλαδή η παραγωγή περισσότερης ενέργειας από πυρηνική σύντηξη σε σχέση με αυτήν που απαιτείται αρχικά για την πυροδότηση των σχετικών αντιδράσεων.
-Νέα όπλα κατά των ιών: Αντισώματα ευρέως φάσματος δράσης (bNAbs), που θα μπορούν να επιτίθενται σε μια σειρά στελεχών ιών, όπως του AIDS και της γρίπης.
-Εμβόλιο κατά της ελονοσίας: Αναμένεται να ανακοινωθεί μέχρι το τέλος του 2011.
-Νέοι εξωπλανήτες: Το διαστημικό τηλεσκόπιο «Κέπλερ», που κυνηγά αποκλειστικά πλανήτες, θα δημοσιοποιήσει τα νέα ευρήματά του τον Φεβρουάριο, πιθανότατα επιβεβαιώνοντας ότι οι «σούπερ-Γαίες» είναι συχνό φαινόμενο στο γαλαξία μας και πέρα από αυτόν. Νέα ώθηση αναμένεται στο συνεχώς ανερχόμενο πεδίο της αστροβιολογίας, που αναζητά ζωή στα άστρα.
-Πυρετός στο διάστημα: Πέρα, όμως, από τους εξωπλανήτες, οι επιστήμονες θα έχουν με πολλά άλλα να ασχοληθούν στο διάστημα. Μεταξύ άλλων, το διαστημόπλοιο Dawn (Αυγή) πρόκειται να τεθεί τον Ιούλιο σε τροχιά επί ένα χρόνο γύρω από τον αστεροειδή Vesta (Εστία), το δεύτερο μεγαλύτερο σώμα στη ζώνη των αστεροειδών. Το νέο ρόβερ “Curiosity” (Περιέργεια) της NASA προγραμματίζεται να εκτοξευτεί τον φθινόπωρο, με προορισμό τον Άρη, όπου το ήδη υπάρχον ρόβερ “Opportunity” (Ευκαιρία) θα αναλάβει να ερευνήσει το γιγάντιο κρατήρα “Endurance” (Αντοχή). Εξάλλου, τον Νοέμβριο η Ρωσία σκοπεύει να εκτοξεύσει το νέο σκάφος της με προορισμό το δορυφόρο «Φόβο» του Άρη. Επίσης, εντός του 2011 η NASA προγραμματίζει την εκτόξευση της αποστολής “Juno” για το Δία, ενώ τον Μάρτιο θα φτάσει πλέον στον Ερμή και θα τεθεί σε τροχιά γύρω του το σκάφος “Messenger” (Αγγελιαφόρος), έπειτα από ταξίδι 6,5 ετών. Τέλος, ο στόλος των αμερικανικών διαστημικών λεωφορείων, μετά από 30 χρόνια, πιθανότατα θα αποσυρθεί εντός του 2011 και το ρόλο τους για τροφοδοσία του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού προορίζονται να αναλάβουν το εμπορικό SpaceX (που έκανε δύο πετυχημένες πτήσεις μέσα στο 2010) και άλλα ιδιωτικά σκάφη.
-Σκοτεινή ύλη: Αν όλα πάνε καλά, το διαστημικό λεωφορείο “Endeavour” θα μεταφέρει στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ένα πολύ σημαντικό επιστημονικό όργανο, το Μαγνητικό Φασματόμετρο Άλφα, έναν ανιχνευτή κοσμικών ακτίνων, ο οποίος θα επιχειρήσει να ανιχνεύσει σωματίδια της «σκοτεινής ύλης» που πιθανώς παράγονται στο σύμπαν από συγκρούσεις σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Τα πρώτα ερευνητικά αποτελέσματα αναμένονται ως το τέλος του 2011.
-Σκοτεινή ενέργεια: Θα την μελετήσει το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στον κόσμο, το «Dark Energy Survey», που αναμένεται να ενεργοποιηθεί στη Χιλή τον επόμενο Οκτώβριο από το ερευνητικό κέντρο σωματιδιακής φυσικής Fermilab (το αντίστοιχο του CERN στις ΗΠΑ). Διαθέτοντας κάμερα 570 megapixel, θα καταγράψει την ταχύτητα 300 εκατομμυρίων γαλαξιών για να μετρήσει το ρυθμό της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος εξαιτίας της σκοτεινής ενέργειας.
-Διεθνές Έτος Χημείας το 2011: Έχει οριστεί από τον ΟΗΕ και την Unesco, καθώς συμπληρώνονται 100 χρόνια από το βραβείο Νομπέλ που πήρε η Μαρί Κιουρί το 1911 για την ανακάλυψη των στοιχείων του ραδίου και του πολωνίου. Επίσης, το 2011 η Διεθνής Ένωση Χημικών Εταιριών εορτάζει τα 100 «γενέθλια» από την ίδρυσή της. Ακόμα συμπληρώνονται 100 χρόνια από τότε που ο βρετανός επιστήμων Έρνεστ Ράδερφορντ παρουσίασε το ιστορικό θεωρητικό μοντέλο για τη σύσταση του ατόμου, καθώς επίσης εορτάζεται ένας αιώνας από την ανακάλυψη του φαινομένου της υπεραγωγιμότητας από τον Ολλανδό Χάϊκε Κάμερλινγκ Όνες, ο οποίος για αυτό το λόγο πήρε και το Νόμπελ Φυσικής το 1913.
