2023-cü ildə elm: Bu kəşflərdən hansı bəşəriyyətin həyatını dəyişə bilər? (FOTO/VİDEO)

Dünyanın hər yerindən olan tədqiqatçıların birgə işi sayəsində bəşəriyyət piylənmə problemlərini həmişəlik unuda, öz genlərimizi, xəstəliklərimizi daha yaxşı anlaya və superkeçiricilər sahəsində sıçrayış əldə edə bilər.

Bundan əlavə, superkompüterlər bizi daha dəqiq hava proqnozu və yeni materiallara yaxınlaşdırdı və kosmosun tədqiqi bizə kainatın 10 milyard il ərzində necə təkamül etdiyini izah edəcək ən ətraflı 3D xəritə yaratmağa imkan verəcək.

Beləliklə, Qaynarinfo 2023-cü ilin ən böyük elmi nailiyyətlərini təqdim edir.

İyun ayında Böyük Britaniya və ABŞ-dan olan alimlər qrupu kök hüceyrələrdən dünyada ilk sintetik insan embrionuna bənzər strukturların yaradıldığını elan etmişdi. Kaliforniya və Kembric universitetlərinin biologiya və biologiya mühəndisliyi professoru Maqdalena Zerniçka-Getzin dediyinə görə, onlar qadın orqanizmində əsasən plasenta, yumurta sarısı kisəsi və embrionu inkişaf etdirən insan embrion kök hüceyrələrindən yetişdirilib.

Yaradılan embrionabənzər strukturlar hələ beyinə və ürəkə malik olmadığından inkişafın ilkin mərhələsindədir. Bununla belə, onlarda artıq yumurta və sperma halına gələcək mikrob hüceyrələri var.

"Vurğulamaq istəyirəm ki, bunlar insan embrionları deyil, lakin onlara çox bənzəyirlər. Bu, embriona bənzər strukturları qurarkən, aşağı düşmələr inkişaf zamanı baş verdiyi üçün bu qədər hamiləliyin niyə uğursuz olduğunu anlamaq üçün mühüm addımdır", - Maqdalena deyib.

Kəşfin dəyəri ondan ibarətdir ki, süni şəkildə yaradılmış model embrionlar insan inkişafının "qara qutusu"na - mayalanmadan sonrakı 14 günlük dövrə işıq sala bilər ki, bu da laboratoriya şəraitində embrionların yetişdirilməsi və öyrənilməsi üçün etik həddir.

Bundan əlavə, elm adamları ümid edirlər ki, bu embrionabənzər strukturların tədqiqi nəticəsində əldə edilən biliklər bir gün genetik xəstəliklər və ya doğuşun səbəbləri haqqında anlayışın formalaşmasına kömək edəcək.

Bu il Cənubi Koreyadan olan bir qrup alimin fikrincə, otaq temperaturunda və normal atmosfer təzyiqində superkeçirici xüsusiyyətlər əldə edən material təqdim ediblər. LK-99 qurğuşun, fosfor və oksigendən ibarət polikristal materialdır. Tərkibində az miqdarda mis var, onun super keçirici xüsusiyyətlərindən məsul olduğuna inanılır.

Bu superkeçiricinin istehsalı 10 saat çəkir. 925 dərəcə Selsi temperaturda möhürlənmiş vakuum kolbasında sintez olunur. Digər superkeçiricilər kimi, LK-99 da kritik temperatura sıfır müqavimətə malikdir.

LK-99 sintezi unikaldır ki, əksər superkeçiricilər mütləq sıfıra yaxın temperaturda və ya həddindən artıq təzyiq altında işləyirlər. Bu superkeçiricinin materialı atmosfer təzyiqində və 127 dərəcə Selsiyə qədər olan temperaturda sıfır elektrik müqaviməti nümayiş etdirir. Bu nəticə superkeçiricilik sahəsində sıçrayış ola bilər, çünki bu, otaq superkeçiricilərinin yaradılmasına gətirib çıxara bilər.

LK-99-un xüsusiyyətlərinin həqiqiliyi ilə bağlı müzakirələr hələ də davam edir, çünki dünyanın hər yerindən gələn elm adamları Koreya fiziklərinin uğurunu dərhal təkrarlamağa çalışsalar da, uğursuz olub. Bununla belə, superkeçiricilər səmərəli enerji təchizatı, mikroqurğular və nəqliyyat kimi bir çox texnologiyalarda tətbiq tapa bilən unikal xüsusiyyətlərə malikdir.

İnsan genomu onun hüceyrələrində olan genetik məlumatların tam dəstidir. Hüceyrənin nüvəsində və mitoxondridə olan DNT-dən ibarətdir.

20 il əvvəl elm adamları insan genomu layihəsini nəşr ediblər. O, məhdud idi, çünki tam insan müxtəlifliyini əks etdirmirdi. 2023-cü ildə elm adamları pangenom adlanan insan genomunun yeni versiyasını nəşr ediblər. Bu, Saxaranın cənubda yerləşən Afrikanın (50%), Amerikanın 35%, Çinin 13%, Avropanın 2% yerli xalqlarının 47 nümayəndəsindən qəbul edilib.

Pangenom, müxtəlif əcdadlardan olan insanlardan toplanan insan genetik məlumatlarının tam dəstinin saxlandığı böyük bir kitabxana kimidir. O, yeni proqram vasitələri ilə birləşdirilə və müqayisə edilə bilən 47 ayrı DNT xəritəsindən ibarətdir. Bu, elm adamlarına müxtəlif xəstəliklərlə əlaqəli ola biləcək mühüm genetik fərqləri müəyyən etməyə imkan verir.

Bu yaxınlarda tamamlanan insan pangenomu dünya əhalisinin müxtəlifliyini daha yaxşı təmsil etmək üçün iddialı proqramın ilk addımıdır. İlkin məqsəd DNT xəritələrinin sayını 350-yə çatdırmaqdır. Bundan sonra elm adamları digər ölkələrin təşkilatları ilə əməkdaşlıq edərək onların sayını və müxtəlifliyini daha da artırmağı planlaşdırır.

Şimali Amerika Nanoherts Qravitasiya Dalğaları Rəsədxanası (NANOGrav) kainatın daim qara dəliklərin və neytron ulduzlarının birləşməsi nəticəsində əmələ gələn qravitasiya dalğası fonu ilə dolduğunu aşkar edib.

NANOGrav tərəfindən 15 il ərzində 68 pulsara aparılan müşahidələr göstərdi ki, aşağı tezlikli qravitasiya dalğası fonu var. Nəticənin statistik əhəmiyyəti 3,5-4 siqma idi ki, bu da siqnalın (3 siqma) mövcudluğunu təsdiqləmək üçün lazım olandan yüksəkdir.

Nəşr olunmuş məqalədə tədqiqat alimləri iddia edirlər ki, fon qravitasiya dalğalarının mənbəyi spiral trayektoriyada bir-birinin ətrafında yavaş-yavaş fırlanan ikili superkütləli qara dəliklərin əhalisidir.

Qravitasiya dalğaları kütləvi cisimlərin sürətlənmiş hərəkəti nəticəsində yaranan məkan-zaman pozuntularıdır. Onlar ilk dəfə 2015-ci ildə qara dəliklər və neytron ulduzları birləşən zaman meydana gələn qravitasiya dalğalarını qeyd edən LIGO və Virgo rəsədxanalarında qeydə alınıb.

NANOGrav layihəsi daim baş verən və aşağı tezlikli qravitasiya dalğalarını tapmağa çalışır. Onlar ilkin qara dəliklərdən və ya kosmik simlərdən yarana bilər. Onların kəşfi kainatın erkən tarixini təsvir edən nəzəriyyələri təsdiq və ya təkzib etməyə kömək edəcək.

Alimlər öz tədqiqatlarında daim bu və ya digər materialın necə davranacağını modelləşdirmək dilemması ilə üzləşirlər. Tədqiqatçılar materialın kimyəvi və elektron xassələrinin əksəriyyətini təyin edən elektronları modelləşdirməli olduqları üçün onlar seçim qarşısında qalırlar: mükəmməl dəqiqliklə bir neçə yüz elektrona qədər modelləşdirmə və ya daha çox sayda, lakin daha az dəqiqliklə simulyasiya etmək.

Dünyanın ən güclü superkompüterlərinin inkişafı bu qarşıdurmanı aradan qaldırmağa başladı.

SC23 konfransında elm adamları maqnezium ərintisi mikroskopik parçasında 600.000-ə qədər elektronun davranışını demək olar ki, Monte Karlo kvant simulyasiyasının dəqiqliyi ilə simulyasiya edə bildiklərini bildirdilər. Miçiqan Universitetinin mexaniki mühəndisi Sambit Dasın sözlərinə görə, superkompüterlərin gücü sayəsində dəqiqlik və miqyas uzunluğu arasındakı maneə əslində aradan qaldırılıb.

Məsələn, bu cür simulyasiyaların köməyi ilə tədqiqatçılar ərintilərdə qüsurların necə əmələ gəldiyini göstərə bildilər ki, bu da yanacağa qənaət edən avtomobillər və təyyarələr üçün yeni yüngül ərintilərin hazırlanmasına yol aça bilər.

Bundan əlavə, bu üsulların kvazikristal adlanan materiallara, təkrarlanan atom düzülüşü olmayan nizamlı bərk cisimlərə tətbiqi onların niyə qeyri-adi formalar aldığını da ortaya qoydu ki, bu da yeni maqnit materialları və super keçiricilərə səbəb ola bilər.

Alimlər həmçinin bildirirlər ki, digər hesablama irəliləyişləri arasında yanacağa qənaət edən reaktiv mühərrik dizaynından gələn hava axını və səs-küyü, eləcə də daha təhlükəsiz dizaynların yaradılmasına kömək edə biləcək kiçik modul nüvə reaktorunun nüvəsindən istiliyin necə nəbz alacağını proqnozlaşdırmaq cəhdləri var.

Bütün bu tədqiqatlar Hewlett Packard Enterprise və Cray şirkətləri tərəfindən hazırlanan və 2023-cü ildə istifadəyə verilən Frontier superkompüterində aparılıb. Cihazın özü ABŞ-ın Tennessi ştatındakı Oak Ridge Milli Laboratoriyasında yerləşir.

Frontier 1 exaflops sürətinə çatan ilk superkompüterdir. Bu o deməkdir ki, o, saniyədə 1 katrilyon əməliyyatı yerinə yetirə bilər. O, əvvəlki rekordçudan - 415,53 petaflops göstəriciyə malik Fuqakudan xeyli sürətlidir.

Bütün bu nailiyyətlər yaxın bir neçə ildə materialların, iqlimin, biologiyanın və təbabətin öyrənilməsində yeni bir pəncərə açmağı vəd edir. Ən perspektivli məqsədlərdən biri qlobal iqlim modellərinin yaradılmasıdır.

2023-cü il iyulun 1-də saat 15:12-də SpaceX Falcon 9 raketi Avropa Kosmik Agentliyi tərəfindən 15 ildən artıq dizayn edilmiş Evklid teleskopunu kosmosa göndərdi.

1,5 milyard dollar dəyərində olan 4,7 metrlik Evklid iki əsas alətlə təchiz olunub: uzaq qalaktikaların kəskin şəkillərini çəkə bilən 600 meqapiksellik görünən işıq (VIS) kamera və NASA-nın 64 meqapiksellik infraqırmızı kamerası və fotometri (NISP). 

Bütün missiya ərzində teleskop doqquz yer mərkəzində işlənən 100 petabayt (gündə 100 giqabayt) məlumat ötürməlidir.

Evklidin missiyasının məqsədi kainatın milyardlarla il ərzində necə dəyişdiyini göstərən xəritəsini yaratmaqdır. Teleskop görünən və infraqırmızı işıqda qalaktikaların şəkillərini çəkəcək və sonra bu məlumatlardan kainatın üçölçülü modelini yaratmaq üçün istifadə edəcək.

2027-ci ildə Nensi Qreys Roman da Evklidə qoşulacaq. Bu teleskopun güzgü diametri 2,4 metrdir və Evkliddən daha zəif qalaktikaları görə biləcək. Bu, astrofiziklərə kainatı yalnız 2 milyard yaşında olanda öyrənməyə imkan verəcək.

Bundan əlavə, Nensi Qreys Roman ekzoplanetləri, günəş sistemi obyektlərini və fırıldaqçı planetləri (ulduz orbitində deyil, kosmosda sərbəst üzən) izləmək üçün istifadə olunacaq.

Piylənmə problemi bəşəriyyət üçün yeni deyil. Yalnız ABŞ-da yetkin əhalinin demək olar ki, 70%-i artıq çəkidən əziyyət çəkir, Avropada bu rəqəm yarıdan çoxdur. Bu il Amerika Elmin İnkişafı Assosiasiyasının (AAAS) ən nüfuzlu elmi nəşrlərindən biri olan "Science” redaktorları öz siyahısında GLP-1 peptidinə əsaslanan piylənmə əleyhinə dərmanlara birinci yeri veriblər.

Əvvəllər piylənmənin müalicəsinin çətin və təsirsiz olduğuna inanılırdı. Ancaq bu yaxınlarda vəziyyəti dəyişə biləcək bir dərman sinfi ortaya çıxdı. Bağırsaqda sintez edilən GLP-1 hormonunu təqlid edən bu dərmanlar arıqlamağa kömək etməklə yanaşı, ürək çatışmazlığı əlamətlərini və ürək-damar xəstəlikləri riskini azaltmaq kimi başqa faydalara da malikdir.

Elm qeyd edir ki, piylənmənin müalicəsində bu köklü dəyişikliklə bağlı qeyri-müəyyənlik və hətta narahatlıq var, çünki artıq çəki tibbi və sosial stiqmatizasiya ilə əlaqələndirilir.

Artıq GLP-1 əsaslı dərmanların sayı artmaqda davam edir. Tanınmışlardan Ozempic, Wegovy və Rybelsus daha populyardır.

GLP-1 əsaslı dərmanların bəzi çatışmazlıqları olsa da, onların tətbiq dairəsi genişlənir. Bu dərmanlar əvvəlcə şəkərli diabeti müalicə etmək üçün yaradılmışdı, lakin elm adamları onların piylənmə, Alzheimer və Parkinson xəstəlikləri, narkomaniya, alkoqol və nikotin asılılığına da kömək edə biləcəyini kəşf etdilər. Hazırda insanların iştirakı ilə bu dərmanların klinik sınaqları davam edir.

Yeni dərmanlar təkcə piylənmənin müalicəsi üsullarını deyil, həm də xəstəliyin özünün anlayışını dəyişir. Piylənmə artıq özünü idarə etmə problemi kimi deyil, spesifik bioloji səbəbləri olan xroniki xəstəlik kimi qəbul edilir.