10 اکتشاف علمی مهم در دهه گذشته

  10 اکتشاف علمی در دهه گذشته که جهان را تکان داد

علم در جهان امروز سرعت رشد خارق‌العاده‌ای به خود گرفته است. به نحوی که ممکن است به آسانی دستاوردهای جدید را فراموش کنیم.

در آستانه رسیدن سال ۲۰۲۰، نگاهی می‌اندازیم به برجسته‌ترین پیشرفت‌های علمی در زمینه‌های فیزیک، اخترشناسی و بیولوژی در دهه‌ای که گذشت:

۲۰۱۰: ساخت اولین حیات زیستی مصنوعی

دانشمندان در این سال موفق شدند برای نخستین بار یک ارگانیسم جاندار را با استفاده از یک ژنوم زیستی مصنوعی تشکیل دهند.

پژوهشگران در موسسه کرگ وانتر مریلند آمریکا یک ژنوم باکتری میکوپلاسما میکوئید را از بیش از یک میلیون حلقه دی‌ان‌ای جدا کردند و این ژنوم را در یک باکتری دیگر که از دی‌ان‌ای خود خالی شده بود کاشتند و ژنومی جدید تشکیل دادند.

در ادامه این جهش تاریخی، دانشمندان در سال ۲۰۱۶ موفق شدند اولین میکروب مصنوعی متشکل از ۴۷۳ ژن را نیز بسازند.

۲۰۱۱: کشف داروی پیشگیری از ایدز

امروزه بسیاری از افرادی که در معرض ابتلا به ایدز هستند، قرصی روزانه را مصرف می‌کنند تا از ریسک ابتلا به آن بکاهند. این دارو ترووادا نام دارد و تا ۹۶ درصد از احتمال انتقال ایدز از فردی به فرد دیگر کم می‌کند.

عکس میکروسکوپی از مقابله با ویروس ایدز از طریق روش انقلابی کریسپری

ایده این دارو برای مقابله با ایدز اولین بار در سال ۹۴ میلادی مطرح شد، اما ۱۸ سال طول کشید تا پژوهش‌ها بتواند در این زمینه به سرانجام برسد. این قرص در سال ۲۰۱۲ توسط سازمان دارو و غذای آمریکا تایید شد و اکنون به صورت گسترده در بازار موجود است.

داروی پیشگیری ایدز به نام ترووادا انقلابی در مقابله با ایدز به حساب می آیدJeffrey Beall/Wikipedia

۲۰۱۲: بوزون هیگز؛ ذره خدا

در این سال پس از گذشت قریب نیم قرن از طرح فرضیه‌ای درباره چگونگی جرم‌دار شدن ماده؛ وجود ذره عامل آن به نام بوزون هیگز، یا ذره خدا، به اثبات رسید.

در مارس ۲۰۱۲ دانشمندان در مرکز تحقیقات سرن در سوئیس اعلام کردند در آزمایش‌های خود با شتا‌ب‌دهنده بزرگ هادرونی ذره بوزون هیگز را مشاهده کرده‌اند. یک سال بعد این کشف بنیادین در علم فیزیک تایید شد و جایزه نوبل نیز به سه تن از کاشفان آن تعلق گرفت.

۲۰۱۳: خروج اولین فضاپیمای ساخت بشر از منظومه شمسی و ورود به فضای میان ستاره ای

در سال ۲۰۱۳ و پس از آنکه فضاپیمای ویجر ۱ به مدت ۳۵ سال به حرکت خود از میان سیاره‌ها و سیارک‌ها ادامه می‌داد، به طور رسمی اعلام شد که این فضاپیمای کهنسال توانسته است از منظومه شمسی خارج شود. ویجر۱ اولین ساخته دست بشر است که توانسته وارد فضای میان‌ستاره‌ای شود.

این فضاپیما که با خود تصاویر، ویدئوها و صداهایی از مردم و تمدن انسان‌های کره زمین حمل می‌کند (تا روزی احیانا به دست موجودات احتمالی فضایی برساند)، در سال ۱۹۷۷ به فضا پرتاب شد و از آن هنگام تا کنون به ارسال اطلاعات به زمین ادامه می‌دهد.

ویجر۱ تا سال ۲۰۲۵ به کار ادامه خواهد داد و سپس در عمق جهان خاموش خواهد شد.

ویجر یک اولین فضاپیمای ساخت دست بشر است که از منظومه شمسی خارج میشودNASA

۲۰۱۴: مشاهده امواج گرانشی

۱۳.۸ میلیارد سال پیش جهان در اثر پدیده انفجار بزرگ، موسوم به مهبانگ، ایجاد شد. در سال ۲۰۱۴ برای اولین بار دانشمندان مدرکی مستقیم از این پدیده و انبساط کهکشانی حاصل از آن به دست آوردند.

موج گرانشی که توسط میدان گرانشی تولید می‌شود، و برخی آن را اصطلاحا دود تفنگ پس از شلیک می‌نامند، قریب یکصد سال پیش توسط نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی شده بود و اثبات آن انقلابی در دنیای فیزیک بود.

جایزه نوبل ۲۰۱۷ به سه دانشمند کاشف آن اهدا شد.

۲۰۱۵ انقلاب کریسپر

کریسپر(مخفف اسم: تناوب‌هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای) یک نوع سیستم ایمنی تطابق‌پذیر در باکتری‌ها است که آن‌ها را قادر به کشف دی‌ان‌ای ویروس و نابودی‌شان می‌کند.

در سال ۲۰۱۵ دانشمندان در دانشگاه پکن موفق شدند برای نخستین بار رویان انسانی را، در مرحله پیشاجنینی، با استفاده از این سیستم دستکاری کنند.

این کار به پژوهشگران اجازه می‌دهد بتوانند ژن‌های معیوب را در مراحل آغازین شکل‌گیری جنین حذف کنند و تولد کودکانی به اصطلاح سفارشی را امکان‌پذیر سازند.

۲۰۱۶: کشف سیاره خواهرخوانده زمین

سیاره «پروکسیما بی»، یک سیاره فراخورشیدی است که در اوت ۲۰۱۶ توسط رصدخانه جنوبی اروپا کشف شد. اهمیت این سیاره آن است که در حال چرخش به دور ستاره خود در کمربند قابل سکونت آن است.

این بدان معنی است که دانشمندان احتمال می‌دهند وجود آب به صورت مایع روی آن امکان پذیر باشد. با این حال رسیدن به این سیاره و نگاه نزدیک به آن شاید تا به این زودی‌ها امکان پذیر نباشد، چرا که این سیاره در فاصله ۴.۲ سال نوری از زمین قرار دارد.

تصویری فرضی از سطح سیاره شبیه به زمینESO/M. Kornmesser

۲۰۱۷: قدیمی‌ترین اسکلت از انسان خردمند

با کشف استخوان‌های یک گونه هومو ساپین، موسوم به انسان خردمند، در غاری در مراکش دانشمندان پی بردند که این گونه صد هزار سال پیش از آنچه تصور می‌کردند پا به عرصه وجود گذاشته است.

پژوهشگران بر اساس یافته‌های قدیم تصور می‌کردند قدمت انسان خردمند، که همان انسان امروزی است، به دویست هزار سال پیش می‌رسد اما کشف تازه سن آن را به سیصد‌هزار سال پیش برده است.

۲۰۱۸: تولد اولین نوزادان کریسپری

در این سال یک دانشمند چینی موفق شد ژنوم دو رویان را دستکاری کند و سپس به روش تلقیح مصنوعی در رحم یک زن بکارد. دخترهای دوقلوی به وجود آمده اولین نوزادان کریسپری جهان نام گرفتند.

دستکاری این دانشمند چینی در ژنوم جنین‌ها به نحوی بوده است که آسیب‌پذیری آن‌ها را در قبال ابتلا به ایدز کاهش دهد.

۲۰۱۸: اولین تصویر از سیاهچاله

در سال ۲۰۱۸ برای نخستیت بار ستاره‌شناسان توانستند از یک سیاهچاله عکس گرفته و آن را منتشر کنند.

این سیاهچاله سه میلیون برابر کره زمین جرم دارد و در فاصله ۵۰۰ میلیون تریلیون کیلومتری ما واقع است.

اخترشناسان برای تصویربرداری از این سیاهچاله مجموعه‌ای از تلسکوپ‌های رادیویی را به کار گرفته بودند.

اولین عکس از سیاهچالهESO

کشف حالت جدیدی از ماده توسط دانشمند ایرانی

پژوهشگران آمریکایی به سرپرستی "جواد شبانی" دانشمند ایرانی موفق شدند حالت جدیدی از ماده را کشف کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، گروهی از فیزیکدانان "دانشگاه نیویورک" (NYU) به سرپرستی "جواد شبانی" (Javad Shabani)، استادیار فیزیک این دانشگاه، حالت جدیدی از ماده را کشف کرده‌اند که می‌تواند برای افزایش قابلیت‌های ذخیره انرژی در ابزار الکترونیک امیدوارکننده باشد و محاسبات کوانتومی را بهبود بخشد.

شبانی گفت: ما در بررسی خود موفق شدیم شواهد تجربی در مورد حالت جدیدی از ماده کشف کنیم که "ابررسانایی توپولوژیک" (topological superconductivity) نام دارد. این حالت توپولوژیک می‌تواند با روش‌های گوناگونی عمل کند که هم سرعت محاسبات کوانتومی را افزایش می‌دهند و هم ذخیره انرژی را تقویت می‌کنند.

فیزیکدانان دانشگاه نیویورک، در این کشف بزرگ با "ایگور زوتیک" (Igor Zutic)، پژوهشگر "دانشگاه بوفالو" (UB) و "الکس ماتوس ابیاگو" (Alex Matos-Abiague)، پژوهشگر "دانشگاه ایالتی وین" (WSU) همکاری داشته‌اند.

تمرکز این پژوهش، بر روش محاسبات کوانتومی است که با کمک آن می‌توان محاسبات را بسیار سریع‌تر از محاسبه معمولی انجام داد. روش محاسبه کوانتومی می‌تواند ظرفیت و سرعت پردازش داده را افزایش دهد.

شبانی و گروهش در این پژوهش، تبدیل حالت معمولی کوانتومی را به حالت توپولوژیک تحلیل کردند و سد انرژی میان این حالت‌ها را اندازه‌گیری کردند. آنها کار خود را با بررسی مستقیم ویژگی‌های این تغییر حالت در پارامتری که حالت ابررسانایی توپولوژیک را کنترل می‌کند، کامل کردند.

این محقق ایرانی در خصوص پژوهش انجام گرفته گفت: این کشف جدید در مورد ابررسانایی توپولوژیک در پلتفرم دوبعدی می‌تواند راه را برای ساخت کیوبیت‌های توپولوژیک مقیاس پذیر فراهم کند که نه تنها اطلاعات کوانتومی را ذخیره می‌کنند، بلکه می‌توانند حالت‌های کوانتومی را که بدون خطا عمل می‌کنند، ارائه دهند.

سخنان آیت‌الله جوادی آملی درباره ارتباطهای دانشگاه، علم و دین

آیت‌الله جوادی آملی: دانشگاه با نمازخانه و نماز جماعت اسلامی نمی‌شود

مرجع تقلید شیعه گفت: داشتن نمازخانه، برگزاری نماز جماعت و حضور نماینده ولی فقیه در دانشگاه لازم است اما این‌ها از جنس دانشگاه نیستند و دانشگاه را اسلامی نمی‌کنند.

به گزارش ایسنا، آیت‌الله العظمی عبدالله جوادی آملی در دیدار با نخبگان حوزه و دانشگاه که در تالار قدس حرم مطهر رضوی برگزار شد، در خصوص علم و دانشگاه‌های اسلامی اظهار کرد: بهترین بحث که می‌توانیم در کنار این ذات اقدس الهی مطرح کنیم تنها علم است. وقتی نظام ما به دست صاحب اصلی‌اش سپرده شود، دیگر حرفی غیرعالمانه نباید زد، قلمی غیرعالمانه ننگاریم و باید بیان و بَنان ما در خدمت علم باشد.

وی ادامه داد: مدت‌هاست که سخن از اسلامی شدن دانشگاه‌هاست اما اسلامی شدن دانشگاه‌ها یک امر ملکوتی است و انجام کارهای علمی در دانشگاه ضروری و لازم است. داشتن نمازخانه، برگزاری نماز جماعت و حضور نماینده ولی فقیه در دانشگاه لازم است اما این‌ها از جنس دانشگاه نیستند و دانشگاه را اسلامی نمی‌کنند.

این مرجع تقلید شیعه افزود: تنها حرفی که در دانشگاه مطرح می‌شود فقط علم است. دانش و سخنگوی خدا باید اسلامی باشد و علمی دانشگاه را اسلامی می‌کند که رابط بین انسان و خدا باشد.

آیت‌الله جوادی آملی گفت: صراط مستقیم بین خلق و خالق، فهم و دانش است. درس بخوانید زیرا این درس است که انسان‌ها را به خدا می‌رساند و تا دانشگاه اسلامی نشود مشکلات اختلاس ، نزول و...را همچنان خواهیم داشت.

وی خاطر نشان کرد: هدف، حرف اول دانش را نمی‌زند چون تابع مسئله است اما حرف اول مطلب را موضوع می‌زند. اگر موضوع دینی باشد، آن علم و دانش دینی است و دانش‌پژوه را نیزبه فردی دینی تبدیل می‌کند و درنهایت دانشگاهی اسلامی خواهیم داشت.

این استاد حوزه در رابطه با علوم دانشگاهی تصریح کرد: علومی که در دانشگاه تدریس می‌شود شامل دو قسمت است؛ قسمت اول شامل علومی می‌شود که اساس و محور اصلی دانشگاه است و قسمت دوم آن شامل علمی است که از جانب خدا باشد.اگر موضوع علمی فعل انسان بود مانند علم سیاست و اقتصاد، آن علم می‌تواند دینی و یا غیر دینی باشد و اگر مطابق علم بود دینی می‌شود.

آیت‌الله جوادی آملی خاطرنشان کرد: ماباید غالب بالعلم باشیم. کسی که حرف‌های دیگران را منتقل می‌کند فقط حامل حرف است. انسان یک دوست دارد، آن هم فهم اوست و تمام موضوعاتی که در دانشگاه بررسی می‌شود محور آن فعل خدا است. بنابراین جوهره علومی مانند دریاشناسی، زمین شناسی، جانورشناسی فعل خدا است که آیت خدا نیزبه شمار می‌رود و در جوهره تمام علوم جز خدا چیزی نیست. هر چه در جهان است مطیع خدای یکتا است.

Black Hole Model Created in the Lab Proves Stephen Hawking's Theory

Black Hole Created in the Lab Proves Stephen Hawking's Theory

Lornajane AlturaMay 31, 2019 08:46 AM EDT

 Albert Einstein's theory of general relativity fascinates several physicists including Stephen Hawking. The theory predicted the three characteristics of a black hole- mass spin and charge and tells that energy can neither be created nor destroyed but instead it can be transferred.

For decades, it has been one of the topics that leave numerous questions until in 1970 Hawking built on Einstein's work. In the law of quantum mechanics, it is said that if an object falls into a black hole, that object can never go back, thus, it eventually disappears but its information leaves behind. Physicists believe that the information continues to linger at the edge of oblivion in the soft hair of quantum particles. For Hawking and his colleagues, there is a contradiction.

In Hawking's paper "Black Hole Entropy and Soft Hair," they discovered that objects entropy changes once it was tossed in the black hole.  He said that black hole has temperature and since hot objects lose heat they would evaporate and disappear. "Any object has a temperature also has an entropy," said Professor Perry.Now, a proof of Hawking's theory also known as "Hawking's Radiation" had been made and this new development provides a possible answer for the Black hole paradox. 

Unlike the real black hole in space which consumes light, the researchers' model of black hole consumes sound. Despite the difference, scientists make sure that just like with light, sound can also either move away from the material or go into it and never escape. The said model was created by trapping 8,000 rubidium atoms in a laser.

Additionally, to gather data about the radiation around the black hole, scientists used a quantum material "Bose-Einstein Condensate" since available instruments cannot observe the radiation because of the great distance. Preliminary evidence of Hawking Radiation was already observed by the same researchers in 2016. This year more details were discovered based on their second experiment. New readings on the black hole thermal spectrum and wavelength matched the late physicist's predictions.

"The way I see it, what we saw that Hawking's calculations were correct," Steinhauer told Gizmodo. With the gathered evidence, the group will still continue the experiments to obtain more information about the radiation specifically to find out if it changes with time.

(Photo : Pixabay)

معرفی کتاب "فیزیک از آغاز تا امروز" ا

فیزیک از آغاز تا امروز - نسخه الکترونیکی

Hossein Javadi

در نسخه الکترونیکی کتاب، ضمن به روز رسانی تا سال 2018، تصاویر کتاب نیز بصورت رنگی منتشر شده است

امکان خرید کتاب الکترونیکی در ایران و خارج از ایران فراهم است

 کتاب فیزیک از آغاز تا امروز

https://www.ketabrah.ir/go/book/24981

پیشگفتار:

این که نیوتن با مشاهده سقوط سیب، قانون جهانی گرانش را کشف کرد، داستانی تخیلی بیش نیست. اما اگر گفته شود که نیوتن تنها کسی بود که وجه مشترک سقوط سیب و گردش ماه به دور زمین را درک کرد، واقعیتی انکارناپذیر است. اندیشه های مربوط به قانون جهانی گرانش، سال ها قبل از تولد نیوتن نیز وجود داشت و برخی نظریه های ارائه شده توسط دیگر فیزیکدانان با دست آورد نیوتن، تنها گامی فاصله داشت و آن ذره ای فرض کردن زمین و خورشید بود و این گام مهم را نیوتن برداشت. روند مشابهی در پیدایش مکانیک کوانتوم و نسبیت نیز مشاهده می شود. زمینه های فکری نسبیت را می توان در کارهای لورنتس مشاهده کرد و آنگاه خواهیم دید که چگونه اینشتین گام نهایی را برداشت و با نفی دستگاه مطلق اتر، انسان را با دنیایی جدید آشنا کرد که در آن فضا مستقل از ماده نیست و زمان با فضا در آمیخته است. مکانیک کوانتوم نیز آنطور که ماکس پلانک ارائه داده بود، قادر به توجیه پیدیده های زیر اتمی نبود و چند گام مناسب توسط اینشتین، بور، کمپتون و دوبروی و ... برداشته شد تا سرانجام توسط شرودینگر، دیراک و فاینمن و ... مکانیک کوانتوم جدید شکل گرفت. با این وجود هنوز مکانیک کوانتوم نیاز بکارهای زیادی دارد تا بتواند مشکلات و ابهامات موجود در فیزیک ذرات را برطرف کند.  

کتاب حاضر برای مشخص کردن این گامها و توضیح نحوه‌ی اندیشیدن به پدیده های فیزیکی به رشته ی تحریر در آمده است. هرچند که سعی شده رویدادهای تاریخی فیزیک در تحریر کتاب فیزیک از آغاز تا امروز نیز مد نظر قرار گیرد، اما این کتاب، تاریخ فیزیک نیست. اما در این کتاب چنان به روند تکامل علم فیزیک توجه شده است که زمینه ی رشد اندیشه های منجر به کشفیات فیزیکی تشریح گردد. بحث های فلسفی در کنار رویدادهای تاریخی مطرح شده است تا فلسفه ی علم فیزیک، زینت بخش محتوای علمی آن گردد. با این وجود نمی توان این کتاب را فلسفی قلمداد کرد. درک عمیق دانش فیزیک، بدون توجه به روند تاریخی و نگرش های فلسفی آن، از جذابیت این دانش بنیادی می کاهد. به همین دلیل هرجا که لازم دیده شد، محتوای علمی کتاب با تاریخ و فلسفه فیزیک در هم آمیخته است تا زوایای تاریک و مبهم فیزیک برای خواننده روشن گردد.

کتاب در سطحی تهیه شده است که برای همه ی گروه‌های سنی با هر پایه‌ای از معلومات فیزیکی، مفید واقع شود. با این وجود کتاب حاضر برای دانشجویان رشته های فیزیک، ریاضی و مهندسی مناسبتر است. تلاش شده جهت گیری مطالب کتاب به گونه ای باشد که انگیزه پژوهش دانشجویان و دانش آموزان عزیز را تقویت کند. اگر دانشجویان و دانش آموزان، مطالب این کتاب را متناسب با مطالب درسی انتخاب و مطالعه کنند، مطالب کتب درسی بیشتر قابل لمس و درک خواهد شد. علاوه بر آن، خواننده کتاب درگیر اندیشه های منجر به نظریه های علمی می‌شود و پس از مدتی می تواند موشکافانه نظریه های فیزیکی را با نگاهی نقادانه مورد مطالعه قرار دهد. 

هریک از فصول کتاب تکمیل کننده فصل قبلی است، بنابراین پیشنهاد می شود کتاب با فصل بندی ارائه شده مطالعه شود تا پیوستگی و ارتباط نظریه های فیزیکی و اهمیت آنها مشخص شود. در این صورت خواننده مشاهده خواهد کرد که هیچ نظریه ای کامل نیست و هر نظریه جدیدی با اشکالات و ابهامت خاص خود رو به رو است که زمینه ی اندیشه و پژوهش های بعدی را فراهم می سازد.

در پایان لازم است از معاونت محترم پژوهشی دانشگاه تهران، به ویژه آقای دکتر فرشید فروز بخش که با مساعدت خویش، تدوین و تکمیل کتاب را امکان پذیر کردند، تشکر و قدردانی شود. از راهنمایی ارزنده آقایان دکتر بهزاد مشیری و دکتر حسن زند سپاس گزاریم. همچنین از استاد عزیز آقای دکتر محمود قرآن نویس که در تدوین رئوس اصلی کتاب به‌ویژه بخش پلاسما راهنمایی های ارزنده ای مبذول داشتند و استاد گرامی آقای دکتر پرویز تاجداری که همواره از راهنمایی و همکاری ایشان در جهت انتشار کتاب برخوردار بوده ایم، سپاس‌گزاری می شود. از آقایان نوید علیزاده، مهندس رشید معموری و سید امین مرادی سالاری که در تدوین صفحات و تصاویر کتاب همکاری داشتند، سپاس‌گزاری می شود.

امید است این گام کوچک مورد قبول جامعه ی علمی کشور عزیزمان قرار گیرد و زمینه انتشار آثار ارزشمند و غنی تری را فراهم سازد. همچنین از خوانندگان عزیز تقاضا می شود نقطه نظرهای خود را همراه با ذکر نارسایی های کتاب یادآور شوند تا در چاپ های بعدی رعایت گردد. هرگونه نظر و انتقاد و پیشنهاد یا ذکر غلط های تحریری کتاب با کمال میل پذیرفته می شود و موجب سپاس گزاری است. مطالب بیشتری در زمینه مباحث این کتاب را می توانید در آدرس زیر ملاحظه کنید.

 http://cph-theory.persiangig.com

با آرزوی بهروزی

حسین جوادی   

امکان خرید کتاب الکترونیکی در ایران و خارج از ایران فراهم است

 کتاب فیزیک از آغاز تا امروز

https://www.ketabrah.ir/go/book/24981

 کتاب آنسوی مدل استاندارد: مشکلات فیزیک مدرن و راه‌حل‌ها

https://www.ketabrah.ir/go/book/24977