ראשי » מדע ומחשבים » מדע » חידושים והמצאות

סיכום שנה: הגילויים המדעיים שעשו את תשע"ו?

פריצת דרך בחקר ריפוי הסרטן, גילוי חיים מחוץ לכדור הארץ, פתרון תעלומה מתמטית ואישוש תורתו של אינשטיין: שנת תשע"ו הביאה איתה חידושים מרתקים בעולם המדע. הנה כמה מהם

בשנה החולפת התקדם עולם המדע עם סדרה של גילויים וחידושים מסעירים. גילויים כמו כוכבים בעלי פוטנציאל חיים, פתח חדש לריפוי סרטן העור ואישוש תורת גלי הכבידה, הם לכל הדעות התקדמויות דרמטיות שאף חרגו מהעולם האקדמי וריגשו את הציבור כולו. לרגל השנה החדשה החלטנו לסקור כמה גילויים מרגשים במיוחד שהביאו גם לסיקור תקשורתי נרחב.

עוד כותרות:
מה קלינטון וטראמפ צריכים לעשות כדי לנצח?
תינוקת פונתה ללא הכרה ממשפחתון - ונפטרה
חולה האלצהיימר הפך לכוכב ברשת

החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ: אחד התחומים המרכזיים שעמדו במרכז ההתעניינות המדעית השנה היה החיפוש המתמיד של סוכנויות החלל אחר חיים מחוץ לכדור הארץ.
 
המושג "חיים" אינו בהכרח כולל בתוכו חיים תבוניים, או חיים הדומים לאלו הקיימים על כדור הארץ. הוא יכול לכוון לצורות אחרות של חיים, גם אם פרימיטיביות, שמלמדות כי האנושות אינה קיימת לבדה בתוך הכמות הבלתי נתפסת של הגלקסיות והכוכבים המרכיבים את היקום. הנה שתי ידיעות מרתקות שמשקפות את ההתקדמות הרבה שלנו בתחום.

בתחילת השנה ערכה סוכנות החלל האמריקנית נאס"א מסיבת עיתונאים מיוחדת, שבה בישרה כי במורד הקניונים והמכתשים של מאדים זורמים מים חיים.

מומחי סוכנות החלל הסבירו כי משמעות הגילוי היא אפשרות סבירה יותר למציאותם של צורות חיים על הכוכב. הם אף ציינו כי מים יאפשרו בעתיד להקים בצורה קלה יותר מושבה אנושית על הכוכב.

 

ההודעה הדרמטית הזו התווספה למידע רב אודות הכוכב האדום, שהראה כי יתכן שקיימים בו סוגים פרימיטיביים של חיים – למשל חיידקים או אפילו צורות זעירות מורכבות יותר. יש לציין כי בתנאי קור וחשכה קיצוניים מתקיימים חיים גם על כדור הארץ בסביבות נוזליות, ולכן מציאת המים העצימה את ההשערות אודות הסיכוי למצוא צורות חיים מהסוג הזה גם במאדים.
 
 

מעבר לחיפוש אחר אפשרויות קיום של חיים במערכת השמש שלנו, נעשה מאמץ עולמי לזהות כוכבי לכת במערכות שמש שמצויות בגלקסיית שביל החלב ואף בגלקסיות אחרות.

בנוסף ניסו המדענים להעריך האם כוכבים אלה מצויים במה שמוגדר "חגורת הזהב": כלומר, שהכוכב נמצא במרחק סביר מהשמש באופן שהוא אינו לוהט מדי, וכך ישנה אפשרות שמצויים בו מים – אך כאלה שלא מוקפאים עקב מרחק רב מדי מהשמש.
 

בהקשר לכך הכריז לאחרונה מצפה הכוכבים הדרומי של אירופה (ESO) על גילויו של כדור לכת חדש בעל תנאים מאפשרי חיים, הנמצא במרחק כארבע שנות אור בלבד ממערכת השמש שלנו, מה שעשוי לאפשר,
לראשונה בהיסטוריה, גם לחקור אותו מקרוב.

התגלה כוכב לכת חדש:

 

ההכרזה המרגשת הזו באה בתקופה גדולה של גילויים משמעותיים מסוג זה שמהווים פריצת דרך אמיתית בתחום חיפוש החיים מחוץ לכדור הארץ. במסגרת פרויקט ענק של נאס"א התגלו 1,284 כוכבי לכת חדשים. תשעה מהם דומים להפליא לכדור הארץ, והם בעלי תנאים מעולים להתפתחות חיים.

אז מה אנחנו יודעים על קוונטים, חלקיקים תת אטומיים, או תורת היחסות של איינשטיין? לא הרבה כנראה, אבל השנה התורה המורכבת הזו קיבלה שוב אישוש מדעי משמעותי, בעקבות גילוי היבט חדש שלה שנחזה מראש על ידי המדען הדגול. הכוונה כמובן היא לכוח הכבידה.

שנים לאחר פרסום תורת היחסות של איינשטיין דיווחו חוקרים על גילוי הוכחה ראשונה לתיאוריה: מדובר בתיעוד של גלי הכבידה הנוצרים בחלל, בעקבות התנגשות קוסמית של חורים שחורים. "כעת נוכל לשמוע תהליכים אדירים בחלל שעד היום רק שיערנו את קיומם", אמר ל-NRG האסטרופיזיקאי הישראלי פרופ' עמיאל שטרנברג.
 

לדבריו, "אם עד היום היינו יכולים לראות את החלל ואת היקום דרך גלי אור וגלים אחרים - עכשיו אפשר לשמוע אותו באמצעות גלי כבידה". הוא הסביר כי "זה כאילו שעד היום היה לנו חוש אחד וכעת יש לנו עוד חוש. מהבחינה הזו מדובר ממש במהפכה".

סרטון של נאס"א המסביר על גלי כבידה:

 

מורכבותו של חיידק אחד מבחינה גנטית היא כה גדולה, עד כדי כך שעד היום בני האדם לא הצליחו לייצר יצור חי משמעותי. אבל צעד גדול בכיוון נעשה כשצוות של גנטיקאים הצליח לבנות יצור שמורכב מ-473 גנים: "זהו השיא שאליו הובילה עבודתם של עשרות אנשים, זה ראוי לכל שבח", הם אמרו.

לדברי הגנטיקאים, הפיתוח החדש עשויה לשמש למניעת מחלות. חלוץ המחקר הגנומי, קרייג ונטר – יחד עם יותר מ-20 קולגות – הנדסו מיקרוב חי שהגנום שלו פשוט יותר מכל גנום שנצפה בטבע. במילים אחרות, הם יצרו צורת חיים שפשטותה היחסית והעיצוב המודולרי שלה הופכות אותה לפלטפורמה שבה ניתן יהיה, מתישהו בעתיד, לבצע בקלות מניפולציות כמו בתוכנת מחשב.
 

פריצת הדרך הזו טומנת בחובה הבטחה לעידן חדש בתחומי הרפואה, התעשייה והאנרגיה. "התאים האלה יכולים להיות בסיס מאוד שימושי ליישומים תעשייתיים רבים, החל מרפואה וכלה בתעשייה הביוכימית, בדלקים ביולוגיים, בתזונה ובחקלאות", אמר דן גיבסון, מדען בכיר במכון המחקר ונטר.

אחד מתחומי המדע המופשטים ביותר הוא המתמטיקה. במובן מסוים המתמטיקה נחשבת ל"מלכת המדעים" בגלל היותה לא חומרית לחלוטין. תחום זה כולל בתוכו אתגרים ובעיות רבות שטובי החוקרים משקעים שנות חיים כדי לפתור אותן. כזכור רב המכר ההיסטרי "המשפט של פרמה" עסק בשעתו בבעיה מתמטית שעסקו בפתרונה מאות בשנים.

כעת, מדובר בפתרון בעיה שהציג המתמטיקאי האמריקני רונלד גרהאם לפני כ-30 שנה בתחום משפטי פיתגורס, ואשר נמצא לאחרונה באמצעות שימוש במחשב-על. חוקרים מארה"ב ומאנגליה הם שפרסמו את ההוכחה המתמטית הזו, שנחשבת לארוכה ביותר שנכתבה עד כה, ואשר אינה אפשרית לבדיקה באמצעות המוח האנושי.
 

השאלה שפתרו החוקרים היא "בעיית השלשות הפיתגוריות", שגרהם ניסח בשנות השמונים. שלשה פיתגורית היא קבוצה של שלושה מספרים (a, b, c) המקיימים את הקשר המוגדר במשפט פיתגורס: a2 + b2 = c2. למשל: 3, 4, 5 הם שלשה כזו (9+16=25). גרהם שאל אם אפשר לחלק סט של מספרים טבעיים (שלמים וחיוביים) מ-1 עד N לשתי קבוצות, כך שאף אחת מהן לא תכלול שלשה פיתגורית.

בתשובה שנמצאה הוכיחו המדענים שיש פתרון לבעיה עד למספר N = 7,824. כלומר, את אוסף המספרים שבין 1 ל-7,824 אפשר לחלק לשתי קבוצות, כך שבכל קבוצה אין שום שלשה פיתגורית.

סרטן העור, מלנומה בשמו המדעי, הוא אחד מסוגי הסרטן המסוכנים והקטלניים ביותר. בעקבות החשיפה הרבה שלנו לשמש, הוא גם אחד הנפוצים. לכן לאורך השנים מושקעים כוחות רבים כדי למצוא דרכים להאט את קצב ההתפשטות שלו ואף למצוא לו תרופה.

במקרה זה פרסמה חוקרת ישראלית מאוניברסיטת תל אביב מחקר שמציע תקווה בתחום, ואף משמש צעד ראשון לעצירת המחלה בשלביה הראשוניים. בטרם מתפשטת המלנומה, היא שולחת בועות זעירות המכילות חומר גנטי שיוצר את השינוי במבנה שכבת העור הפנימית, כהכנה לקליטת התאים הסרטניים ולשינוע הגרורות.

צוות החוקרים בראשות ד"ר כרמית לוי מצא חומרים כימיים שביכולתם להתערב ולעצור את התהליך בשלביו הראשונים. חומרים אלו עתידים לשמש בעתיד בסיס לפיתוח תרופות מנע. בנוסף, השינויים שזוהו בשכבת העור וכן הבועיות עצמן, עשויים לשמש כסמנים לאבחון מוקדם של הסרטן הקטלני.
 

לוי אמרה כי "אנחנו תקווה שהממצאים יסייעו להפוך בעתיד את המלנומה למחלה בלתי מאיימת, שניתן להחלים ממנה יחסית בקלות". לנו לא נותר אלא לפרגן לחוקרת הישראלית שהצליחה לקדם בעוד צעד את העולם בנושא החשוב והמורכב הזה.

מחלת סרטן נוספת שהשנה נמצאה שיטה חדשה להילחם בה היא סרטן הדם. השיטה בוצעה בעזרת חולים סופניים, אשר הזמן שנותר להם על פני האדמה היה כחמישה חודשים. מחולים אלה הוצאו תאים לבנים שהונדסו במעבדה מחדש כדי להילחם בסרטן. תוצאת המהלך הייתה שתאי הדם הלבנים החדשים אכן הצליחו להילחם בצורה מיטבית עם לוקמיה, בשיעור ריפוי חסר תקדים של 94 אחוזים.

תוצאה קצת פחות טובה, אך גם מוצלחת מאד מבחינה רפואית, התקבלה בשני ניסויים שונים על מטופלים הלוקים בסוג של סרטן לימפומה, שם יותר מ-80 אחוזים מהמטופלים הגיבו לטיפול. כמחצית מהם היו נקיים עד 18 חודשים.

התקדמות בדרך לריפוי הסרטן:

 

כמובן שגם כאן הדרך עדיין ארוכה, כיוון שלפחות בחלק מהמקרים נצפו תופעות לוואי רבות. הסיבה לכך נובעת מכך שההנדסה הגנטית של תאי הדם הלבנים גרמה להרעלות שונות בקרב חלק מהחולים. כמו כן, לדברי החוקרים יש לבחון שוב את תוצאות הטיפול, מה שייעשה בהמשך. למרות זאת, בתחום הרפואה שוררת הסכמה כללית כי מדובר בטיפול חדש שהצליח לעצור ולרפא את המחלה בחולים שהרפואה הרגילה כבר התייאשה מהם.

היכנסו לעמוד הפייסבוק החדש של nrg