Étant donné le rythme rapide des changements technologiques et scientifiques, il peut être facile d'oublier ce que nous ne savions pas il y a quelques années à peine. La dernière décennie a vu des percées en physique, en biologie et en astronomie, pour n'en nommer que quelques-unes. Laquelle de ces découvertes est la plus importante appartient probablement aux historiens, mais certaines des conséquences des découvertes du début de la décennie commencent à se répercuter. Voici nos choix pour les plus grandes avancées scientifiques de la décennie et les découvertes surprenantes.
2010: La première «vie» synthétique
Les scientifiques ont brouillé la frontière entre le naturel et l'homme en 2010 avec la création du tout premier organisme à génome synthétique. Des scientifiques de l'Institut J. Craig Venter ont assemblé le génome de la bactérie Mycoplasma mycoides sur plus d'un million de paires de bases d'ADN. Ensuite, ils ont inséré ce génome créé par l'homme dans une autre bactérie, Mycoplasma capricolum, qui avait été vidé de son ADN. le M. capricolumLa machinerie de Bean a rapidement commencé à traduire les instructions de ce génome synthétique en action, se reproduisant M. mycoides aurait.
Depuis cette percée, les scientifiques ont continué à faire des progrès en biologie synthétique. En 2016, les scientifiques ont construit le plus petit microbe synthétique à ce jour, avec seulement 473 gènes. En 2017, ils ont annoncé la création de cinq chromosomes de levure synthétiques; le plan consiste à remplacer les 16 chromosomes de la levure par des chromosomes synthétiques qui pourraient être modifiés pour effectuer certaines tâches, telles que la production d'antibiotiques en masse ou même la création de viande cultivée en laboratoire.
2011: Traitement préventif du VIH
Aujourd'hui, de nombreuses personnes à haut risque de contracter le virus de l'immunodéficience humaine (VIH), qui cause le SIDA, prennent une pilule quotidienne pour réduire leur risque. En 2012, la Food and Drug Administration des États-Unis a approuvé un médicament appelé Truvada à cette fin. Mais c'est une grande étude publiée en 2011 qui a ouvert la voie à ce changement radical dans la prévention du VIH.
Cette étude, que la revue Science a surnommée la «percée de l'année», était la première depuis 1994 à montrer une nouvelle façon de prévenir la transmission du VIH d'une personne à une autre. (En 1994, les chercheurs ont indiqué qu'ils avaient trouvé une option pharmaceutique pour aider à prévenir la transmission du VIH d'une femme enceinte à son fœtus.) L'étude a commencé en 2005 et les résultats de 2011 étaient des résultats provisoires. Les chercheurs ont trouvé une réduction de 96% de la transmission du VIH dans ces données. Les données finales englobant l'ensemble de l'étude de 10 ans, rapportées dans le New England Journal of Medicine en 2016, ont montré une réduction de 93% de la transmission du VIH.
2012: Higgs Boson
En juillet 2012, des scientifiques travaillant sur le plus grand accélérateur de particules du monde ont annoncé qu'ils allaient toucher la saleté. Les expériences au Grand collisionneur de hadrons (LHC) avaient, enfin, découvert des preuves de la dernière particule non découverte prédite par le modèle standard de la physique.
Le boson de Higgs avait été retrouvé. Il s'agit de la particule associée au champ de Higgs, un champ d'énergie à l'origine de la masse des particules. Les particules gagnent en masse en frappant à travers ce champ tridimensionnel, créant de minuscules perturbations dans le champ. (Plus leurs interactions avec le champ sont fortes, plus elles ont de masse.) Lorsque le champ subit une poussée d'énergie majeure à un endroit particulier, il émet un boson de Higgs. En 2013, les physiciens ont confirmé que leurs observations de 2012 étaient bien la particule insaisissable, parfois appelée «particule de Dieu» en raison de son rôle dans la masse de toutes les autres particules.
La découverte des Higgs a soulevé de nouvelles questions pour les physiciens. La particule était un peu plus légère que certaines de ses interactions avec d'autres particules élémentaires ne l'auraient prédit, ce qui signifie que quelqu'un s'est trompé en calcul ou qu'il y a plus d'un type de Higgs - y compris peut-être un Higgs plus lourd qui n'a pas été découvert. Les physiciens utilisent maintenant le LHC pour rechercher ces Higgs lourds possibles.
Lucas Taylor / CMS
Après près de 35 ans passés devant les planètes et les lunes, la sonde Voyager 1 de la NASA est entrée dans l'histoire en 2013, lorsque les scientifiques ont annoncé que le vaisseau spatial avait officiellement quitté le système solaire en août 2012.
La sonde a été lancée depuis la Terre en 1977 et a passé la prochaine décennie à explorer Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et leurs lunes. En 2013, les données renvoyées par la sonde suggéraient des changements dans la densité électronique autour de Voyager 1 - un indice majeur que l'engin spatial avait quitté les limites du système solaire. Voyager 1 continuera de renvoyer à la Terre des informations sur l'espace interstellaire jusqu'en 2025 environ. Après cela, il est prévu une longue retraite tranquille dans l'espace lointain, avec la possibilité qu'un jour, une forme de vie extraterrestre remarquera la petite sonde et son disque d'or, une capsule temporelle qui contient des images de personnes, des cartes de notre système solaire et d'autres indices de l'existence de la civilisation sur Terre.
2014: Ondes gravitationnelles
Avant 2014, les scientifiques n'avaient que des preuves indirectes du Big Bang, la théorie qui décrit une expansion stupéfiante de l'espace qui s'est produite il y a 13,8 milliards d'années et a donné naissance à notre univers. Mais en 2014, pour la première fois, les scientifiques ont observé des preuves directes de cette expansion cosmique, ce que certains appelaient un "pistolet fumant" pour le début de l'univers.
Ces preuves sont venues sous la forme d'ondes gravitationnelles, des ondulations littérales dans l'espace-temps restantes de la première fraction de seconde après le Big Bang. Ces ondulations ont généré des changements dans la polarisation dans le fond cosmique micro-ondes, qui est un rayonnement laissé par le premier univers. Les changements de polarisation sont appelés modes B. Ce sont ces modes B que les scientifiques ont détectés à l'aide du télescope d'imagerie d'arrière-plan du Polaric Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) en Antarctique.
Depuis lors, les ondes gravitationnelles ont continué à révéler des mystères de l'univers, tels que la dynamique des collisions des trous noirs et les collisions entre les étoiles à neutrons. Les ondes gravitationnelles peuvent même aider à déterminer la vitesse à laquelle l'univers se développe.
2015: Première édition CRISPR d'embryons humains
La plus grande histoire biomédicale de la décennie est peut-être l'émergence d'une technologie d'édition de gènes appelée CRISPR d'une obscurité relative. Cette technologie provient des mécanismes de défense naturels de certaines bactéries; c'est une série de séquences génétiques répétitives liées à une enzyme appelée Cas9 qui agit comme une paire de ciseaux moléculaires. Les séquences de gènes peuvent être modifiées pour mettre un œil sur un segment particulier de l'ADN, en dirigeant l'enzyme Cas9 pour entrer et commencer à couper.
Grâce à ce système, les scientifiques peuvent facilement effacer et insérer des morceaux d'ADN dans des organismes vivants, une capacité ayant des implications évidentes pour guérir des maladies génétiques - et éventuellement conduire à des bébés sur mesure. La première étape de cette route potentielle a été franchie en 2015, lorsque des scientifiques de l'Université Sun Yat-sen en Chine ont annoncé qu'ils avaient effectué les toutes premières modifications génétiques d'embryons humains à l'aide de CRISPR. Les embryons n'étaient pas viables, et la procédure n'a été que partiellement réussie - mais l'expérience a été la première à pousser une ligne éthique dont la communauté scientifique débat à ce jour.
2016: une exoplanète découverte dans une zone habitable
La plus proche voisine d'exoplanètes de la Terre, découverte en 2016, n'est pas seulement à 4,2 années-lumière de distance - elle a le potentiel d'héberger la vie.
Cela ne signifie pas que la planète, surnommée Proxima b, est sûre d'être habitable, mais elle réside dans la zone habitable de son étoile, ce qui signifie qu'elle orbite autour de son étoile à une distance qui permettrait à l'eau liquide d'exister à la surface de la planète. La planète orbite autour de Proxima Centauri; vacille dans les mouvements de cette étoile lorsque la planète est passée par allusion à l'existence de Proxima b.
Depuis la découverte, les scientifiques ont observé des superflares à rayonnement élevé de Proxima Centauri explosant l'exoplanète, réduisant considérablement les chances de survie de la vie sur Proxima b. Cependant, ils ont également constaté qu'il pourrait y avoir plus de planètes en orbite près de Proxima b.
2017: les plus anciens fossiles d'Homo sapiens repoussent les espèces de 100 000 ans
Depuis combien de temps Homo sapiens parcourait la planète? Une découverte annoncée en 2017 a repoussé le calendrier à 300 000 ans.
C'est 100 000 ans de plus que ce que l'on croyait auparavant. Les chercheurs ont trouvé les ossements vieux de 300 000 ans dans une grotte au Maroc, où au moins cinq individus peuvent avoir trouvé refuge lors d'une chasse. Le site de découverte - en Afrique du Nord, pas en Afrique de l'Est, où le précédent plus ancien Homo sapiens des fossiles ont été découverts - des indices que notre espèce n'a peut-être pas d'abord évolué en Afrique de l'Est, puis a ensuite rayonné ailleurs. Au lieu, Homo sapiens aurait pu évoluer à travers le continent.
2018: premiers bébés CRISPR vivants
Trois ans à peine après la première édition d'embryons humains non viables avec CRISPR, quelqu'un a franchi une autre ligne d'édition de gènes. Cette fois, un scientifique chinois du nom de Jiankui He a annoncé qu'il avait édité les génomes de deux embryons qui ont ensuite été implantés par FIV (fécondation in vitro) dans le ventre de la mère et nés: des jumelles qui sont les premiers bébés CRISPR au monde.
La modification qu'il a faite concernait un gène appelé CCR5 - un changement qui, théoriquement, devrait rendre les enfants moins vulnérables à contracter le VIH. De nombreux scientifiques ont été consternés par le fait qu'il entreprendrait la modification génétique dans ce contexte, en particulier compte tenu des méthodes disponibles et moins intensives sur le plan technologique pour éviter le VIH (comme le traitement antirétroviral préventif). Plus tard, les données publiées par les chercheurs ont suggéré qu'elles avaient en fait induit une mutation inconnue chez les filles plutôt que de reproduire une mutation connue.
Les effets secondaires potentiels pour les filles sont encore inconnus, tout comme le sort du scientifique qui a fait le montage. En janvier 2019, le New York Times a rapporté qu'il était susceptible de faire face à des accusations criminelles en Chine, bien qu'il ne soit pas clair en vertu de quelles lois il pourrait être inculpé.
2019: Première image du trou noir
Les trous noirs ont toujours été une fascination astronomique: nous savons qu'ils sont là, mais parce que la lumière ne peut pas s'échapper au-delà de leurs horizons d'événements, ils sont également en quelque sorte invisibles.
Jusqu'à cette année: pour la première fois, les scientifiques ont capturé une image d'un trou noir. Le sujet du portrait était un trou noir au centre de la galaxie Messier 87 qui est aussi large que l'ensemble de notre système solaire. L'image ressemble à un beignet rougeoyant de matière entourant un abîme de noirceur; c'est la poussière et le gaz en orbite autour du point de non-retour du trou noir. Cette découverte a valu aux chercheurs impliqués le Prix Breakthrough 2020, l'un des prix les plus prestigieux en science. Ils travaillent maintenant pour capturer non seulement des images, mais des films, de trous noirs.
