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2016年,哪些科学事件值得期待?

2016-02-03 17:50:02 来源: 网易君子(北京)
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伴着人类从未停止的科学探索的脚步,2015年悄然远去,2016年已经到来。新的一年中,哪些我们翘首以盼的科学项目会被执行,又有哪些对科学界有重大影响的事件将会发生?最近,《自然》杂志对2016年的热点研究领域进行了展望。

二氧化碳捕集

一家瑞士公司即将成为第一家从空气中捕集二氧化碳并以商业化规模销售它们的公司,这为建立可能帮助对抗全球变暖的、更大规模的机构奠定了基础。大概在2016年7月,克莱姆工业(Climeworks)公司在苏黎世周边的工厂将开始以每月约75吨的速度捕集二氧化碳,再把二氧化碳销售给附近的温室,以促进作物生长。另一家公司——加拿大卡尔加里的碳工程(Carbon Engineering)公司则希望能将二氧化碳转化成液体燃料。碳工程公司从去年10月起就已经在捕集二氧化碳,但尚未将其投入市场。世界各地的机构早已开始从发电厂废气中捕集二氧化碳了,但直到2015年,仅有少数小型示范项目直接从空气中吸收二氧化碳。

克莱姆工业的二氧化碳吸收装置

克莱姆工业的二氧化碳吸收装置

基因剪辑

利用DNA剪辑技术的治疗方式即将进行人体试验。加州里士满的Sangamo Biosciences公司将用锌指核酸酶修复能导致血友病的缺陷基因并测试治疗效果。公司还将和麻州剑桥市的Biogen公司合作开展试验,验证这项技术能否让β-地中海贫血患者产生有功能的血红蛋白。科学家和伦理学家们希望,关于人体基因编辑的广泛安全性和伦理准则的讨论,能在2016年达成一致。而且,在2016年,我们也有望看到首批经基因剪辑、能作为人类疾病模型的猴子降生。

寄望宇宙

引力波是指由移动中的緻密物体——如旋转的中子星——造成的时空波动。物理学家认为,有赖于先进激光干涉引力波天文台(Advanced LIGO)的存在,我们有望在2016年首次观测到引力波存在的证据。日本将会发射新一代X射线卫星天文台Astro-H。它将完成不同的任务,“重中微子会发出暗物质信号‘bulbulon’”这一观点,也可能被Astro-H证实或驳斥。超高能量的大型强子对撞机(LHC)曾探测到一种疑似新粒子存在的痕迹。从2015年6月以来,LHC就在以破纪录的能量水准运行。随著资料迅速积累,这些蛛丝马迹也将逐渐明了。即使未能确认这种粒子的存在,这台大型强子对撞机依然可能揭示其他的奇异现象,比如仅由胶子组成、被称为「胶球」的假想粒子。

X射线卫星天文台Astro-H概念图

X射线卫星天文台Astro-H概念图

冒险的研究

让病毒变得更危险的研究究竟能否重新获得基金支持?科学家们即将得知结果。2014年10月,美国政府突然停止了对“功能获得性”研究的资金支持。这些实验可以帮助人们理解某些病原体如何演化、人们又如何杀死它们。但批评者认为这可能增加某些风险——比如致命病毒的意外洩露。一项风险-收益分析于2015年12月完成,美国国家生物安全科学顾问委员会将在接下来的几个月内公佈会否恢复资金支援——即便恢复,对相关研究的限制也可能会相应收紧。

商业收益

一个幸运的研究小组将赢得由美国心脏协会和网际网路巨头Google提供的5000万美元基金,以供心脏病研究之用。Google正在拓展疾病研究领域,而神经科学家也很希望看到前美国国家心理健康研究所主任汤玛斯•因赛尔(Thomas Insel)会在Google公司如何作为——自从2015年11月起,他就在Google领导一个有关心理健康的专案。此外,私人资金也可能会参与到航太专案中:加州帕萨迪纳市的非营利组织行星协会计画在2016年4月,开展一项耗资4500万美元的任务,测试他们的光驱动飞船「光帆(LightSail)号」。

「光帆号」光驱动飞船的想像图

「光帆号」光驱动飞船的想像图

前往火星,以及更遥远的远方

2016年,地球和火星的轨道将会令二者靠近,这为拜访火星创造了绝佳机会。欧洲空间局(ESA)和俄罗斯联邦航天局(Roscosmos)的一项联合任务将会抓住这次机会。2016年3月发射的「地外火星2016(ExoMars 2016)号」将会分析火星大气层的气体成分,并测试著陆技术。此外,美国航太总署(NASA)的「朱诺(Juno)号」将于7月抵达木星。在9月,欧洲太空总署的「罗塞塔号(Rosetta)飞船」将会冲向它所环绕的彗星,迎来旅程的终点——也别急著哀悼,至少NASA即将发射的「OSIRIS-Rex号」会带著样品从小行星贝努(Bennu)归来。

太空旅行

造价一亿美元的“悟空”号暗物质粒子探测器(DAMPE)已于2015年12月发射,但中国国家空间科学中心还将会发射另外两个空间科学探测器——空间科学先导专项首批5颗科学卫星中的第二及第三个。世界首个量子通讯测试卫星将于6月发射,而硬X射线调製望远镜将在年底升空,去搜寻黑洞和中子星这样的辐射源。中国将于9月完成500米口径球面射电望远镜(FAST)的建造,它将取代波多黎各的阿雷西博天文台,成为世界上最大的射电望远镜。而在夏威夷,充满争议的三十米望远镜在2015年12月被吊销了建造许可,其研究小组将尝试确定项目是否能够继续。如果能,他们将试图解决专案该如何推进的问题。

暗物质粒子探测卫星在轨示意图。

暗物质粒子探测卫星在轨示意图

硬X射线调製望远镜整星试验图

硬X射线调制望远镜整星试验图

揭秘微生物

地球微生物组专案预期在2016年发佈首批研究结果。这个雄心勃勃的项目开始于2010年,旨在分析全世界微生物群落。上至科莫多龙的舌头,下至西伯利亚的冻土,他们希望收集至少20万个微生物DNA样本,并对它们进行测序和描述。这个专案承诺,将以史无前例的规模揭示生物的多样性。

科莫多龙的唾液样本将用于地球微生物组计画

科莫多龙的唾液样本将用于地球微生物组计画

政局变动

2016年11月,美国将会选出新的总统。如果共和党入主白宫,在内华达州尤卡山埋藏核废料这一备受争议的计画便可能重新提上议程;而对气候和社会科学研究的联邦资金支持可能会面临大幅削减。此外,如果加拿大自由党政府履行了选举前的承诺,加国将会任命一名首席科学官。研究人员相信,首席科学官将有志于使政府科学家重新人丁兴旺起来。

梦之基因

神经科学家希望能最终鉴别出调节睡眠时间和长度的关键基因,却一直难以实现这一目标。这可能是因为这些基因还在大脑中执行其他功能。定位这些基因将为理解睡眠障碍和某些精神疾病(科学家意识到特定精神疾病与高度紊乱的睡眠模式相关)提供启示。

修建中的SESAME装置

修建中的SESAME装置

要有光

中东实验科学及应用同步辐射光源(SESAME)装置将于2016年年末在约旦开启。这个环状的粒子加速器将产生高强度的光,从原子层面去检测各式材料和生物结构。它是该区域首个大型的国际研究机构,也是伊朗、以色列和巴基斯坦等各国政府鲜有的一次合作。一个类似设施将在非洲建造,对该项目的资助很可能会加快脚步。此外,到2016年6月,科学家将在世界首个第四代同步加速器——位于瑞典隆德的MAX IV上,使用高亮度X射线光束。

作者:《自然》杂志的记者Elizabeth Gibney   编译:Allison Liu

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本文来源:网易君子 责任编辑:黎甜_NQ4073
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