2016 yılının en önemli bilimsel buluşları..

 Bir yılı daha geride bıraktık. Her alanda olduğu gibi bilimsel araştırmalar açısından da önemli gelişmeler oldu. ‘http://www.ocakmedya.com’ adresli internet sitesinden Ahmet Taha Koru, 2016 yılının en önemli bilimsel buluşlarını araştırmış. Her biri potansiyel Nobel adayı. Biz de sizler için bu güzel araştırmayı buraya taşıdık.
 
İşte 8 önemli bilimsel buluş:
 

8- Protein moleküllerinin geometrik tasarımı

 

Proteinler doğadaki en güçlü molekülleridir. Çeşitli geometrilerde olabilirler ve bu sebeple bir çok farklı işi başarabilirler. Kimyagerler, 2016 yılında, doğada bulunmayan geometrilere sahip yapay proteinler yapmayı başardı.

Proteinlerin yapı taşları 20 farklı amino asittir. Bu amino asitlerin farklı dizilimleri, molekülün şeklini değiştirir (protein folding = protein katlama). İp gibi amino asitler yan yana dizilip protein molekülü haline getirilirse, bağ çekim kuvvetlerinin sonucunda molekül ip gibi olmaz, farklı bir geometriye dönüşür.  Örneğin, proteinlerden oluşan canlı DNA’sı yay gibi spiral bir geometridedir.

Bilim adamları, istedikleri geometriye ulaşmak için hangi amino asitleri hangi sırayla dizmeleri gerektiğini keşfettiler. Böylece proteinden bir sandık ya da bir ağaç geometrisine sahip protein molekülleri yapmak mümkün.

Bu buluş ile hayal edilen, ilaçları taşıyan  nano kafes geometrisinde protein molekülleri yapmak, bu kafeslere ilaçları yerleştirmek… Protein kafesler kargo gibi ilacı hedeflenen hasta dokulara taşıyacak.

Yapay protein molekülünün kafes geometrisi

7- İlk defa bir bilgisayar programı dünyanın en iyi GO oyuncularını yendi

GO oyuncuları kara kara düşünüyor

Go antik Çin’den günümüze gelen dünyanın en eski tahta oyunudur. Basit kurallarına rağmen hamle çeşitliliği çok fazladır. Bu nedenle  satrançtan bile daha kompleks bir oyundur. Bu nedenle iyi bir GO oyuncusu programlamak çok zor bir iştir. (Bir 10 yıl önce iyi satranç oynayan bilgisayar programı yazılmıştı.)

Günümüz bilgisayarlarının, muhtemel bütün GO hamlelerini gözden geçirmesi, birbirlerine göre kıyaslaması ve bunu kısıtlı bir zaman içinde başarması mümkün değildir.

Peki iyi bir insan GO oyuncusu bununla nasıl başa çıkıyor? Hayır, bütün ihtimalleri gözden geçirmiyor. Deneyimi ile “sadece iyi hamleleri” düşünüyor ve arasından bir tercih yapıyor. Kilit şey, TECRÜBE!

Yapay sinir ağları bu mantıkla çalışır. Zamanla, veri edindikçe, tecrübe kazanır (Bkz: Makine Öğrenimi). Google’ın geliştirdiği AlphaGo adlı yapay sinir ağı, bu sene dünyanın en iyi GO oyuncularını yendi.

Araştırmacı ekip: AlphaGO

6- Farelerin kök hücrelerinden yapay yumurta elde edildi

Kök hücreler vücudumuzdaki bütün hücrelerinin yapı taşlarıdır. Kolaylıkla canlı bir vücuttan alınabilir. Bu sene ilk defa bir farenin kök hücresi kullanılarak, tamamen laboratuvar ortamında yumurta üretildi. Üretilen yumurtalar yaşayan farelere enjekte edildi ve bu yumurtaların döllenme kabiliyetine sahip olduğu gözlemlendi.

Kısırlık tedavisi için gelecek vaat eden bu gelişmenin insanlara uygulanabilmesi için binlerce testten geçmesi gerekiyor. Uzmanlar, “hasta bir neslin yetişmesi riskini alamayız.” diyorlar.

5- Dünya boyutunda bir gezegen keşfedildi, “yaşanabilir bölgede”

 

Ocak Medya’da bu konuya, uzayla ilgili bir yazıda değinmiştik. Bir gezegen, bulundukları sistemdeki yıldıza çok yakın veya çok uzaksa, sıcaktan veya soğuktan dolayı o gezegende sıvı halde su bulunamaz. Bunun yanında, su oluşumunu hangi etmenlerin tam olarak tetiklediği bilinmediği için boyutu ve yıldızına uzaklığı Dünya’ya benzeyen gezegenlere “yüksek potansiyel” gözüyle bakılıyor.

Tam da bu özelliklere sahip, Dünya benzeri bir gezegen 4 ışık yılı uzağımızda Kızıl Yıldız’ın etrafında gözlemlendi. Hem su, hem hayat olma olasılığı var.

Hubble teleskopundan görüntülenen Kızıl Yıldız. Başka hayatların güneşi olabilir.

4- Cep boyutunda DNA okuyucu

Cep boyutundaki bu cihazla sıvı ve ya havadaki DNA moleküllerinin yapısı inceleniyor

Çok küçük boyutlu ve dünyanın her yerine kolayca taşınabiliyor. Cihazda çok küçük bir delik var (nanopore). O delikten akıtılan sıvının ya da içinden geçirilen havadaki mikroorganizmaların DNA dizilimini, bu cihaz gerçek zamanlı okuyor. Böylece herhangi bir yerde, havada mikrop mu var, hangi virüs var, bir yiyeceğin sağlık durumu nedir sorularına hızlıca yanıt alınabiliyor.  Özellikle Ebola kontrolü için kullanılıyor.

Bir ekip doğadaki mikroorganizmaları analiz ediyor

Araştırmayı yapan ekip: Oxford Nanopore Technologies

3- Meta Lens

Meta Lens aracılığıyla ışıklar bir noktaya odaklanmış. Tıpkı ince kenarlı mercek gibi

Lensler (mercek), teleskoplarda uzağı görmemizi, kameralarda net bir görüntü almamızı sağlıyor. Ancak camdan yapılan bu lenslerin, hem ağır hem geometrik şeklinin (bükey) kompleks olmasından dolayı, küçük boyutlarda muntazam yapılmaları pek mümkün değil. Profesyonel bir kameranın en büyük avantajı sahip olduğu lenstir.

Ancak bu durum değişmeye başladı. Bu sene A4 kağıttan daha ince (nano) ve cam malzemeden daha hafif bir malzeme ile düz lens üretildi. Adı Meta Lens! Bu lens dümdüz olmasına rağmen adeta bir iç bükey lens gibi davranış gösteriyor. Cep telefonlarımızda çok daha kaliteli fotoğraflar ya da çok daha yüksek performanslı sanal gerçeklik gözlükleri yolda demektir.

Araştırmacı ekip: Harvard Üniversitesi

2- Maymunlar zihin okuyor

İnsanoğlu, kendisinde olan inanç, niyet ve bilgileri başkası ile ilintilendirerek o kişinin niyetini, inancını anlayabilir. Bir durum karşısında ne yapacağını, kendisini onun yerine koyarak tahmin edebilir. Buna zihin teorisi denir.

Bu durumun hayvanlarda, en azından bazı maymun türlerinde de var olduğu ilk defa gözlemlendi. Yapılan deneylerde, denek olarak çeşitli maymun türleri, bir adam ve maymun kılığında bir insan kullanıldı. Maymun kılığındaki insana sahte-maymun diyelim.

Yapılan deneylerden bir tanesinden kısaca bahsetmek istiyorum. Biri sağda biri solda olmak üzere iki kutu var. Adam, sağdaki kutunun altına yiyecek koyuyor. Sahte-maymun bu yiyeceği sağdaki kutudan alıp soldaki kutuya koyuyor. Adam, yiyeceğin yerinin değiştiğini açıkça görüyor, sonra odadan çıkıyor. Sahte-maymun, soldaki kutudan yiyeceği alıp kaçıyor. Sonra adam odaya geri dönüyor. İki kutunun ortasına geliyor ve hangi kutuyu açacağını düşünüyor. Belli ki bir saniye sonra kutulardan birine elini uzatacak. Adam odadan çıkmadan önce, sahte-maymun sol kutuya koymuş ve adam bunu görmüştü. Buna şahit olan bir gözlemci, insanın soldaki kutuya elini uzatacağını tahmin eder.

Bu film, denek maymunlara izletiliyor ve maymunun göz hareketleri, filmin hangi bölgesine baktığı bir kamera aracılığıyla takip ediliyor. Filmin sonunda, adam iki kutunun ortasına geldiğinde, hemen hemen bütün maymunlar soldaki kutuya odaklanıyor, biraz sonra o tarafa bir hareketlenme olacağını tahmin ediyorlar. Çünkü adam odadan çıkmadan önce, sahte-maymunun yiyeceği soldaki kutuya taşıdığını görmüştü. Yani denek maymunlar, gözleriyle, “adamın yerinde olsaydım ben soldaki kutuyu açardım” diyorlar! Deneyleri aşağıdaki Youtube videosunda izleyebilirsiniz.

1- Yer çekimi dalgaları görüntülendi… Nobel potansiyeli çok yüksek

4 km ve 2km uzunluklarında iki lazer sensör.. Resimde gördüğünüz borunun içinden lazer ışığı geçiyor, 4 km uzaklıktaki bir aynadan geri yansıyor.

Buluşu anlatmadan önce toplumumuzdaki yaygın yanlış bilgiyi düzeltmek istiyorum. Bir teori gelişip, doğruluğu %100 olunca kanun olmaz. Bilimde kanun ve teori farklı şeylerdir. Örneğin yer çekimi bir kanundur. İki kütle bir birbirini çeker.. Bu bir kanun, çünkü milyarlarca kez gözlemlenmiş bir gerçekten bahsediyor. Ancak neden veya nasıl diye sormuyor. Bilimde teori ise bir olayın neden ve nasılını araştırır. “Neden yer çekimi var?” sorusuna ancak hipotezler yanıt verebilir. Hipotez veya hipotezler bileşkesi, bir çok gözlem ile doğrulanır ve kanunlarla çelişmezse teori adını alır.

Einstein’ın görelilik teorisi çok meşhurdur. Bu hipotez “neden kütleler bir birini çekiyor?” sorusuna en iyi yanıtı vermesinin yanında, bir çok gözlem ile doğrulandığı için bilim otoriteleri tarafından teori olarak adlandırılıyor ve çok güçlü bir teori. Bu sene belki de bu teorinin ne kadar güçlü olduğunu biraz daha gözlemledik.

Organize İşler filminden bir kare. Demet Akbağ’ın canlandırdığı karakter, Einstein’ın genel görelilik teorisini anlatıyor.

Yukarıdaki karede görülen bez, temsili bir uzay-zaman. Uzay bizim gözümüzle gördüğümüz üç boyutlu uzay, zaman ise göremediğimiz, ancak çeşitli araçlarla (örn: saat) ölçtüğümüz dördüncü bir boyut. Bez ile bu dört boyutlu uzay-zaman temsil ediliyor. Bir kütle (örneğin güneş), resimdeki kırmızı topun bezi çökertmesi gibi uzay-zamanda bükülmelere neden oluyor. Şimdi o bezin üzerine yeni toplar koyarsak, o toplar kırmızı topa doğru yuvarlanacaklar. Tıpkı Newton’un kafasına düşen elmanın dünyamıza doğru hareket etmesi gibi… Yani kütlelerin birbirlerini çekmelerinin sebebi, uzay-zamanda oluşturdukları çöküntülerdir. Einstein öyle söylüyor…

Temsili bezin üstünde iki topun tıpkı Dünya gibi dönüp durduğunu düşünün. Bu top bezde titreşimlere neden olacaktı. Bu durumda uzay-zamanın da büyük kütlelerin hareketinden dolayı titreşiyor olması gerekiyor.

Hareket eden büyük kütlelerin uzay-zamanda yarattığı titreşimlerin canlandırması

California Teknik Üniversitesi (Caltech), yer çekiminden kaynaklanan bu titreşimleri gözlemlemek için dev bir lazer sensör yaptı. Lazer ışığı, kaynağından çıkıp 4 km uzaktaki bir aynaya çarpıyor, sonra kaynağına dönüyor. Bu arada geçen zaman hesaplanıyor. Işığın hızı, lazerin kaynağı ve aynanın konumları sabit olmasına rağmen, lazerin 8 km’lik yolculuğu tamamlama süresi, her defasında çok az fark ediyor. Çünkü lazer kaynağı ve ayna konumları, uzayda aynı uzaklıktayken, uzay-zamanda titreşimlerden dolayı birbirlerine yaklaşıp uzaklaşıyorlar.

Bu dev sensör, uzay-zamandaki titreşimleri ölçüyor! Böylece astronomide yeni bir dönem başlayacak. Titreşimleri dinleyip, analiz edip, evrenin derinliklerinde, dev kütlelerin ne tip hareketler yapıyor olduğunu tahmin edebileceğiz. Yapılan bu çalışma, gelecek senenin en güçlü Nobel Ödülü adayı…

Uzay-zaman ve LIGO (lazer yerçekimi titreşimleri gözlemcisi) ile ilgili detaylı anlatım için aşağıdaki Youtube linkine bakabilirsiniz.

Araştırmacı ekip: Caltech LIGO Lab

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir