مهم‌ترین اتفاقات علمی که در سال 2024 منتظرشان هستیم

اول صبح؛ ابزارهای پیشرفته هوش مصنوعی، ماموریت‌ها به ماه و ابررایانه‌های فوق سریع از جمله پیشرفت‌هایی هستند که قرار است در سال آینده بخش مهمی از تحقیقات را شکل دهند. در این گزارش نگاهی می‌اندازیم به پیشرفت‌های علمی که در سال میلادی پیش رو باید منتظر وقوع آن‌ها باشیم.

هوش مصنوعی پیشرفت می‌کند

ظهور چت جی‌پی‌تی (ChatGPT) در سال جاری تاثیر عمیقی بر علم داشت. انتظار می‌رود که سازنده آن یعنی شرکت اُپن ای‌آی (OpenAI) در سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، جی‌پی‌تی-۵ (GPT-۵) که نسل بعدی مدل هوش مصنوعی که زیربنای چت‌بات‌ها است را اواخر سال آینده منتشر کند. جی‌پی‌تی-۵ احتمالا قابلیت‌های پیشرفته‌تری را نسبت به نسل قبلی خود یعنی جی‌پی‌تی-۴ به نمایش می‌گذارد. دانشمندان همچنین شاهد عرضه هوش مصنوعی جمنای (Gemini) گوگل به عنوان رقیب جی‌پی‌تی-۴ هستند. مدل‌های زبانی بزرگ می‌توانند انواع مختلفی از ورودی، از جمله متن، کد رایانه‌ای، تصاویر، صدا و ویدئو را پردازش کند.

نسخه جدید ابزار هوش مصنوعی دیپ‌مایند گوگل موسوم به آلفافولد (AlphaFold) که محققان از آن برای پیش‌بینی اشکال سه‌بعدی پروتئین‌ها با دقت بالا استفاده کرده‌اند نیز قرار است سال آینده منتشر شود. این هوش مصنوعی قادر به مدل‌سازی تعاملات بین پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و سایر مولکول‌ها با دقت اتمی است که می‌تواند فرصت‌های جدیدی را در طراحی و کشف داروها بگشاید.

سوالات بزرگی در جبهه نظارتی نیز مطرح شده است. هیئت مشورتی عالی سازمان ملل در زمینه هوش مصنوعی گزارش نهایی خود را در اواسط سال ۲۰۲۴ به اشتراک خواهد گذاشت که دستورالعمل‌هایی را برای وضع مقررات بین‌المللی هوش مصنوعی ارائه می‌کند.

تحت نظر گرفتن ستاره‌ها

رصدخانه ورا سی. روبین (Vera C. Rubin) در شیلی قرار است عملیات برخی از ابزارهای خود را در پایان سال ۲۰۲۴ و پیش از کاوش برنامه‌ریزی شده ۱۰ساله کل آسمانِ نیمکره جنوبی آغاز کند. دانشمندان امیدوارند که این رصدخانه با تلسکوپ ۸.۴ متری رصدخانه و دوربین غول پیکر ۳۲۰۰ مگاپیکسلی، بسیاری از پدیده‌های گذرا و سیارک‌های نزدیک به زمین را کشف کنند.

همچنین در شیلی، رصدخانه سیمونز در صحرای آتاکاما در اواسط سال ۲۰۲۴ تکمیل خواهد شد. این آزمایش کیهان‌شناسی نسل بعدی به دنبال نشانه‌هایی از امواج گرانشی اولیه که درخشش پس از مه‌بانگ هستند در پس‌زمینه کیهانی خواهد بود. تلسکوپ‌های آن به ۵۰ هزار آشکارساز جمع‌آوری نور مجهز خواهند شد که ۱۰ برابر بیشتر از پروژه‌های مشابهی است که در حال حاضر در دست اجرا هستند.

اخترشناسان همچنان نگران هستند که داده‌های این تلسکوپ زمینی جدید به دلیل افزایش تعداد صور فلکی ماهواره‌ای درخشان که آسمان شب را با نور خود آلوده می‌کنند، غیرقابل استفاده شود.

پشه‌های مسلح شده

برنامه جهانی پشه در سال آینده تولید پشه برای مبارزه با بیماری را در کارخانه‌ای در برزیل آغاز خواهد کرد. این پشه‌ها توسط یک سویه باکتریایی آلوده می‌شوند که از انتقال ویروس‌های بیماری‌زا جلوگیری می‌کند و می‌تواند تا ۷۰ میلیون نفر را در برابر بیماری‌هایی مانند دنگی و زیکا محافظت کند. این سازمان غیرانتفاعی طی دهه آینده سالانه پنج میلیارد پشه آلوده به باکتری تولید خواهد کرد.

فراتر از همه‌گیری

در حالی که جهان از مرحله اضطراری همه‌گیری کووید-۱۹ عبور می‌کند، دولت ایالات متحده بودجه آزمایش‌های سه واکسن نسل بعدی را تأمین می‌کند که دو مورد از آن‌ها واکسن‌های داخل‌بینی هستند که هدف‌شان جلوگیری از عفونت با ایجاد ایمنی در بافت‌های راه هوایی است. سومین واکسن آران‌ای پیامرسان (mRNA) است که آنتی‌بادی‌ها و پاسخ‌های سلول T را تقویت می‌کند و نویدبخش ایجاد ایمنی طولانی‌مدت در برابر طیف وسیعی از انواع سارس-کوو-۲ است.

در همین حین، سازمان بهداشت جهانی قرار است پیش‌نویس نهایی پیمان همه‌گیری خود را در هفتاد و هفتمین مجمع جهانی بهداشت در ماه مه رونمایی کند. این توافق به دنبال تجهیز بهتر دولت‌ها در سراسر جهان برای پیشگیری و مدیریت همه‌گیری‌های آینده است. ۱۹۴ کشور عضو سازمان بهداشت جهانی در مورد شرایط توافق تصمیم خواهند گرفت، از جمله اینکه آیا هر یک از مفاد آن از نظر قانونی الزام‌آور خواهد بود یا خیر. در مرکز مذاکرات، تضمین دسترسی عادلانه به ابزارها، از جمله واکسن‌ها، داده‌ها و تخصص قرار دارد که برای جلوگیری از همه‌گیری‌ها لازم است.

ماموریت‌ها به ماه

برای اولین بار از دهه ۱۹۷۰ تاکنون، ناسا یک ماموریت سرنشین‌دار را به فضا پرتاب می‌کند. آرتمیس ۲ می‌تواند در ماه نوامبر سال آینده پرتاب شود و چهار فضانورد که سه مرد و یک زن هستند را با فضاپیمای اوریون (Orion) برای یک ماموریت ۱۰ روزه به مدار ماه ببرد. آرتمیس ۲ مقدمات ماموریت بعدی آرتمیس ۳ را فراهم خواهد کرد که اولین زن و مرد بعدی را روی ماه فرود خواهد آورد. چین همچنین در حال آماده شدن برای راه اندازی ماموریت بازگشت نمونه ماه چانگ‌ای-۶ (Chang'e-۶) خود در سال ۲۰۲۴ است. در صورت موفقیت‌آمیز بودن، این ماموریت اولین ماموریتی خواهد بود که نمونه‌هایی را از نیمه پنهان ماه جمع‌آوری می‌کند.

ماموریت‌های اکتشاف قمرها در خارج از منظومه شمسی شامل فضاپیمای کلیپر ناسا است که ماه اکتبر سال آینده به سمت قمر مشتری اروپا حرکت می‌کند. هدف آن تعیین این است که آیا اقیانوس زیرزمینی این قمرها می‌تواند میزبان حیات باشد یا خیر. ماموریت کاوش قمرهای مریخی ژاپن (MMX) که برای سال ۲۰۲۴ برنامه‌ریزی شده است، از قمرهای مریخ، فوبوس و دیموس بازدید خواهد کرد. بر روی فوبوس فرود می‌آید و نمونه‌های سطحی را برای بازگشت به زمین در سال ۲۰۲۹ جمع‌آوری می‌کند.

نوری بر روی ماده تاریک می‌تابد

نتایج یک آزمایش برای شناسایی ذرات ماده تاریک که به نام اکسیون (axions) شناخته می‌شوند، در سال ۲۰۲۴ نوری بر روی این ماده خواهد تاباند.

تصور می‌شود که اکسیون‌ها از خورشید ساطع می‌شوند و به نور تبدیل می‌شوند، اما این ذرات ریز هنوز به صورت تجربی مشاهده نشده‌اند، زیرا به ابزارهای تشخیصی حساس و میدان مغناطیسی بسیار قوی نیاز دارند.

آزمایش BabyIAXO در هامبورگ از یک تلسکوپ خورشیدی ساخته شده از یک آهنربای ۱۰ متری و آشکارسازهای پرتو ایکس بدون نویز فوق حساس برای ردیابی مرکز خورشید به مدت ۱۲ ساعت در روز استفاده می‌کند تا تبدیل آکسیون‌ها به فوتون را ثبت کند.

سال ۲۰۲۴ می‌تواند سالی باشد که دانشمندان جرم نوترینو که مرموزترین ذره در مدل استاندارد فیزیک ذرات است را اندازه‌گیری کنند. نتایج آزمایش نوترینو در سال ۲۰۲۲ نشان داد که نوترینوها دارای حداکثر جرم ۰.۸ الکترون ولت هستند. محققان جمع آوری داده‌ها را در سال ۲۰۲۴ به پایان خواهند رساند و انتظار می‌رود اندازه‌گیری قطعی این ذرات ریز را انجام دهند.

بحث در مورد آگاهی

سال آینده می‌تواند درک جدیدی در مورد پایه‌های عصبی آگاهی به ارمغان بیاورد. یک پروژه بزرگ که در حال آزمایش دو نظریه از طریق مجموعه‌ای از آزمایش‌ها است، نتایج آزمایش دوم خود را تا پایان سال ۲۰۲۴ منتشر کند. در دور اول، هر دو نظریه به طور کامل با داده‌های تصویربرداری مغزی مشاهده شده، هماهنگ نبودند. دور دوم می‌تواند علوم اعصاب را به رمزگشایی اسرار تجربه ذهنی نزدیک‌تر کند.

نجات سیاره ما

در نیمه دوم سال ۲۰۲۴، دادگاه بین المللی دادگستری در لاهه می‌تواند در مورد تعهدات قانونی کشورها برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی نظر دهد و در مورد عواقب قانونی برای کسانی که به نظر می‌رسد به اقلیم آسیب می‌زنند، حکم دهد. اگرچه این حکم از نظر قانونی الزام‌آور نخواهد بود، اما نفوذ دادگاه می‌تواند کشورها را به تقویت اهداف اقلیمی خود سوق دهد و می‌تواند در پرونده‌های حقوقی داخلی مورد استناد قرار گیرد.

مذاکرات برای معاهده پلاستیک سازمان ملل متحد، که به دنبال ایجاد یک توافقنامه بین‌المللی الزام‌آور برای حذف آلودگی پلاستیکی است، در سال آینده به پایان می‌رسد. از دهه ۱۹۵۰ تاکنون، جهان ۱۰ میلیارد تُن پلاستیک تولید کرده است که بیش از هفت میلیارد تُن آن اکنون زباله است که بیشتر آن‌ها اقیانوس‌ها را آلوده کرده و به حیات وحش آسیب می‌رسانند. اما نگرانی فزاینده‌ای در میان محققان وجود دارد که مذاکرات سازمان ملل که سال گذشته آغاز شد، بسیار کُند پیش می‌رود و اهداف مورد نظر را محقق نخواهد کرد.

ابررایانه‌های فوق سریع

در اوایل سال آینده، محققان اولین ابررایانه مقیاس بزرگ اروپا به نام مشتری را روشن خواهند کرد. این دستگاه غول‌پیکر می‌تواند در هر ثانیه یک کوئینتیلیون (یک میلیارد میلیارد) محاسبات انجام دهد. محققان از این دستگاه برای ایجاد مدل‌های «دوقلوی دیجیتال» از قلب و مغز انسان برای اهداف پزشکی و شبیه‌سازی با وضوح بالای آب و هوای زمین استفاده خواهند کرد.