Bilimde müthiş bir yıl yaşadık: Yarının kapıları aralandı

Öne Çıkanlar Yaşam Bilimleri
Bilimde müthiş bir yıl yaşadık: Yarının kapıları aralandı

2021 olağanüstü birçok bilimsel ve teknolojik gelişmeyi beraberinde getirdi. Bugünün çalışmaları yarının kapılarını araladı ve insanlığın umudu oldu. Müon deneylerinden kuantum çalışmalarına, evde çalışmanın sosyal etkilerinden iklim krizine kadar yılın en önemli bilim ve teknoloji gelişmelerini sizin için derledik.

 

Müon deneyleri, fizikte büyük değişikliklere kapı açtı


Yılın en önemli gelişmelerinden birisi fizikte yaşandı. Müonlar olarak bilinen parçacıklarla yapılan deneyler, kozmosun doğası ve evrimi için hayati önem taşıyan ve henüz bilim tarafından bilinmeyen madde ile enerji türleri olduğunu gösterdi. Bu bulgu, evren anlayışımızda büyük ve kışkırtıcı bir değişikliğe neden olabilir.

Bilim insanları geride bıraktığımız yıl içinde, ses getirecek bir açıklama yaparak, küçük bir atom altı parçacığın bilinen fizik yasalarına uymadığını açıkladı. Fizikçilerin iddiası çok büyüktü! Öyle ki kariyerinin büyük bir kısmında bu bulgu için çalışan Illinois’deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı’ndan (Fermilab) fizikçi Chris Polly, konunun önemini anlatmak için “Bu da bizim Mars’a iniş anımız,” ifadelerini kullandı.

Yedi ülkeden 200 fizikçinin bir araya geldiği uluslararası bir ekibi oluşturan Polly ve meslektaşları, müonların Fermilab’da yoğun bir manyetik alan içinden geçtiğinde öngörüldüğü gibi davranmadığını keşfetti. Bu “aykırı” davranış, evrendeki temel parçacıkları ve nasıl etkileşime girdiklerini açıklayan denklemler bütünü olan “Standart Model” için kesin bir meydan okuma olarak görüldü.

Polly, Fermilab bulgularının teorik tahminden saptığı beyaz boşluğu gösteren bir grafiğe işaret etti: “Oldukça yüksek bir güvenle söyleyebiliriz ki bu beyaz boşluğa katkıda bulunan bir şey olmalı. Orada kim bilir neler gizleniyor?” Bu sorunun cevabı, önümüzdeki yıllarda konuyla ilgili dudak uçuklatıcı gelişmelere gebe olabilir.

İklim kriziyle mücadelede iki önemli kilometre taşı

İklim kriziyle ilgili kritik gelişmeler, son birkaç yıldır olduğu gibi önümüzdeki senelerde de “yılın enleri” arasında yer alacak. Peki ama bu yıl ne oldu?

Bu yılki ilk gelişme, Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC), Altıncı Değerlendirme Raporu’nun ilk bölümünü yayınlaması oldu. Raporda, iklim değişikliğinin son durumu ve iklim biliminin geleceğimiz hakkında neler söylediği açıkça gözler önüne serildi.

İlk defa bu yıl, iklim bilimindeki gelişmelere ve artan araştırmalara dayanılarak bunun sorumlusunun insan olduğu çok açık ve net bir şekilde açıklanarak sert önlemler alınması gerektiği vurgulandı.

Konuyla ilgili bir diğer önemli gelişme ise insanları ve hükümetleri eyleme geçirmeyi hedefleyen bir iklim zirvesinin (COP 26) gerçekleşmiş olmasıydı. Glasgow’da gerçekleşen zirveyle ilgili umutlar büyüktü.

Ancak COP 26’nın kazanımları, ormansızlaşmayla mücadele ve metan gazını kesmeye yönelik taahhütlerden öteye geçemedi. Önümüzdeki yıl, küresel ısınmaya engel olmak için en kritik adım olan karbon salımını kesmeye yönelik bir ek zirve yapılabilir.

Aşırı iklim olayları artış gösterdi

Bu yıl iklim değişikliği kaynaklı felaketlerle dolu bir yıl oldu. İklim değişikliğiyle ilişkilendirilen aşırı sıcak hava dalgaları bu yaz Pasifik Kuzeybatısı, Sibirya, Yunanistan, Türkiye, Orta Doğu ve Güneydoğu Asya başta olmak üzere birçok bölgeyi etkiledi; sıcaklıklar bazı yerlerde 50° C’ye yaklaştı.

Bu anormallikler, başta orman yangınlarına neden oldu. Pasifik Kuzeybatısı’nda sadece birkaç gün süren aşırılıklar, 1 milyar deniz canlısını yok etti. Diğer yandan seller Avrupa genelini ve Türkiye’yi vurdu, can kayıplarına neden oldu.

Ne yazık ki bu iklim aşırılıkları daha sık hale geliyor. Bu aşırılıklar, insan sağlığı için trajik olduğu kadar iklim krizini de derinleştirecek gibi gözüküyor. Tarım, balıkçılık ve tatlı su dahil olmak üzere insanların bağımlı olduğu ekosistemlere verilen geniş çaplı hasar söz konusu. Bununla birlikte sağlık bir ekosistemin teminatı olan çoğu yaban hayatı canlısı da aşırı sıcaktan kaçamaz oldu.

HBT’de de yayımladığımız bir Science dergisi araştırmasına göre de 2020’de doğanların, 1960 doğumlulara göre 3,6 kat daha fazla kuraklık, 3 kat daha fazla ürün kıtlığı, 2,8 kat daha fazla nehir taşkını ve 2 kat daha fazla orman yangını göreceği tahmin edildi. Ortalama bir öngörüye göre de 2020’de doğanlar için yaşam boyunca karşılaşılan iklimle ilgili felaketlerin ortalama miktarı 1960’ta doğanlara kıyasla ortalama üç katına çıkacak.

Çin kuantum hesaplamalarında öne geçti

Bir diğer önemli gelişme ise kuantum hesaplamayla ilgiliydi. Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (USTC), Google’ın iddia ettiği kuantum üstünlüğü başarısını aştığını duyurdu. Çin’in iddialı kuantum hesaplama çabalarının tümü Jian-Wei Pan’ın gözetimi altında yürütülüyor ve Çin hükümeti tarafından finanse ediliyor.

Önümüzdeki yıllarda adını sıkça duyacağımız Jian-Wei Pan, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde lisans eğitimi gördü. Daha sonra Avusturya’daki Viyana Üniversitesi’nde doktorasını verdi. Kazandığı deneyimin ardından dünyanın en büyük ve en başarılı kuantum araştırma gruplarından birini yönetmek üzere USTC’ye geri döndü.

Çin’e döndükten sonra büyük bir yükseliş yaşayan Pan’ın çalışmaları, muazzam sonuçlar verdi. Bir makalesi yaklaşık 50.000 başka bilimsel makalede alıntılandı. Bununla birlikte hükümet onun arkasında durmaya başladı.

Sözgelimi 2020’de USTC’de açılan bir kuantum laboratuvarı 10 milyar dolar yatırım aldı ve bugün dünyanın en iyi hesaplama yapan makinelerinden birine sahip ve önümüzdeki yıllarda bu laboratuvarın kuantum çalışmalarının merkezinde olması bekleniyor.

Dünyanın dört bir yanındaki hükümet ve şirketler, kullanışlı bir kuantum bilgisayarı oluşturmak için yarışıyor ve riskler AR-GE bütçeleri kadar yüksek. Böyle bir makine, şifrelemeyi tamamen kırabilir, yapay zekânın gücünü artırabilir ve benzersiz materyaller ile ilaçlar geliştirmeye yardımcı olabilir.

Modern insanın genlerini nereden aldığını artık daha iyi biliyoruz

Modern insanlar olarak antik gen karışımların mirası olan Neandertallerin genini taşıyoruz. Peki ama hangi yüzdeyle? Mevcut yöntemlerle insan genomlarındaki arkaik hominin soyunun belirlenmesi, duyarlılık ve ölçeklenebilirlik açısından sınırlıydı.

Geride bıraktığımız yıl Science Advances’te yayınlanan bir araştırmada, çok büyük oranlarda Neandertal ve Denisovan genom karışımı taşıdığımız açıklandı. Bilim insanlarına göre bu genetik örtüşmenin kapsamı, eski insan grupları arasında büyük ölçüde melezleşme olduğuna karşılık geliyordu.

Çalışma kapsamında, genom çapındaki büyük veri kümelerine ölçeklenen yeni bir rekombinasyon grafik çıkarım algoritması geliştirildi. Bu sayede arkaik ataların, modern insan genomlarıyla ilişkisi haritalandırıldı. Buna göre modern insan genomunun sadece %1,5 ila %7’sinin benzersiz bir şekilde insana, yani homo sapiens’e ait olduğu bulundu. Bir başka deyişle, genomumuzun %98’e kadar bir kısmını eski homininlerle paylaşıyorduk.

Sonuç olarak genlerimizi nereden ve ne kadar aldığımızı artık daha iyi biliyoruz. Ancak daha öğreneceğimiz çok şey var. Makalenin başyazarı olan California Üniversitesi’nden biyoinformatikçi Nathan Schaefer ve ekibi, beynimizin gelişimini ve işlevini yöneten genlerin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyor. Bir sonraki adım, genetik mutasyonların nasıl işlevsel hale geldiğini sormak olacak.

Dokunabileceğimiz hologramlar yaratıldı

2021’de bilim insanları, sanal dokunma hissini bir adım öteye taşıdı. Glasgow Üniversitesi’nde esnek elektronik ve algılama teknolojileri üzerine çalışan bir grup, “aerohaptik” kullanan ve hava jetleriyle dokunma hissi yaratan bir hologram sistemi geliştirdi. Bu hava jetleri insanların parmaklarına, ellerine ve bileklerine dokunma hissi veriyor.

Ekipten Ravinder Dahiya, The Conversation’a konuyla ilgili yazdığı yazısında, bu teknolojinin, dünyanın diğer ucundaki birinin sanal avatarıyla tanışmamıza ve tokalaşmasını gerçekten hissetmemize izin verecek şekilde geliştirilebileceğini ifade ediyor.

Çalışmalarını sürdüren ekip, dokunma hissini yaratmak için bilgisayar tarafından oluşturulan grafikleri, kontrollü hava jetleriyle eşleştirmek için gayet uygun fiyatlı ve piyasada bulunan parçaları kullandı.

Bu teknoloji, genellikle üç boyutlu grafikler oluşturmak için kullanılan dokunsal tabletler ve dokunma hissi veren akıllı eldivenler gibi mevcut sanal gerçeklik teknolojilerinin bir adım ötesine geçiyor. Giyilebilir “gadget” tabanlı yaklaşımların çoğu, görüntülenen sanal nesneyi kontrol etmekle sınırlı kalıyordu. Buna yapay bir dokunma hissinin eklenmesi, nesneleri hissetmek için eldiven takmak zorunda kalmadan, bu teknolojiye ek boyut sağlayabiliyor ve çok daha doğal hissettiriyor.

Ekip, sisteme ek işlevler eklemek için cesurca denemeler yapıyor. Yakında, kullanıcıların sıcak veya soğuk yüzeyleri hissetmelerini sağlamak için hava akışının sıcaklığını değiştirebilmeyi umuyorlar. Ayrıca, kullanıcılara dokunmanın yanı sıra koklamalarına izin vererek sanal nesnelere yönelik “hislerini derinleştirme” olasılığını da araştırıyorlar.

Ufuk Avrupa’dan araştırmacılara 100 milyar €’luk hibe

2014-2020 yılları arasında Ufuk 2020 araştırma hibe programı kapsamında 60 milyar € fon dağıtan AB, 2021 itibariyle 7 yıl sürecek yeni bir hibe programı başlattı. 100 milyar €’luk yeni fon programının ismi Horizon Europe, yani Ufuk Avrupa.

Bu kapsamda AB, 5,4 milyar €’su COVID-19 kurtarma fonu olmak üzere 95,5 milyar €’luk rekor bir tutarı, temel bilim projelerine ve sınır ötesi araştırma iş birliklerine dağıtacak. Fonlanacak projeler, 27 üye ülkede ve bir düzineden fazla başka ülkede on binlerce araştırmacı tarafından gerçekleştirilecek.

Ufuk Avrupa, AB’nin önceki araştırma programlarının yeniden tekrar edilmesinden ziyade evrimi niteliğinde. 2014’ten 2020’ye kadar süren selefi Horizon 2020 (Ufuk 2020) gibi birçok alana etki edecek. Yeni program sağlık, iklim değişikliği ve dijital devrim gibi toplumsal meseleleri kapsayan alanlarda bireysel çalışmalar yürüten bilim insanlarının yanı sıra büyük çok uluslu iş birliklerine yönelik hibeleri de kapsıyor.

Ufuk Avrupa, Ufuk 2020’ye göre daha çok açık erişimli bilime, cinsiyet eşitliğine, disiplinler arası araştırmalara ve pratik uygulamalara karşı artan ilgiyi de yansıtıyor. Ufuk Avrupa, yüksek öncelik taşıyan alanlardaki projelerin başlamasına ağırlık veriyor. Bu kapsamda iklim değişikliği, kanser, okyanuslar ve diğer su alanları, akıllı şehirler, toprak ve gıda gibi konularda çalışan araştırmacılara şimdiden 4,5 milyar € ayrıldı. Ufuk Avrupa’nın fonlayacağı projelerin, hem kapsam hem de hırs açısından normal araştırma projelerinin çok ötesine geçmesi hedefleniyor.

Evden çalışmanın artılarını ve eksilerini öğrendik

5-10 yıl önce şu soru sorulsa cevabını tahayyül bile edemezdik: Ofis çalışanlarının büyük bir çoğunluğu evden çalışsaydı ne olurdu? Covid-19 salgını sebebiyle çalışma şeklimizin değişmesiyle birlikte 18 aydır bu sorunun cevabı her geçen gün daha da netleşiyor.

Öncelikle şu net: Evden çalışmamız, çevreyi daha iyi etkiledi. Daha az trafikle birlikte kentsel alanlardaki hayvanlar rahat bir nefes aldı. Hatta evlerimizden bu kuşların cıvıldayışını daha çok duyar olduk. Her ne kadar geçtiğimiz yıl yine artış göstermiş olsa da özellikle salgının ilk yılında, karbon emisyonlarında yıllar sonra ilk defa büyük oranda bir düşüş bile gerçekleşti.

Peki ama uzaktan çalışmanın insanlara ne gibi faydaları oldu? Evden çalışmanın avantajlarından ilki, insanların işlerini aile hayatlarına göre şekillendirmesi ve ailelerine daha fazla vakit ayırabilmesi oldu. Evden çalışmak, daha çok egzersiz yapmak ve boş zamanlar için daha fazla esnekliğe sahip olmak gibi avantajlar da sağladı. Bir ankete göre insanlar için ofiste çalışmanın en kötü kısmı, işe gidiş ve geliş olurken bu sorun da ortadan kalkmış oldu.

Ayrıca birçok insan, dikkat dağınıklığının azalması nedeniyle, uzaktan çalışırken daha nitelikli işler çıkarmış oldu. Boston Consulting Group tarafından büyük Avrupa şirketlerinde 1500 yöneticiyle yapılan bir ankete göre, salgın sırasında uzaktan çalışmak, çalışanların yarısından fazlasının üretkenlik seviyelerinde yükselmeye neden oldu.

Ancak, bazı insanlar için evden çalışmak çok da iyi bir deneyim olmadı. Zira iş ve ev hayatı arasındaki bulanık sınır nedeniyle kendilerini izole hissettiler ve bazıları evden çalışmayı daha dikkat dağıtıcı buldu. Bakalım 2022 bize neler getirecek.

Batuhan Sarıcan (batusarican@gmail.com)

Kaynakça:

https://www.nytimes.com/2021/04/07/science/particle-physics-muon-fermilab-brookhaven.html

https://www.newscientist.com/article/mg25233652-000-2021-in-review-jian-wei-pan-leads-chinas-quantum-computing-successes/

https://ukcop26.org/

https://www.statista.com/chart/25877/climate-disaster-increase-new-generation/

https://www.theguardian.com/science/2021/dec/19/the-years-top-10-science-stories-chosen-by-scientists

https://www.nature.com/articles/d41586-021-03734-6

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abc0776

https://theconversation.com/we-created-holograms-you-can-touch-you-could-soon-shake-a-virtual-colleagues-hand-167478

https://www.nature.com/articles/d41586-021-00496-z

https://www.newscientist.com/article/mg25233652-500-2021-in-review-learning-the-pros-and-cons-of-working-from-home/