على مدار عام مليء بالاكتشافات الرائعة، اجتاحت شاشاتنا زوبعة من العناوين الرئيسية عن الاكتشافات المثيرة للاهتمام التي توصل إليها العلماء، بدءا من ظهور مذنّب أخضر لامع في السماء لم يُر منذ العصر الحجري، واكتشاف أن أسلافنا كانوا على حافة الانقراض قبل 900 ألف عام، وحتى اكتشاف عناصر للحياة على قمر إنسيلادوس التابع لكوكب زحل، وصولاً إلى الحياة على الأرض خلال العام الأكثر سخونة على الإطلاق بسبب التغيرات المناخية.
فخلال هذا العام المغادر، توصل علماء الفلك إلى اكتشافات جديدة عن الكون، ورسم علماء الحفريات صورة أكثر ثراء للديناصورات التي جابت الأرض منذ ملايين السنين، ووضع علماء الأحياء خريطة أوضح لمخلوقات كوكبنا، ووثقوا أول حالة “ولادة عذرية” في التاريخ لأنثى تمساح، وتخطوا حدود الحياة الاصطناعية، وبحثوا في كيفية احتفاظ الكائنات الحية بالوقت، وقاموا بتطوير النظريات إزاء الوعي والصحة العاطفية.
وفي الأخبار الصحية الرئيسية، أثمرت الجهود المبذولة لمكافحة فيروس كورونا والتهاب الكبد الوبائي (ب) وغيرهما من أنواع العدوى، وانتهت حالة الطوارئ الصحية العامة المتعلقة بجائحة كورونا، ولم يحظ المرض باهتمام كبير مقارنة بالعامين السابقين رغم استمراره في تأثيرات كارثية، ويتوقع الخبراء الطبيون إطلاق لقاحات سنوية محدثة لمواصلة مكافحة الفيروس أثناء تطوره.
وعلى الرغم من أن كل تلك القصص وأكثر من ذلك قد أثارت اهتمامنا، فإن البعض منها فقط هو الذي تصدر قائمة أكبر الأحداث والاكتشافات العلمية هذا العام، ومن المؤكد أن الكثير من النتائج الجديدة المذهلة تنتظرنا في عام 2024. ولكن قبل أن نغطيها، نستعرض في السطور التالية موجزا عن الإنجازات التي حققها العلماء وفقا للتوقيت الزمني الذي أُعلن فيه عن اكتشافها خلال هذا العام.
أدوات حجرية تقلب الافتراضات
في فبراير/شباط الماضي، اكتشف علماء الآثار في نايانجا بشبه جزيرة هوما في غرب كينيا اكتشافا مدهشا؛ بعض أقدم الأدوات الحجرية التي استخدمها الإنسان القديم على الإطلاق في الجزارة وقصف المواد النباتية مثل الدرنات والفاكهة، ويعود تاريخها إلى نحو 3 ملايين سنة، وفقًا لبحث نُشر في مجلة ساينس.
وكان العلماء يعتقدون في السابق أن أدوات أولدوان -وهي نوع من الأدوات الحجرية البسيطة- كانت تستخدم فقط من قبل أسلاف الإنسان العاقل، وكان من المفترض أن تكون هذه الأدوات الأصغر حجما والأخف وزنا طفرة تكنولوجية وعلامة فارقة في التطور البشري. لكن الاكتشاف الأخير يقدم دليلا على أن الأدوات كانت تستخدم من قبل فروع أخرى من البشر الأوائل.
ومع ذلك، لم يتم العثور على أي حفريات للإنسان العاقل في موقع التنقيب، وبدلاً من ذلك كان هناك أسنان (أضراس قوية) من جنس البارانثروبوس الذي يجمع بين سمات تشبه القردة والسمات الشبيهة بالإنسان، إلى جانب 330 أداة حجرية.
وكان الافتراض بين الباحثين منذ فترة طويلة هو أن جنس هومو الذي ينتمي إليه البشر، هو الوحيد القادر على صنع واستخدام أدوات معقدة، لكن العثور على أسنان البارانثروبوس بجانب هذه الأدوات الحجرية تقلب هذا الافتراض رأسا على عقب، فقد كان العلماء يعتقدون في السابق أنه يعتمد فقط على أسنانه وفكيه الكبيرين لتناول الطعام، مما يعني أنهم ربما لم يكونوا بحاجة إلى مثل هذه الأدوات.
وتقدم الحفريات التي عُثر عليها في الموقع أقدم دليل على أن أشباه البشر يستهلكون حيوانات كبيرة جدا، حيث اكتُشفت هياكل ثلاثة أفراس نهر على الأقل، وكان اثنان من هذه الهياكل العظمية غير المكتملة يحتويان على عظام تظهر عليها علامات الجزارة، وكانت هناك أيضا عظام ظباء أظهرت دليلا على تقطيع اللحم أو سحقه لاستخراج نخاع العظم.
وأظهر تحليل أنماط التآكل لـ30 من الأدوات الحجرية أنها استُخدمت لقطع الحيوانات والنباتات وكشطها وضربها. ووفقا لتاريخ القطع الأثرية الذي يسبق استخدام البشر للنار في الطهي، يعتقد الباحثون أن صانعي الأدوات أكلوا لحم فرس النهر والظباء نيئا، وربما قاموا بطحنه إلى شيء مثل الجير لتسهيل مضغه.
قراءة الأفكار.. هل تفلح التكنولوجيا؟
لعدة قرون، أذهل علماء العقل الحشود من خلال التظاهر بأنهم يكشفون بسهولة عن ذكريات الجمهور ورغباتهم وأفكارهم. والآن هناك قلق من أن علماء الأعصاب ربما يفعلون الشيء نفسه عبر تطوير تقنيات قادرة على “فك تشفير” أفكارنا وكشف المحتويات المخفية لعقولنا.
ولى الرغم من أن فك التشفير العصبي كان قيد التطوير منذ عقود، فإنه اقتحم الثقافة الشعبية في وقت سابق من هذا العام، وذلك بفضل عدد كبير من الأبحاث البارزة. فقد طَّور علماء من جامعة تكساس في أوستن تقنية يمكنها ترجمة نشاط دماغ الناس -مثل الأفكار غير المنطوقة التي تدور في أذهاننا- إلى كلام فعلي، وفقا لدراسة نشرت في مجلة نيتشر.
وفي الماضي، أظهر الباحثون أنهم يستطيعون فك تشفير اللغة غير المنطوقة عن طريق زرع أقطاب كهربائية في الدماغ ومن ثم استخدام خوارزمية تقرأ نشاط الدماغ وتترجمه إلى نص على شاشة الحاسوب، لكن هذا النهج يتطلب عملية جراحية، وحظي بقبول مجموعة فرعية فقط من المرضى مثل المصابين بالشلل الذين كانت الفوائد بالنسبة لهم تستحق التكاليف.
لذلك طَّور الباحثون أيضا تقنيات أخرى لا تتضمن عمليات جراحية، وكانت جيدة بما يكفي لفك تشفير حالات الدماغ الأساسية، لكنها تقتصر على فك تشفير الكلمات المفردة أو العبارات القصيرة.
والآن لدينا واجهة غير جراحية بين الدماغ والحاسوب -ويرمز لها اختصارا بـ”بي سي آي”- يمكنها فك تشفير اللغة المستمرة من الدماغ، حتى يتمكن شخص آخر من قراءة الجوهر العام لما نفكر فيه حتى لو لم نتلفظ بكلمة واحدة، وبالتالي يمكن أن تساعد يوما ما الأشخاص الذين لم يعودوا قادرين على التواصل جسديا عبر الكلام نتيجة لإصابات مثل السكتات الدماغية أو الحالات بما في ذلك التصلب الجانبي الضموري.
وفي النموذج الذي يُسمى “وحدة فك التشفير الدلالي”، جمع العلماء بين عمليات مسح الدماغ ومولدات اللغة المدعومة بالذكاء الاصطناعي (مثل تلك التي تدعم “تشات جي بي تي” والأدوات المماثلة مثل روبوتات الدردشة بارد) لترجمة نشاط الدماغ إلى جمل متماسكة ومستمرة. وباستخدام طرق المسح غير الجراحية فقط، كانت هذه الطريقة قادرة على إنتاج جمل كاملة من تسجيلات دماغية غير جراحية جُمعت من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.
قد لا تعمل هذه التجربة بشكل جيد حتى الآن، لكنها تثير قضايا أخلاقية حول الاستخدام المستقبلي المحتمل لأجهزة فك تشفير الدماغ للمراقبة والاستجواب، وقد نفقد “الحدود الأخيرة للخصوصية” إذا سمحنا لهذه التكنولوجيات بالتقدم دون سياسات مستقبلية لحماية بيانات أدمغتنا، ومع ذلك تثير التداعيات الكاملة لهذه التكنولوجيا القلق أكثر.
موجات جاذبية منخفضة التردد
ومنذ ما يقرب من عقد من الزمان، ظل العلماء يبحثون عن خلفية موجة الجاذبية أو ما تسمى بـ”الموجة الثقالية”، وهي صدى خافت ولكنه مستمر لموجات الجاذبية التي يُعتقد أنها نشأت بسبب الأحداث التي وقعت بعد وقت قصير من الانفجار الكبير واندماج الثقوب السوداء الهائلة في جميع أنحاء الكون.
وفي سابقة تاريخية، أبلغ فريق من العلماء في جميع أنحاء العالم في 24 يونيو/حزيران الماضي، عن وجود ما يسمونه “أدلة دامغة” على وجود موجات الجاذبية منخفضة التردد، وهي تموجات في نسيج الكون تنشأ عن الأجسام الضخمة التي تتحرك وتتصادم في الفضاء السحيق بما يكفي لإنشاء إشارة دقيقة يمكن للعلماء التقاطها.
لقد استغرق الأمر عقودا من العمل من قبل العلماء في جميع أنحاء العالم لتعقب الأدلة على هذه التذبذبات البطيئة للغاية. وجاءت هذا الاكتشاف من خلال المراقبة الدقيقة لأكثر من 100 نجم نابض، وهي نجوم غريبة تدور مئات المرات في كل ثانية، مما يخلق حزما تشبه المنارة من موجات الراديو.
وتتوافق نتائج مرصد نانوهيرتز في أميركا الشمالية لموجات الجاذبية مع تنبؤات نظرية النسبية العامة لألبرت آينشتاين. ووفقًا لهذه النظرية فإنه عندما تتحرك الأجسام الثقيلة عبر “الزمكان” (وهو نسيج الكون)، فإنها تخلق تموجات تنتشر عبر هذا النسيج، ويشبّه العلماء أحيانا هذه التموجات بالموسيقى الخلفية للكون. لكن منذ قرن مضى، كان اكتشاف شيء كهذا من الأرض يبدو مستحيلا تقريبا.
وبالفعل، لم يُعثر على تلك الموجات غير المحسوسة تقريبا حتى عام 2015 عندما نجح مرصد الموجات الثقالية بالتداخل الليزري “ليغو” ومقره الولايات المتحدة، في اكتشاف إحدى هذه الموجات، وأظهر أن آينشتاين كان على حق، لكن حتى الآن لم تكن هذه الأساليب قادرة إلا على التقاط “ذبدبات” قصيرة لموجات الجاذبية المرتبطة باندماج الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية التي يزيد حجمها قليلاً عن الشمس.
وتعتبر هذه الملاحظات أول اكتشافات للتموجات المنخفضة التردد في نسيج “الزمكان”، وتعد بفتح نافذة جديدة على الثقوب السوداء العملاقة الموجودة في مراكز المجرات، وكيفية مساهمتها في تشكيل الكون. وقد تكشف الأبحاث المستقبلية في هذه التموجات الزمكانية المكتشفة حديثا عن أدلة على اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير وتساعد في حل الألغاز مثل طبيعة المادة المظلمة التي يعتقد العلماء أنها تشكل نحو خمسة أسداس المادة في الكون.
بطل جديد للوزن الثقيل في مملكة الحيوان
لم يعد الحوت الأزرق أثقل حيوان عاش على الإطلاق بعدما كشف علماء الحفريات عن عظام متحجرة لحيوان ثديي بحري ضخم انقرض منذ ملايين السنين وُصف حديثا باسم “بيروسيتوس كولوسوس”، ويعني “الحوت البيروفي الضخم”، وهو مخلوق يشبه إلى حد ما خروف البحر، ويعود تاريخه إلى ما بين 38 و40 مليون سنة خلال العصر الإيوسيني.
وتزن الحيتان الزرقاء المهددة بالانقراض ما بين 100 و150 طنا، وتُعتبر منذ فترة طويلة أضخم حيوان تم تسجيله، وقُدِّر وزن أرجنتينوصور -وهو حيوان عاشب طويل العنق وله أربع أرجل عاش قبل حوالي 95 مليون سنة في الأرجنتين، وصنف في دراسة نشرت في مايو/أيار الماضي على أنه أضخم الديناصورات- بنحو 76 طنا.
وفي دراسة نشرت في مجلة نيتشر، قدّر الباحثون وزن بيروسيتوس العملاق بأنه قد يصل إلى 340 طنا متريا، مما يتحدى مكانة الحوت الأزرق باعتباره الأضخم على الإطلاق في المملكة الحيوانية. لكنه ليس الأطول، فقد امتد جسم العملاق بيروسيتوس نحو 20 مترا، ويمكن للحيتان الزرقاء أن تكون أطول، حيث يصل طول بعضها إلى أكثر من 30 مترا.
وقال فريق البحث إن أحد أسباب زيادة وزن الحيوان هو أن عظامه أكثر كثافة وأثقل من عظام الحوت الأزرق الذي لديه القدرة على الغوص والسباحة بسرعة. وقال العلماء إن تلك العظام الفائقة الكثافة تشير إلى أن الحوت ربما قضى وقته في المياه الساحلية الأقل عمقا. أما الحيوانات الأخرى التي تبقى قرب الساحل مثل خراف البحر، فلديها عظام ثقيلة تساعدها على البقاء قرب قاع البحر.
وقبل 13 عاما، اكتشف ماريو أوربينا عالم الحفريات في متحف التاريخ الطبيعي في جامعة سان ماركوس الوطنية في ليما ببيرو، الهيكل العظمي الجزئي في صخور وادي إيكا. ولم يكن الاكتشاف مثيرا للإعجاب على الفور، حيث كانت العظام كبيرة جدا لدرجة أنها بدت أشبه بالصخور.
وقضى فريق دولي سنوات في استخراج حفريات بيروسيتوس من جانب تلة صخرية في الصحراء الساحلية بجنوب بيرو، وهي منطقة كانت ذات يوم تحت الماء وتشتهر بمجموعتها الغنية من الحفريات المحيطية، وأسفر الاكتشاف عن 13 فقرة من العمود الفقري وأربعة أضلاع وعظمة ورك واحدة، مما دفع بعض العلماء إلى القول إن هناك حاجة إلى المزيد من الحفريات قبل أن يقوم أي شخص بتسمية بطل جديد للوزن الثقيل في مملكة الحيوان.
الكواكب الخارجية.. أكثر من 5500 كوكب
منذ القرن السادس عشر تكهن الناس بوجود كواكب تدور حول نجوم أخرى، ومع ذلك وخلال معظم تاريخ البشرية وحتى العقد الأخير من القرن العشرين، كانت الإجابة على هذا اللغز الكوني بعيدة عن العلماء.
وبعد ذلك، ومنذ نحو 31 عاما فقط في عام 1992، تم التأكد من ظهور الكواكب الخارجية الأولى عندما اكتشف علماء الفلك في مرصد أريسيبو في بورتوريكو كوكبين توأمين هما بولترغايست وفوبيتور يدوران حول النجم النابض “بي إس آر بي 1257+12”. وفي عام 1995 اكتشف الفلكيان السويسريان ميشيل مايور وديدييه كيلو أول كوكب (بيجاسي بي51) يدور حول نجم يشبه الشمس. (انظر الفيديو التالي الذي نشرته وكالة ناسا ويوثق اكتشاف 5000 كوكب خارجي حتى عام 2022).
وفي مارس/ آذار 2022، أي العام الماضي فقط، احتفل العلماء باكتشاف 5000 كوكب خارجي. وفي 24 أغسطس/آب 2023، أي بعد أكثر من ثلاثة عقود من التأكيد الأول لوجود كواكب خارج نظامنا الشمسي، أعلن العلماء عن اكتشاف ستة كواكب خارجية جديدة، مما رفع هذا العدد إلى 5502 في أكثر من 4000 نظام كوكبي.
فمن انعدام تأكيدات وجود كواكب خارج المجموعة الشمسية إلى أكثر من 5500 كوكب خارجي في غضون بضعة عقود فقط، يمثل هذا الإنجاز الجديد خطوة رئيسية أخرى في الرحلة لفهم العوالم عبر المجرة، وما قد يكون المصير النهائي لعوالم مثل عالمنا.
كانت تلك بعض اللحظات التي شكَّلت عام 2023 باعتباره عاما رئيسيا آخر في العلوم. ومهما تعددت فهي تمثل إحصائية محدودة، فهذا العام كان مليئا بالأخبار المذهلة أيضا، بما في ذلك الصور المذهلة التي نشرها تلسكوب جيمس ويب حول العوالم، واكتشاف أقدم نقوش لإنسان نياندرتال في فرنسا وربما في أوروبا، واكتشاف أن انقطاع الطمث لا يقتصر على البشر فقط بل يمتد إلى إناث الشمبانزي، وتستمر أحدث خلاصة للبحث العلمي للبشرية في إثارة الفضول والكشف عن ألغاز جديدة يجب حلها.
