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2017年は科学のさまざまな分野からビッグニュースが伝えられた。天文学、生物学、考古学、量子力学などなど、まさにほぼあらゆる分野でブレークスルーがあったといっても過言ではない。以下で紹介するのは2017年に起きた特に素晴らしい科学界の10大ニュースだ。
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1. 薄暗い恒星を公転する地球型惑星を7つ発見
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地球型惑星が7つ発見され、うち3つでは生命の存在すら期待できる。それは地球から39光年離れた「Trappist-1」という冷えた薄暗い恒星を公転している。
Trappist-1は太陽系というよりも木星とガリレオ衛星に似ているが、発見された7つの惑星はいずれも”地面”がある。3つはハビタブルゾーンに位置し、表面に水の海と地球のような大気が存在することも可能だ。
2. 遺伝子から病気の原因となる突然変異を取り除くことに成功
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遺伝子編集技術「CRISPR-Cas9」を用いて、人の胎児から突然変異した「MYBPC3」という肥大型心筋症を引き起こす遺伝子を取り除き、健康なコピーを入れ替えることに成功した。特筆すべき成果であるが、こうした技法は専門家や倫理学者の間では賛否両論であり、より優れた人間を作り出そうという試みの帰結に懸念が抱かれている。
一方、CRISPRを病気の診断ツールとして用いようという研究もある。「SHERLOCK（Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing/特定高感度酵素レポーターアンロッキング）」という手法は、CRIPSRを応用して、異常なRNAやがん細胞につながる突然変異といった遺伝情報を嗅ぎ当てることができる。非常に安価で、1サンプルあたり110円以下で実施することが可能だ。
3. ラーセンC棚氷が崩壊し、史上最大級の氷山が誕生
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南極半島で崩壊したラーセン棚氷は、およそ1兆トンと記録史上最大級の氷山となり、ウェッデル海を漂っている。
ラセーン棚氷はここ数十年で大きく姿を変えてきた。ラーセンAおよびBという部分はそれぞれ1995年と2002年に分離。より最近では、ラーセンCに亀裂があり、ゆっくりと伸びていることが判明していたが、それがついに完全に割れた形だ。
専門家は温暖化と関連があるとしながらも、いずれにせよいつかは分離していた可能性に言及している。棚氷は、海へ突き出るように成長するうちに、自然に崩壊するものだからだ。なお、これが溶けることで海面レベルが上昇することはない。カクテルの中の氷が溶けても水位が上がらないのと同じだ。
4. （光子の）テレポーテーションを実現
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ついにテレポーテーションが実現された。人間をまるごと飛ばすというわけにはいかないが、光子なら地上から1400キロ上空の人工衛星に瞬間移動させることができる。それは光子自体を転送するというよりは、その状態を転送するものだ。
これを実現するには、同じ時空で作られた2つの粒子の片方の状態が変化すると、もう片方も一瞬で変化する「量子もつれ」という現象を利用する。中国の研究者は4000ペアの量子がもつれた光子を作り、片方を光のビームで人工衛星へ向けて発射。人工衛星は地上から送られてきた光子の量子状態を検出するという仕組みだ。
物体が瞬間移動するわけでもないのに何を鼻息荒くしているのかって？ これを応用することで、ハッキング不可能な通信ネットワークを作ることが可能になるのだ。システムや情報を傍受しようと試みれば、それは検出可能な乱れとなって現れる。
5. 新大陸を発見か？
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今年国際的研究チームによって、まったく新しい「ジーランディア」という8番目の大陸が発見された。それは数百万年前にオーストラリアから分かれたもので、ニュージーランドとニューカレドニアを含み、9割が海中にある。
研究チームは1.2キロの海底のコアを掘り、8000個以上もの岩石・堆積物サンプルと数百点の化石を回収。ここから暖かい浅い海に潜む生物、さらには陸生植物の花粉や胞子といった微細な痕跡が発見され、かつてジーランディアが海上にあったことが明らかになった。
ジーランディアの化石記録は、地球のプレート運動や気候システムについての洞察をもたらし、将来的な変化を予測するコンピューターモデルの構築にも役立つことだろう。
6. ギザの大ピラミッドに謎の空間
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最新の断層撮影法によって、ギザの大ピラミッドをはじめとする古代エジプトのピラミッドが調査された。この2015年に開始された「スキャンピラミッド」プロジェクトによって、内部構造に空間があることが判明した。
クフ王の墓として4500年以上前に建設されたギザの大ピラミッドは、長年の調査にかかわらず、数多くの謎で満ちている。宇宙線の副産物であるミューオンは、X線などよりもずっとよく石を透過するため、古代の建築物の内部を探る上で非常に都合がいい。撮影された画像によれば、空間は長さ30メートル以上あり、その真下にある大回廊に構造が似ている。19世紀以来となる新しい内部構造の発見だ。
7. ブタの体内で人間の細胞を育成
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ブタ胚の中でヒト細胞を育成することに成功。その目的は、移植用の組織や内臓を発達させる方法を探ることだ。
本プロジェクトでは、まず最初にラットの細胞をマウスの胚に移植し、そのハイブリッドが作り出された。次いで同じ技法を用いて、ヒト細胞をウシやブタなどの非ヒト動物の宿主に移植。ヒトとそうした宿主はラットとマウス以上に差異が大きく、胚の発達速度も違うために実験は難航していた。
実験は成功したが、この技術は物議を醸しており、多くの専門家がヒトと動物のキメラが作成される可能性に懸念を表明している。
8. 木星についての誤りと土星でのカッシーニ最後のミッション
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木星探査機ジュノーは、これまで我々が木星について考えていたことのほとんどが間違いであることを明らかにした。有名な縞模様は北極と南極まで続いておらず、また極地にはアンモニアの台風が作り出した混沌とした渦巻き模様があった。
アンモニアは深いところから放たれているもので、木星の大気と天候に重要な役割を果たしている。木星に核があるのかどうか、今のところ不明だが、内部の圧力は非常に高く、通常はガスである水素が圧縮され液体金属になっていることが判明。また地球のものとは性質が異なる壮大なオーロラが現れる磁気圏についても情報が得られた。
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9月、土星探査機カッシーニが燃料を使い果たし、土星にダイブするという最後のミッションに臨んだ。1997年に打ち上げられたカッシーニは、7年をかけて目的地に到着し、以降土星やその衛星、そして太陽系全体についての我々の理解を大きく進める手助けをしてくれた。
土星の環の組成を分析したり、6つめの衛星を発見できたりしたのもカッシーニのおかげである。居住可能な惑星の範囲についても理解が進んだ。
我々とは異なる生命体を宿しているかもしれないメタンの湖や、地下に水の海がタイタンに存在する可能性が判明したことも大きな成果である。その海には地球の海底にあるものと同じような熱水噴出孔があるもしれない。
9. 中性子星同士の衝突が地球200個分の金を吐き出している
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恒星の超高密度の残骸である2つの中性子星の衝突が観測された。地球から1億3000万光年離れた衝突現場では、重量波が放出され、水面の波紋のように広がっている。
その旅路が始まった1億3000万年前の地球は、まだ恐竜によって支配されていた。重力波はアインシュタインが予言したもので、おかげでそれが地球に到達する以前から専門家は検出器を準備することができた。
検出器が重力波を検出すると、世界中の先端望遠鏡でも高エネルギーの光バーストが捉えられ、さらに数時間後、空に赤外線と紫外線を放つ明るい点が発見された。
数日後にはX線と電波も観測されている。こうした観察は「キロノヴァ」仮説に関する知見をもたらしてくれる。
同仮説は、中性子星の衝突によって金、銀、プラチナ、ウランといった重元素を吐き出しいているという見解だ。研究者によると、衝突によって地球200個分の質量に相当する金が作られているそうだ。
10. 人類の始まりは従来の説よりも10万年も古いことが判明
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これまで現代人は15万から20万年前に登場したと考えられていた。これはエチオピアで発見されたホモ・サピエンスの化石から推測されたことなのだが、最近30万年前のホモ・サピエンスの化石が発掘され、それよりも10万年も古いことが判明した。
その化石はモロッコで発見された。モロッコはエチオピアよりも北にあり、アフリカ大陸の反対側に位置する。このことから、現代人が誕生した場所は、アフリカの特定の地域ではなく、大陸全土に及んでいたのではないかと考えられるようになってきている。
砂漠化する前､サハラには森や平原が広まっており、初期の人間は大陸全土を移動することができた。彼らはガゼルなどを狩りながら新しい認知スキルを身につけ、さらに複雑な道具や社会活動を生み出せるようになった。つまり初期の人類はアフリカで広まるかたわら、後に登場する我々固有の特徴を獲得したのかもしれない。
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1. 薄暗い恒星を公転する地球型惑星を7つ発見
地球型惑星が7つ発見され、うち3つでは生命の存在すら期待できる。それは地球から39光年離れた「Trappist-1」という冷えた薄暗い恒星を公転している。
Trappist-1は太陽系というよりも木星とガリレオ衛星に似ているが、発見された7つの惑星はいずれも”地面”がある。3つはハビタブルゾーンに位置し、表面に水の海と地球のような大気が存在することも可能だ。
2. 遺伝子から病気の原因となる突然変異を取り除くことに成功
遺伝子編集技術「CRISPR-Cas9」を用いて、人の胎児から突然変異した「MYBPC3」という肥大型心筋症を引き起こす遺伝子を取り除き、健康なコピーを入れ替えることに成功した。特筆すべき成果であるが、こうした技法は専門家や倫理学者の間では賛否両論であり、より優れた人間を作り出そうという試みの帰結に懸念が抱かれている。
一方、CRISPRを病気の診断ツールとして用いようという研究もある。「SHERLOCK（Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing/特定高感度酵素レポーターアンロッキング）」という手法は、CRIPSRを応用して、異常なRNAやがん細胞につながる突然変異といった遺伝情報を嗅ぎ当てることができる。非常に安価で、1サンプルあたり110円以下で実施することが可能だ。
3. ラーセンC棚氷が崩壊し、史上最大級の氷山が誕生
南極半島で崩壊したラーセン棚氷は、およそ1兆トンと記録史上最大級の氷山となり、ウェッデル海を漂っている。
ラセーン棚氷はここ数十年で大きく姿を変えてきた。ラーセンAおよびBという部分はそれぞれ1995年と2002年に分離。より最近では、ラーセンCに亀裂があり、ゆっくりと伸びていることが判明していたが、それがついに完全に割れた形だ。
専門家は温暖化と関連があるとしながらも、いずれにせよいつかは分離していた可能性に言及している。棚氷は、海へ突き出るように成長するうちに、自然に崩壊するものだからだ。なお、これが溶けることで海面レベルが上昇することはない。カクテルの中の氷が溶けても水位が上がらないのと同じだ。
4. （光子の）テレポーテーションを実現
ついにテレポーテーションが実現された。人間をまるごと飛ばすというわけにはいかないが、光子なら地上から1400キロ上空の人工衛星に瞬間移動させることができる。それは光子自体を転送するというよりは、その状態を転送するものだ。
これを実現するには、同じ時空で作られた2つの粒子の片方の状態が変化すると、もう片方も一瞬で変化する「量子もつれ」という現象を利用する。中国の研究者は4000ペアの量子がもつれた光子を作り、片方を光のビームで人工衛星へ向けて発射。人工衛星は地上から送られてきた光子の量子状態を検出するという仕組みだ。
物体が瞬間移動するわけでもないのに何を鼻息荒くしているのかって？ これを応用することで、ハッキング不可能な通信ネットワークを作ることが可能になるのだ。システムや情報を傍受しようと試みれば、それは検出可能な乱れとなって現れる。
5. 新大陸を発見か？
今年国際的研究チームによって、まったく新しい「ジーランディア」という8番目の大陸が発見された。それは数百万年前にオーストラリアから分かれたもので、ニュージーランドとニューカレドニアを含み、9割が海中にある。
研究チームは1.2キロの海底のコアを掘り、8000個以上もの岩石・堆積物サンプルと数百点の化石を回収。ここから暖かい浅い海に潜む生物、さらには陸生植物の花粉や胞子といった微細な痕跡が発見され、かつてジーランディアが海上にあったことが明らかになった。
ジーランディアの化石記録は、地球のプレート運動や気候システムについての洞察をもたらし、将来的な変化を予測するコンピューターモデルの構築にも役立つことだろう。
6. ギザの大ピラミッドに謎の空間
最新の断層撮影法によって、ギザの大ピラミッドをはじめとする古代エジプトのピラミッドが調査された。この2015年に開始された「スキャンピラミッド」プロジェクトによって、内部構造に空間があることが判明した。
クフ王の墓として4500年以上前に建設されたギザの大ピラミッドは、長年の調査にかかわらず、数多くの謎で満ちている。宇宙線の副産物であるミューオンは、X線などよりもずっとよく石を透過するため、古代の建築物の内部を探る上で非常に都合がいい。撮影された画像によれば、空間は長さ30メートル以上あり、その真下にある大回廊に構造が似ている。19世紀以来となる新しい内部構造の発見だ。
7. ブタの体内で人間の細胞を育成
ブタ胚の中でヒト細胞を育成することに成功。その目的は、移植用の組織や内臓を発達させる方法を探ることだ。
本プロジェクトでは、まず最初にラットの細胞をマウスの胚に移植し、そのハイブリッドが作り出された。次いで同じ技法を用いて、ヒト細胞をウシやブタなどの非ヒト動物の宿主に移植。ヒトとそうした宿主はラットとマウス以上に差異が大きく、胚の発達速度も違うために実験は難航していた。
実験は成功したが、この技術は物議を醸しており、多くの専門家がヒトと動物のキメラが作成される可能性に懸念を表明している。
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木星探査機ジュノーは、これまで我々が木星について考えていたことのほとんどが間違いであることを明らかにした。有名な縞模様は北極と南極まで続いておらず、また極地にはアンモニアの台風が作り出した混沌とした渦巻き模様があった。
アンモニアは深いところから放たれているもので、木星の大気と天候に重要な役割を果たしている。木星に核があるのかどうか、今のところ不明だが、内部の圧力は非常に高く、通常はガスである水素が圧縮され液体金属になっていることが判明。また地球のものとは性質が異なる壮大なオーロラが現れる磁気圏についても情報が得られた。
9月、土星探査機カッシーニが燃料を使い果たし、土星にダイブするという最後のミッションに臨んだ。1997年に打ち上げられたカッシーニは、7年をかけて目的地に到着し、以降土星やその衛星、そして太陽系全体についての我々の理解を大きく進める手助けをしてくれた。
土星の環の組成を分析したり、6つめの衛星を発見できたりしたのもカッシーニのおかげである。居住可能な惑星の範囲についても理解が進んだ。
我々とは異なる生命体を宿しているかもしれないメタンの湖や、地下に水の海がタイタンに存在する可能性が判明したことも大きな成果である。その海には地球の海底にあるものと同じような熱水噴出孔があるもしれない。
9. 中性子星同士の衝突が地球200個分の金を吐き出している
恒星の超高密度の残骸である2つの中性子星の衝突が観測された。地球から1億3000万光年離れた衝突現場では、重量波が放出され、水面の波紋のように広がっている。
その旅路が始まった1億3000万年前の地球は、まだ恐竜によって支配されていた。重力波はアインシュタインが予言したもので、おかげでそれが地球に到達する以前から専門家は検出器を準備することができた。
検出器が重力波を検出すると、世界中の先端望遠鏡でも高エネルギーの光バーストが捉えられ、さらに数時間後、空に赤外線と紫外線を放つ明るい点が発見された。
数日後にはX線と電波も観測されている。こうした観察は「キロノヴァ」仮説に関する知見をもたらしてくれる。
同仮説は、中性子星の衝突によって金、銀、プラチナ、ウランといった重元素を吐き出しいているという見解だ。研究者によると、衝突によって地球200個分の質量に相当する金が作られているそうだ。
10. 人類の始まりは従来の説よりも10万年も古いことが判明
これまで現代人は15万から20万年前に登場したと考えられていた。これはエチオピアで発見されたホモ・サピエンスの化石から推測されたことなのだが、最近30万年前のホモ・サピエンスの化石が発掘され、それよりも10万年も古いことが判明した。
その化石はモロッコで発見された。モロッコはエチオピアよりも北にあり、アフリカ大陸の反対側に位置する。このことから、現代人が誕生した場所は、アフリカの特定の地域ではなく、大陸全土に及んでいたのではないかと考えられるようになってきている。
砂漠化する前､サハラには森や平原が広まっており、初期の人間は大陸全土を移動することができた。彼らはガゼルなどを狩りながら新しい認知スキルを身につけ、さらに複雑な道具や社会活動を生み出せるようになった。つまり初期の人類はアフリカで広まるかたわら、後に登場する我々固有の特徴を獲得したのかもしれない。
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