หลุมดำ

28ธ.ค.62-สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ร่วมกับ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลสำรวจความคิดเห็นออนไลน์ของบุคลากร ประกอบด้วยนักวิจัย อาจารย์และผู้เกี่ยวข้องอื่นๆ เกี่ยวกับการค้นพบครั้งสำคัญทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมระดับโลก ที่เกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2562 โดยมีผู้ตอบแบบสำรวจในแวดวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดรวม 269 คน โดยสรุปผลการสำรวจข่าววิทยาศาสตร์แห่งปี 2562 10 อันดับแรก เรียงตามลำดับดังนี้คือ

(1) ภาพถ่ายแรกสุดของหลุมดำ

เดือน เม.ย. 2562 ผู้อำนวยการ EHT (Event Horizon Telescope) ประกาศผลสำเร็จของคณะนักวิจัยใน 7 ประเทศและชุดเปเปอร์หลายฉบับที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters รวมทั้งภาพถ่ายหลุมดำมวลมหาศาลเป็นพิเศษ (เท่ากับ 6.5 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ของเรา) ที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซี M87 โดยมันอยู่ห่างจากโลก 5.5 ล้านปีแสง การที่จะจับภาพวัตถุที่อยู่ไกลขนาดนั้นและมองไม่เห็น เพราะไม่มีแสงในตัวเอง ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เท่ากับโลก แต่ EHT แก้ปัญหาโดยใช้ชุดกล้องนับสิบตัวที่กระจายอยู่ทั่วโลก และใช้เวลาราวสองปีในการถ่ายภาพ, วิเคราะห์ และประมวลผล เพื่อสร้างภาพถ่ายหลุมดำนี้ขึ้นมา

(2) รักษาเอดส์ให้หายขาดได้

ขณะนี้มีคนติดเชื้อ HIV อยู่เกือบ 37 ล้านคน และมีคนเสียชีวิตนับล้านในแต่ละปี ปีนี้ มีการทดลองนำ retroviral nanoparticle มาใช้ ซึ่งประสบความสำเร็จป้องกันการเพิ่มจำนวนไวรัสได้ 99% ในสัตว์ทดลอง และยังมีการทดลองใช้ CRISPER ในการตัดดีเอ็นเอไวรัส ซึ่งประสบความสำเร็จมากกว่า 30% ในหนูทดลอง สำหรับในคน ปีนี้มีผู้ป่วยรายที่ 2 ที่รักษาหายขาดจากโรคนี้ได้ (รายแรกเมื่อ 12 ปีที่แล้ว) โดยรักษาด้วยการปลูกถ่ายไขกระดูก

(3) คืบหน้าสู่ Quantum Supremacy

บริษัท Google ประกาศในเดือน ต.ค. 2562 ว่า ประสบความสำเร็จในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม (Quantum Computer) โดยตัวประมวลผลควอนตัมแบบ 53 qubit ที่สร้างขึ้นสามารถแก้โจทย์ปัญหาที่เครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบเดิมใช้เวลา 10,000 ปีในการแก้ในเวลาเพียง 200 วินาที Hartmut Niven ผู้อำนวยการ Quantum Artificial Intelligence Lab ของกูเกิลประเมินว่า การเติบโตของความสามารถในการคำนวณจะไม่เป็นแบบยกกำลัง (exponential) เลขตัวเดียว ดังกฎของมัวร์เคยทำนายไว้อีกต่อไป แต่จะเติบโตแบบยกกำลังเลขสองตัวในไม่ช้า

(4) โลกกำลังร้อนจนละลาย

ปีนี้มีรายงานการละลายของน้ำแข็งบนโลกมากมาย ครอบคลุมตั้งแต่กรีนแลนด์ถึงแอนตาร์กติกา ไปจนจรดสุดยอดเขาหิมาลัย โดยเป็นการละลายแบบมีความเร่ง หากยังคงความเร่งอย่างที่เป็นอยู่ ธารน้ำแข็ง (glacier) จะละลายจนแตกออกไปจนหมดทั่วโลกก่อนสิ้นศตวรรษนี้ ทีมวิจัยเดนมาร์กตีพิมพ์ใน Science Advances ประเมินว่าเฉพาะกรีนแลนด์ที่เดียว หากน้ำแข็งละลายหมดก็จะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นถึง 13 นิ้ว

(5) กัญชารักษาทุกโรค?

ปี 2562 เป็นปีที่ผลิตภัณฑ์ที่มีสาร CBD (Cannabidiol) ในกัญชาออกสู่ท้องตลาดเยอะมาก มีความหลากหลายสูง ตั้งแต่น้ำดื่มกัญชา, กาแฟกัญชา ไปยันเครื่องสำอาง และแม้แต่ยารักษาโรคในสุนัข หลายทศวรรษที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์กัญชาจะมี THC เป็นตัวหลัก แม้ว่าพืชใกล้เคียงกัน (กัญชง) จะไม่มีตัวนี้ก็ตาม แต่ยาเพียงชนิดเดียวที่มีสารจากกัญชาและได้รับการอนุมัติโดย อย. สหรัฐก็คือ Epidiolex ที่ใช้รักษาโรคลมชัก แต่ปีนี้มีเปเปอร์อธิบายสรรพคุณอีกหลายด้าน ตั้งแต่การใช้เป็นยาฆ่าเชื้อ ลดความกังวล และลดผลกระทบจากอาการ PTSD และยังมีความเชื่อว่ารักษาโรคอื่นๆ ได้อีกมากมายที่ยังไม่ผ่านการพิสูจน์  

(6) ผ่าทางตันสร้างสมองจิ๋ว

นักวิทยาศาสตร์สร้างสมองขนาดเท่ายางลบดินสอได้มาหลายปีแล้ว เรียกว่า brain organoids แต่ปัญหาที่พบคือ เซลล์ตรงกลางก้อนสมองจิ๋วนี้จะตายเพราะไม่มีเส้นเลือดนำอาหารและออกซิเจนไปหล่อเลี้ยง ปีนี้มีนักวิทยศาสตร์ที่เอาชนะปัญหานี้ได้ กลุ่มแรกใส่เมมเบรนคั่นสมองส่วนในไว้ ส่วนอีกทีมหนึ่งอาศัยการปรับสูตรอาหารเลี้ยง, โปรตีน และเลี้ยงสมองไว้บนขั้วไฟฟ้า เก้าเดือนให้หลังสามารถตรวจพบคลื่นไฟฟ้าที่ซับซ้อนปริมาณมาก และโปรแกรมคอมพิวเตอร์แยกแยะข้อมูลที่ได้ออกจากคลื่นสมองทารกไม่ได้เลย สมองแบบนี้มีประโยชน์ในการใช้ศึกษาโรคและหาวิธีการรักษา

(7) สำรวจวัตถุที่ไกลที่สุดที่เคยทำได้

ยานอวกาศ New Horizons ที่เคยสำรวจดาวพลูโตในปี 2558 เคลื่อนผ่านวัตถุที่ไกลที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสำรวจด้วยยานอวกาศในวันปีใหม่ 2562 ดาวเคราะห์น้อยดังกล่าวมีชื่อว่า Ultima Thule หรือชื่อแบบทางการคือ 2014 MU69 ที่เป็นก้อนหินอวกาศรูปทรงคล้ายตุ๊กตาหิมะซึ่งอยู่ห่างจากโลกราว 4,000 ล้านไมล์ โดยอยู่ในแถบอุกกาบาตหนาแน่นที่เรียกว่า Kuiper Belt สัญญาณภาพดีเลย์ถึง 6 ชั่วโมงจากระยะทางที่ไกลขนาดนั้น    

(8) ทดสอบดัดแปลงยีนด้วย CRISPR ในระดับคลินิก

หลังถกเถียงกันเรื่องจริยธรรมมาหลายปี ในที่สุด ปีนี้ก็เริ่มมีการทดลองดัดแปลงแก้ไขดีเอ็นเอผิดปกติในผู้ป่วยในระดับคลินิกด้วยเทคนิคคริสเพอร์-แคส 9 (CRISPR-Cas9) เทคนิคนี้เลือกตัดดีเอ็นเอตรงตำแหน่งจำเพาะและไม่ทิ้งดีเอ็นเอส่วนเกินเหลือไว้ในกระบวนการ ช่วงเดือน เม.ย. 2562 มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียประกาศเริ่มใช้เทคนิคนี้ในการรักษาโรคมะเร็งในผู้ป่วยสองคน โดยนักวิจัยนำเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันออกมาแก้ไขก่อนใส่กลับเข้าร่างกายผู้ป่วย ขณะที่ UCSF ทดสอบกับผู้ป่วยโรคซิกเคิลเซลล์  

(9) สิ่งมีชีวิตนับล้านเสี่ยงสูญพันธุ์

รายงานจากสหประชาชาติที่ออกมาในเดือน พ.ค. 2562 ระบุว่า ถือเป็นสถิติใหม่สำหรับประวัติศาสตร์มนุษยชาติที่มีสปีชีส์ “มากกว่าล้านสปีชีส์” ที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์พร้อมๆ กัน รายงานของ IPBES ที่อาศัยการประเมินจากแหล่งข้อมูลราว 15,000 ฐานข้อมูล ที่ครอบคลุมผลกระทบการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมในช่วงมากกว่า 50 ปีที่ผ่านมา ทำให้พบว่ามี 25% ของพืชและสัตว์ทั้งโลกที่อ่อนไหวและเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ ในจำนวนนี้รวมทั้งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลมากกว่า 1/3 และสัตว์เลื้อยคลานมากกว่า 40% แม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เลี้ยงไว้ใช้งานหรือใช้เป็นอาหารก็อาจสูญพันธุ์ได้มากกว่า 9%

(10) “เด็กคริสเพอร์” ครบ 1 ขวบ

มีเด็กหญิงฝาแฝดสองคนที่เกิดในเดือน พ.ย. 2561 โดยได้รับการแก้ไขยีน (gene editing) ตั้งแต่เป็นตัวอ่อนด้วยเทคนิคคริสเพอร์ (CRISPR) ซึ่งผลงานของนักวิจัยชาวจีน He Jiankui ที่ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์อย่างมาก ว่าเป็นการวิจัยที่ผิดจริยธรรม ปัจจุบันสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) ของสหรัฐยังยินยอมแค่เปลี่ยนแปลงยีนในเซลล์ร่างกาย (somatic cell) ที่จะ “ไม่ถ่ายทอด” ไปยังรุ่นถัดไปเท่านั้น มีกลุ่มนักวิจัยด้านนี้ที่เข้าชื่อเรียกร้องให้ห้ามแก้ไขยีนในเซลล์สืบพันธุ์และตัวอ่อนออกไปก่อนไม่น้อยกว่า 5 ปี เพื่อรอดูผลการทดลองให้มากขึ้นอีก กระนั้นเทคนิคดังกล่าวมีศักยภาพใช้รักษาโรคพันธุกรรมที่ไม่เคยมีทางรักษาได้เกือบ 6,000 โรคแล้ว และเริ่มมีการศึกษาวิธีประยุกต์ใช้ป้องกันการติดเชื้อ HIV อีกด้วย