Det senaste decenniet inledde några verkligt revolutionära framsteg inom vetenskapen, från upptäckten av Higgs-bosonen till användningen av CRISPR för Sci-Fi esque genredigering. Men vad är några av de största genombrotten som fortfarande kommer? Live Science frågade flera experter inom sitt område vilka upptäckter, tekniker och utveckling de är mest glada över att se dyka upp på 2020-talet.
Medicin: Ett universellt influensavaccin
Det universella influensaskottet, som har undvikit forskare i årtionden, kan vara ett verkligt banbrytande medicinska framsteg som kan dyka upp under de kommande tio åren.
"Det har på sikt blivit ett skämt att ett universellt vaccin är ständigt bara fem till tio år bort," säger Dr Amesh Adalja, en smittsjukdomspecialist och seniorforskare vid Johns Hopkins Center for Health Security i Baltimore.
Men nu verkar det som om detta "faktiskt kan vara sant", sa Adalja till Live Science. "Olika tillvägagångssätt för universella influensavacciner är i avancerad utveckling och lovande resultat börjar samlas."
I teorin skulle ett universellt influensavaccin ge långvarigt skydd mot influensan och eliminera behovet av att få ett influensa varje år.
Vissa delar av influensaviruset förändras ständigt, medan andra förblir mestadels oförändrade från år till år. Alla tillvägagångssätten mot ett universellt influensavaccin riktar sig till delar av viruset som är mindre varierande.
I år började National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) sin första-i-mänskliga försök av ett universellt influensavaccin. Immuniseringen syftar till att inducera ett immunsvar mot en mindre variabel del av influensaviruset känt som hemagglutinin (HA) "stam". Denna fas 1-studie kommer att titta på säkerheten för det experimentella vaccinet, liksom deltagarnas immunsvar på det. Forskare hoppas kunna rapportera sina första resultat i början av 2020.
En annan universalvaccankandidat, gjord av det israeliska företaget BiondVax, är för närvarande i fas 3-studier, som är ett avancerat stadium av forskning som ser på om vaccinet verkligen är effektivt - vilket betyder att det skyddar mot infektion från någon influensastam. Den vaccinkandidaten innehåller nio olika proteiner från olika delar av influensaviruset som varierar lite mellan influensastammar, enligt The Scientist. Studien har redan registrerat mer än 12 000 personer, och resultaten förväntas i slutet av 2020, enligt företaget.
Neurovetenskap: Större, bättre minihjärnor
Under det senaste decenniet har forskare framgångsrikt odlat minihjärnor, kända som "organoider", från mänskliga stamceller som differentierar sig till neuroner och samlas i 3D-strukturer. Från och med nu kan hjärnorganorganoider endast odlas för att likna små bitar av en hjärna i tidig fosterutveckling, enligt Dr. Hongjun Song, professor i neurovetenskap vid Perelman School of Medicine vid University of Pennsylvania. Men det kan förändras under de kommande tio åren.
"Vi kunde verkligen modellera, inte bara celltypens mångfald, utan cellulärarkitekturen" i hjärnan, sade Dr. Song. Mogna nervceller ordnar sig i lager, kolumner och intrikata kretsar i hjärnan. För närvarande innehåller organoider endast omogna celler som inte kan föda dessa komplexa anslutningar, men Dr. Song sa att han förväntar sig att fältet kan komma att övervinna denna utmaning under det kommande decenniet. Med miniatyrmodeller av hjärnan i handen kan forskare hjälpa till att dra nytta av hur neuro-utvecklingsstörningar utvecklas; hur neurodegenerativa sjukdomar bryter ner hjärnvävnad; och hur olika människors hjärnor kan reagera på olika farmakologiska behandlingar.
En dag (dock kanske inte om tio år) kan forskare till och med kunna odla "funktionella enheter" av neural vävnad för att ersätta skadade områden i hjärnan. "Vad händer om du har en funktionell enhet, färdiggjord, som du kan klicka in i den skadade hjärnan?" Song sa. Just nu är arbetet mycket teoretiskt, men "jag tror att under det kommande decenniet kommer vi att veta" om det kunde fungera, tillade han.
Klimatförändring: Transformerade energisystem
Under detta decennium avslöjade stigande havsnivåer och mer extrema klimathändelser precis hur ömtålig vår vackra planet är. Men vad håller det nästa decenniet med?
"Jag tror att vi kommer att se ett genombrott när det gäller klimatåtgärder", säger Michael Mann, en framstående professor i meteorologi vid Penn State University. "Men vi behöver politik som påskyndar den övergången, och vi behöver politiker som kommer att stödja den politiken," sade han till Live Science.
Under nästa årtionde kommer "omvandlingen av energi- och transportsystem till förnybara energikällor att vara på god väg, och nya tillvägagångssätt och tekniker har utvecklats som gör att vi kan komma dit snabbare", säger Donald Wuebbles, professor i atmosfärsvetenskaper vid University of Illinois i Urbana-Champaign. Och "de ökande klimatrelaterade effekterna från hårt väder och kanske från havsnivån ökar äntligen tillräckligt med folks uppmärksamhet att vi verkligen börjar ta klimatförändringar på allvar.
Bra också, för baserat på nyligen visade bevis finns det en skrämmande, mer spekulativ möjlighet: Forskare kanske underskattar effekterna som klimatförändringarna har haft på detta århundrade och därefter, sa Wuebbles. "Vi borde lära oss mer om det under det kommande årtionde."
Partikelfysik: Hitta axionen
Under det senaste decenniet var den största nyheten i världen för de mycket små upptäckten av Higgs boson, den mystiska "Gud-partikeln" som ger andra partiklar deras massa. Higgs ansågs vara den krönande juvelen i Standardmodellen, den regerande teorin som beskriver subatomära partiklarnas zoo.
Men med upptäckta Higgs började många andra mindre berömda partiklar ta centrum. Det här decenniet har vi ett rimligt skott på att hitta en annan av dessa svårfångade, än så fortfarande hypotetiska partiklar - axionen, sa fysiker Frank Wilczek, en Nobel pristagare vid Massachusetts Institute of Technology. (1978 föreslog Wilczek först axionen). Axionen är inte nödvändigtvis en enda partikel utan snarare en klass av partiklar med egenskaper som sällan interagerar med vanligt material. Axioner skulle kunna förklara ett långvarigt problem: Varför fysiklagarna verkar agera lika på både materiapartiklar och deras antimaterielpartners, även när deras rumsliga koordinater vänds, som Live Science tidigare rapporterade.
Och axioner är en av de ledande kandidaterna för mörk materia, den osynliga saken som håller galaxer samman.
"Att hitta axionen skulle vara en mycket stor prestation inom grundläggande fysik, särskilt om det händer genom den mest troliga vägen, dvs genom att observera en kosmisk axionbakgrund som ger den" mörka materien. "" Sa Wilczek. "Det finns en rimlig chans att det kan hända under de kommande fem till tio åren, eftersom ambitiösa experimentella initiativ, som kan komma dit, blommar runt om i världen. För mig, som väger både vikten av upptäckt och sannolikheten för att det händer, det är det bästa slå vad."
Bland dessa initiativ är Axion Dark Matter Experiment (ADMX) och CERN Axion Solar Telescope, två huvudinstrument som jakter på dessa svårfångade partiklar.
Som sagt, det finns andra möjligheter också - vi kanske ännu upptäcker gravitationella vågor eller krusningar i rymden, härrörande från den tidigaste perioden i universum, eller andra partiklar, kända som svagt samverkande massiva partiklar, som också kan förklara mörk materia, sa Wilczek .
Exoplaneter: En jordliknande atmosfär
Den 6 oktober 1995 blev vårt universum större, liksom när ett par astronomer tillkännagav upptäckten av den första exoplaneten som kretsade om en solliknande stjärna. Kallade 51 Pegasi b och orben visade en mysig bana runt sin värdstjärna på bara 4,2 jorddagar och en massa ungefär hälften av Jupiters. Enligt NASA förändrade upptäckten för alltid "det sätt vi ser universum och vår plats i det." Mer än ett decennium senare har astronomer nu bekräftat 4 104 världar som kretsar runt stjärnor utanför vårt solsystem. Det är många världar som var okända för drygt ett decennium sedan.
Så himlen är gränsen för nästa decennium, eller hur? Enligt Massachusetts Institute of Technology, Sara Seager, absolut. "Det här decenniet kommer att vara stort för astronomi och exoplanetvetenskap med den förväntade lanseringen av James Webb rymdteleskopet," säger Seager, en planetforskare och astrofysiker. Den kosmiska efterträdaren till Hubble Space Telescope, JWST planeras att lanseras 2021; för första gången kommer forskare att kunna "se" exoplaneter i infraröd, vilket innebär att de kan upptäcka även svaga planeter som går runt långt från deras värdstjärna.
Dessutom öppnar teleskopet ett nytt fönster i egenskaperna hos dessa främmande världar. "Om rätt planet finns, kommer vi att kunna upptäcka vattenånga på en liten stenig planet. Vattenånga är en indikation på flytande vattenhav - eftersom flytande vatten behövs för allt liv som vi känner till, skulle detta vara en mycket stor sak , "Seager berättade för Live Science. "Det är mitt första hopp på ett genombrott." (Det ultimata målet är naturligtvis att hitta en värld som har en atmosfär som liknar Jordens, enligt NASA; med andra ord en planet med förhållanden som kan stödja livet.)
Och naturligtvis kommer det att bli vissa växande smärtor, noterade Seager. "Med JWST, och de extremt stora markbaserade teleskop som förväntas komma online, kämpar exoplanetssamhället att omvandla från individuella eller små teaminsatser till stora samarbeten med dussintals eller över hundra personer. Inte enormt enligt andra standarder (t.ex. LIGO) men det är dock tufft, "sade hon och hänvisade till Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, ett enormt samarbete som involverar mer än 1 000 forskare över hela världen. Ursprungligen publicerad på Live Science.
