Med tanke på den snabba förändringen i teknik och vetenskap kan det vara lätt att glömma det vi inte visste för bara några korta år sedan. Det senaste decenniet har genombrott inom fysik, biologi och astronomi, för att bara nämna några. Vilka av dessa upptäckter som är de viktigaste är förmodligen för historiker att bedöma, men några av konsekvenserna av upptäckterna tidigt på decenniet börjar spolas. Här är våra val för decenniets största vetenskapliga framsteg och överraskande upptäckter.
2010: Det första syntetiska 'livet'
Forskare suddigade gränsen mellan naturliga och mänskliga gjorda 2010 med skapandet av den första någonsin organismen med ett syntetiskt genom. Forskare vid J. Craig Venter-institutet samlade bakteriens genom Mycoplasma mycoides av mer än en miljon baspar av DNA. Sedan satte de in detta mänskligt konstruerade genom i en annan bakterie, Mycoplasma capricolum, som hade tömts från sitt DNA. De M. capricolumMaskiner började snart översätta instruktionerna från detta syntetiska genom till handling, och reproducerade precis som M. mycoides skulle.
Sedan detta genombrott har forskare fortsatt att göra framsteg inom syntetisk biologi. 2016 byggde forskare den minsta syntetiska mikroben ännu, med bara 473 gener. Under 2017 tillkännagav de skapandet av fem syntetiska jästkromosomer; planen är att ersätta alla de 16 kromosomerna i jäst med syntetiska kromosomer som kan justeras för att utföra vissa uppgifter, till exempel massproducerande antibiotika eller till och med skapa laboratorieodlat kött.
2011: HIV-förebyggande behandling
Idag är det många människor med hög risk att drabbas av det humana immunbristviruset (HIV), vilket orsakar aids, och slår en daglig piller för att minska risken. År 2012 godkände den amerikanska livsmedels- och drogadministrationen ett läkemedel som heter Truvada för detta ändamål. Men det var en stor studie som släpptes 2011 som satte platsen för denna havsförändring i förebyggande av hiv.
Denna studie, som tidskriften Science kallade "årets genombrott", var den första sedan 1994 som visade ett nytt sätt att förhindra HIV-överföring från en person till en annan. (1994 rapporterade forskare att de hade hittat ett läkemedelsalternativ för att förhindra överföring av HIV från en gravid kvinna till hennes foster.) Studien inleddes 2005 och 2011 års resultat var interimsresultat. Forskarna fann att 96% minskade HIV-överföringen i dessa data. De slutliga uppgifterna som omfattade hela den 10-åriga studien, rapporterade i The New England Journal of Medicine 2016, visade en minskning med HIV på 93%.
2012: Higgs Boson
I juli 2012 meddelade forskare som arbetade vid världens största partikelaccelerator att de hade drabbat lönesmuts. Experiment på Large Hadron Collider (LHC) hade äntligen upptäckt bevis för den sista oupptäckta partikeln som förutses av fysikens standardmodell.
Higgs-bosonen hade hittats. Detta är den partikel som är associerad med Higgs-fältet, ett energifält i roten till varför partiklar har massa. Partiklarna får massa genom att slogga över detta tredimensionella fält, vilket skapar små störningar i fältet. (Ju starkare deras interaktioner med fältet, desto mer massa har de.) När fältet upplever en stor energivärmning på en viss plats, avger det en Higgs-boson. 2013 bekräftade fysiker att deras observationer från 2012 verkligen var den svårfångade partikeln, ibland kallad "Gud-partikeln" på grund av dess roll att ge alla andra partiklar massa.
Upptäckten av Higgs väckte nya frågor för fysiker. Partikeln var lite lättare än några av dess interaktioner med andra elementära partiklar skulle ha förutsett, vilket innebär att antingen någon tappade i matematiken eller att det finns mer än en typ av Higgs - kanske inklusive en tyngre Higgs som inte har upptäckts. Fysiker använder nu LHC för att söka efter dessa möjliga tunga Higgs.
Lucas Taylor / CMS
Efter nästan 35 år med zinging över planeter och månar gjorde NASAs Voyager 1-sond historia 2013, när forskare meddelade att rymdskeppet officiellt hade lämnat solsystemet i augusti 2012.
Sonden lanserades från jorden 1977 och tillbringade nästa decennium med att utforska Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus och deras månar. 2013, data som sänds tillbaka från sonden föreslog förändringar i elektronstätheten runt Voyager 1 - en viktig ledtråd att rymdskeppet hade lämnat gränserna för solsystemet. Voyager 1 kommer att fortsätta att skicka information tillbaka till jorden om interstellarutrymme fram till cirka 2025. Därefter är det avsett för en lång, tyst pension i djupa rymden, med möjligheten att någon dag någon form av främmande livsform kommer att märka den lilla sonden och dess gyllene rekord, en tidskapsel som innehåller bilder av människor, kartor över vårt solsystem och andra ledtrådar om existensen av civilisationen på jorden.
2014: Gravitational Waves
Före 2014 hade forskare endast indirekta bevis på Big Bang, teorin som beskriver en förbluffande utbyggnad av rymden som inträffade för 13,8 miljarder år sedan och föder vårt universum. Men 2014 såg forskarna för första gången direkt bevis på denna kosmiska expansion, vad vissa kallade en "rökningspistol" för början av universum.
Detta bevis kom i form av gravitationsvågor, bokstavliga krusningar i rymdtid kvar från den första bråkdelen av en sekund efter Big Bang. Dessa krusningar genererade förändringar i polarisationen i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, som är strålning kvar från det tidiga universum. Polarisationsändringarna kallas B-lägen. Det var dessa B-lägen som forskare upptäckte med hjälp av bakgrundsavbildning av Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) teleskop i Antarktis.
Sedan dess har gravitationsvågor fortsatt att avslöja universums mysterier, till exempel dynamiken i kollisionerna av svarta hål och krascher mellan neutronstjärnor. Gravitationsvågor kan till och med hjälpa till att slutligen fastställa hur snabbt universum expanderar.
2015: Första CRISPR-redigering av mänskliga embryon
Kanske den största biomedicinska historien på decenniet är uppkomsten av en genredigerande teknik som kallas CRISPR från relativ otydlighet. Denna teknik kommer från de naturliga försvarsmekanismerna för vissa bakterier; det är en serie upprepade gensekvenser bundna till ett enzym som heter Cas9 som fungerar som ett par molekylsaxar. Gensekvenserna kan redigeras för att sätta ett tjur-öga på ett specifikt segment av DNA, vilket leder Cas9-enzymet att gå in och börja snippa.
Med hjälp av detta system kan forskare enkelt radera och infoga bitar av DNA i levande organismer, en förmåga med uppenbara konsekvenser för att bota genetiska sjukdomar - och eventuellt leda till skräddarsydda bebisar. Det första steget längs denna potentiella väg togs 2015, då forskare vid Sun Yat-sen University i Kina meddelade att de gjort de första genetiska modifieringarna för mänskliga embryon med CRISPR. Embryona var inte livskraftiga, och förfarandet var bara delvis framgångsrikt - men experimentet var det första som drev en etisk linje som det vetenskapliga samfundet diskuterar till idag.
2016: Exoplanet upptäckt i ett vanligt område
Jordens närmaste exoplanetgranne, som upptäcktes 2016, ligger inte bara 4,2 ljusår bort - det har potential att vara värd för livet.
Det betyder inte att planeten, kallad Proxima b, säkert kommer att vara bebodd, men att den ligger i den stjärnan som är bebodd, vilket innebär att den kretsar om sin stjärna på ett avstånd som skulle tillåta flytande vatten att existera på planetens yta. Planeten kretsar kring Proxima Centauri; vinglar i den stjärnans rörelser när planeten gick förbi antydde omProxima b: s existens.
Sedan upptäckten har forskare observerat superstrålar med hög strålning från Proxima Centauri som sprängde exoplaneten, vilket drastiskt minskar chansen att livet kunde överleva på Proxima b. Men de har också funnit att det kan finnas fler planeter som kretsar runt Proxima b.
2017: De äldsta Homo sapiens fossiler skjuter arter tillbaka 100 000 år
Hur länge har det Homo sapiens vandrade på planeten? En upptäckt som tillkännagavs under 2017 drev tidpunkten tillbaka till 300 000 år.
Det är 100 000 år längre än vad man tidigare trott. Forskare fann de 300 000 år gamla benen i en grotta i Marocko, där minst fem individer kan ha tagit skydd under en jakt. Upptäcktsplatsen - i norra Afrika, inte östra Afrika, där den tidigare äldsta Homo sapiens fossil hittades - antydningar om att vår art kanske inte har utvecklats först i östra Afrika och senare utstrålade någon annanstans. Istället, Homo sapiens kanske har utvecklats över hela kontinenten.
2018: Första levande CRISPR-barn
Bara tre år efter den första redigeringen av icke-värdefulla mänskliga embryon med CRISPR, korsade någon en annan genredigeringslinje. Den här gången meddelade en kinesisk forskare vid namn Jiankui. Han meddelade att han hade redigerat genomerna av två embryon som sedan implanterades via IVF (in vitro-befruktning) i moderns livmodern och föddes: tvillingflickor som är världens första CRISPR-bebisar.
Redigeringen han gjorde var till en gen som heter CCR5 - en förändring som teoretiskt sett skulle göra barnen mindre sårbara för smittande HIV. Många forskare skrämde att han skulle ta steget med genredigering i detta sammanhang, särskilt med tanke på de tillgängliga och mindre tekniskt intensiva metoderna för att undvika HIV (såsom förebyggande antiretroviral behandling). Senare tyder data från forskarna på att de faktiskt hade inducerat en tidigare okänd mutation hos flickorna snarare än att reproducera en känd mutation.
De potentiella biverkningarna för flickorna är fortfarande okända, liksom ödet för forskaren som gjorde redigeringen. I januari 2019 rapporterade The New York Times att han troligen kommer att stå inför brott i Kina, även om det var oklart enligt vilka lagar han kunde åtalas.
2019: Första Black Hole Image
Svarta hål har alltid varit en astronomisk fascination: Vi vet att de är där, men eftersom ljus inte kan fly undan bortom deras händelsevisont är de också slags osynliga.
Fram till i år: För första gången fångade forskare en bild av ett svart hål. Porträttämnet var svart hål i mitten av Messier 87-galaxen som är lika bred som hela vårt solsystem. Bilden ser ut som en glödande munk med materia som omger en avgrund av svarthet; detta är damm och gas som kretsar runt det svarta hålets återgångspunkt. Upptäckten fick forskarna som involverade 2020 genombrottet-priset, en av de mest prestigefyllda priserna inom vetenskapen. De arbetar nu för att fånga inte bara bilder, utan filmer, av svarta hål.
