过去十年20个科学重大发现：发现数千颗系外行星 探测首个引力波

据国外媒体报道，过去十年是一个充满探索和发现的时代，科研项目比以往任何时候都更加全球化和合作化。世界各地的科学家在了解人体和探索地球和宇宙方面取得了显著进展空。让我们来看看过去十年中20项最重要的科学发现:

1.探测第一个引力波

1916年，科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出，当一个物体有足够的质量加速时，它有时会产生穿过空结构的波，就像池塘里的涟漪一样。虽然爱因斯坦后来质疑引力波的存在，但这些被称为引力波的时间空折叠是广义相对论的一个关键预测。几十年来，引力波的探索深深吸引了研究者。虽然引力波令人信服的迹象在20世纪70年代首次出现，但直到2015年，美国LIGO天文台才探测到两个黑洞远距离碰撞的后果，并在2016年宣布将为人类“倾听”宇宙开辟一条新的途径。

2017年，LIGO天文台和欧洲处女座天文台检测到另一组振动，这次是由两颗中子星的超致密天体碰撞引起的。全世界的望远镜都观测到了这次爆炸，这是第一次在光波和引力波中观测到的天文事件。这些里程碑式的数据帮助科学家理解引力波是如何工作的，以及金和银等元素是如何形成的。

2.改变人类的“家谱”

在过去的十年里，科学家们在理解人类复杂的起源方面取得了很大的进展，包括调查已知化石的特定时期，发现完整的头骨化石，以及发现人类祖先的许多分支。2010年，美国《国家地理》杂志的地理探险家李伯杰发现了一个名为袁泉南方古猿的远古人类祖先。五年后，他宣布在南非的一个人类摇篮洞穴中发现了一个新的古代人类物种——纳勒·迪。这个远古人类和现代人类以及更远古时代的近亲非常相似。后续研究表明，的氐人非常年轻，生活在23.6万年至33.5万年前。

科学家们在亚洲相继取得了其他重要发现。2010年，一个研究小组宣称，从古西伯利亚人小指骨中提取的DNA不同于任何现代人，这是关于杰尼索夫人血统的第一个模糊证据。2018年，在中国的一处遗址发现了一件210万年前的石器，证实了工具制造比之前认为的早几十万年出现在亚洲。2019年，菲律宾研究人员公布了吕宋人化石，这是一个新发现的类似芙罗莉丝的古代人类。苏拉威西岛新发现的石器比现代人类更早登陆，说明今天东南亚还有第三个不明岛屿古人类。

3.古代DNA的革命性研究

随着DNA测序技术的指数级发展，人类在过去十年中对古代基因如何塑造现代人类的认识有了很大进步。2010年，研究人员发表了第一份近乎完整的古代智人基因组，从而开启了我们祖先DNA研究的革命性十年。从那以后，已经对3000多个古代基因组进行了测序，包括奈亚的DNA。这个古老的女孩死于13000年前，她的遗体是在美国发现的最古老、最完整的人类骨骼之一。同年，研究人员发表了第一份尼安德特人基因组蓝图，提供了第一份可靠的遗传学证据，证明所有现代非洲人1-4%的DNA都来源于这些古老的近亲。

另一个惊人的发现是，2018年，研究古代人类DNA的科学家发现，9万年前的一块骨头属于一个年轻女孩。令人惊讶的是，她的母亲是尼安德特人，父亲是杰尼索夫人，这意味着她是迄今为止发现的第一个混血古代人类。科学家后来发现，将杰尼索夫人的DNA与化石蛋白质相比较，证实了杰尼索夫人曾经生活在今天的西藏，从而扩大了这个神秘群体的生存范围。随着科学家对古代人类DNA认知的不断成熟，一些古代人类曾经处理过的伦理问题，如参与群体活动、将同伴遗骸送回部落等，也被发现。

4.发现了成千上万颗系外行星

2010年左右，人类对绕遥远恒星运行的行星的认知有了很大的飞跃，这归功于NASA的开普勒望远镜。从2009年到2018年，开普勒望远镜发现了2700多颗确认的系外行星，超过目前总数的一半。开普勒望远镜最著名的发现是在岩石中确认了第一颗系外行星。其继任者TESS望远镜于2018年发射空。目前已对恒星空进行了勘测，发现了34颗系外行星。

2017年，研究人员宣布发现trapist-1行星系统，该系统距离地球仅39光年，拥有7颗类地行星。这是太阳系外行星数量最多的行星系统。2016年，“红点计划”宣布发现了邻近的B星，一颗与地球大小相近的行星，围绕最近的恒星比邻星半人马座运行，比邻星半人马座距离地球只有4.25光年。

5.人类进入了Crispr基因编辑时代

近十年来，科学家在精确编辑DNA方面取得了很大进展，这在很大程度上归功于Crispr-Cas9系统，它允许他们存储病毒的DNA片段来识别任何要匹配的病毒，然后将病毒的DNA切割成条状结构。2012年，研究人员指出，Crispr-Cas9可以成为一个强大的基因编辑工具，因为科学家可以轻松、准确地切割DNA。几个月后，其他研究小组证实这项技术对人类DNA有效。此后，世界各地的实验都开始鉴定这类系统，并对Crispr-Cas9系统进行了改造，使其更加准确，在农业和医学上得到了应用。

虽然Crispr-Cas9给人类带来了巨大的利益，但它的伦理困境也令人咋舌。2018年，研究人员使用Crispr技术编辑了两个女婴的基因组，这是人类历史上第一次诞生一个基因可编辑的婴儿。

6.以前所未有的方式分析宇宙

在过去的十年里，科学家们获得了几个重要的对Tai 空的观测结果，彻底改变了我们对宇宙的研究观点。2013年，欧洲航天局(European Space Agia)发射了盖亚(Gaia)号宇宙飞船，该飞船可以远距离测量银河系中10多亿颗恒星和1.5亿多颗恒星的速度数据。这些数据可以帮助科学家制作一部银河系的3D电影，让人们从一个前所未有的角度观察银河系是如何随着时间逐渐形成和发生的。

2018年，科学家公布了普朗克卫星测量宇宙早期弱余辉的最终结果，包括宇宙组成、结构和膨胀率的重要线索。令人不解的是，普朗克卫星观测到的宇宙早期膨胀率与今天的不同，这是一个潜在的“宇宙危机”，可能需要用物理学理论来解释。同年，第一批大规模暗能量测量数据报告发布，有助于探索宇宙结构中的隐藏模式。2019年4月，科学家通过地平线望远镜首次发现黑洞轮廓图像，该图像主要基于M87星系中心的观测结果。

7.揭示古代人类艺术

来自世界各地的发现进一步证明，艺术——或者至少是涂鸦——是一种更古老、更全球性的现象，与之前的认知有些不同。2014年，研究人员在苏拉威西岛马洛塞的洞穴遗址发现了手绘壁画和一幅“猪鹿”壁画，可追溯到39000年前，与欧洲最古老的洞穴壁画艺术同时出现。然后，2018年，研究人员在婆罗洲发现了距今4万年至5.2万年的洞穴艺术，进一步证实了它有具象绘画的起源。2018年，科学家在南非发现了另一件古代人类艺术品，发现了一块刻有6条平行垂直线和3条弯曲水平线的石板材，可追溯到7.3万年前。

其他有争议的发现是关于尼安德特人艺术技巧的争议。2018年，研究人员在11.5万年前的西班牙发现了颜料和穿孔海螺壳，当时只有尼安德特人生活在欧洲。同年，另一项研究表明，西班牙的一些洞穴绘画已经有65000年的历史。许多洞穴艺术专家对这一发现提出质疑，但如果有确凿的证据，将证明这是尼安德特人的第一幅洞穴绘画。2016年，研究人员声称在大约17.6万年前的法国洞穴中形成了奇怪的石笋状圆圈。如果洞穴熊不是以某种方式制造的，这些圆圈的年代表明尼安德特人制造了更多的手工艺术品。

8.打开“星际之门”

未来的历史学家可能会把过去的十年视为人类Ad Astra的黄金十年，开启了“星际之门”。人类飞船第一次穿越了太阳与星际空之间的“遮蔽带”，同时人类也第一次造访了遥远恒星周围形成的天体。

2012年8月，NASA的“旅行者1号”探测器穿过了太阳层的最外层，也就是我们太阳释放的带电粒子泡。2018年11月，旅行者2号进入星际空间空。但是星际之路是“双向的”。2017年10月，天文学家发现了神秘的“乌姆阿穆阿”天体，这是其他恒星系统中形成的第一个穿过太阳系的天体。2018年8月，天文爱好者根纳迪·博里索夫发现了第二颗类似的星际入侵者，它是一颗非常活跃的彗星，因此得名于发现者——博里索夫彗星。

9.打开古代文明的大门

考古学家在过去十年里有了许多重大发现。2013年，英国考古学家在一个停车场地下发现了理查德的遗骸；2014年，研究人员声称在秘鲁的卡斯蒂略·德·瓦尔梅神庙中仍有一座未受损的皇家陵墓；2016年，考古学家宣布发现第一座非利士人墓，为科学家揭示希伯来圣经中最神秘的人的一生提供了重要线索；2017年，研究人员称，耶路撒冷圣墓教堂可以追溯到1700多年前，由罗马第一位基督教君主建造，这似乎证实了圣墓教堂是在罗马帝国选定的基督教墓地建造的；2018年，秘鲁考古队宣布发现迄今为止最大的儿童祭祀遗址。与此同时，考古学家使用机载激光探测了危地马拉6万多座古代玛雅建筑。

此外，科学家在水下也有重大考古发现。2014年，加拿大考古队发现了“艾瑞伯斯”号沉船。这艘北极科学研究船于1846年沉入海底。2016年，另一支探险队在海底发现了“艾瑞伯斯”号姊妹船“恐怖”号的残骸；2017年，微软联合创始人保罗·艾伦发现美国“印第安纳波利斯”号军舰神秘失踪，该军舰于1945年沉没，是美国海军历史上最惨烈的灾难之一；黑海海洋考古队在黑海海底发现60多艘沉船，包括:2400年前2018年发现的一艘古船；2019年，失踪已久的最后一艘非洲奴隶船克洛西德号被发现。

10.打开太阳系的新视野

2015年7月，NASA的“新视野”探测器成功完成了对矮行星冥王星的探测，首次向地面发送了令人震惊的高清表面图像；2019年1月1日，探测器进行了历史上最远的一次飞行，首次拍摄到冰冷的天球阿罗约，这是太阳系处于婴儿期的原始遗迹。

2011年，在更靠近地球的Tai 空区域，NASA的黎明号飞船造访了小行星带中第二大天体灶神星。在测绘完这颗小行星后，黎明进入了矮行星谷神星的轨道，谷神星是小行星带中最大的天体。在过去的十年里，美国宇航局的欧西里斯-雷克斯探测器和日本宇宙航空研究开发机构，

11.致命疾病的预防

为了应对2014年至2016年西非爆发的埃博拉疫情，公共卫生官员和默克制药(Merck Pharmaceuticals)迅速追踪了实验性埃博拉疫苗rVSV-ZEBOV。经过2015年非常成功的实地试验，欧洲官员于2019年批准了这种疫苗，这是抗击这种疾病的一个重要里程碑。

在过去的十年里，几项里程碑式的研究也为预防艾滋病毒的传播开辟了新的途径。2011年，一项试验表明，预防性使用抗逆转录病毒药物可以大大减少艾滋病毒在两性之间的传播，这一发现在随后的同性伴侣测试中也得到了证实。

12.突破生育限制

2016年，临床医生宣布了一个“三父母婴儿”的诞生，它是由父亲的精子、母亲的细胞核和第三个捐赠者提供的卵子发展而来的。然而，这种疗法在伦理上仍有争议。2018年，在一项研究中，科学家使用经过基因编辑的皮肤和血细胞来产生人类精子和卵子前体。与此同时，另一项研究表明，基因编辑可以使同性小鼠怀孕。

13.追踪希格斯玻色子

物质如何获得质量？20世纪60-70年代，包括彼得·希格斯和弗朗索瓦·恩格勒在内的物理学家提出了一个解决方案，认为希格斯玻色子是一种弥漫整个宇宙的奇特能量场，现在称为希格斯粒子场。理论场还包括它的基本粒子，也就是现在所说的希格斯玻色子。

2012年7月，CERN大型强子对撞机的两个研究团队宣布发现希格斯玻色子，结束了数十年的研究和探索。这一发现填补了标准模型中缺失的最后一环，该模型描述了物理学中四种基本力中的三种以及所有已知的基本粒子。

14.重写古生物学教科书

随着新分析工具的采用，科学家们发现了一些令人震惊的动物化石。在过去的十年里，人类对史前生命的理解发生了巨大的变化。2010年，美国国家地理学会的研究人员发表了第一份关于恐龙色素化石重塑的报告。近年来，科学家们进一步加大了对恐龙色素的研究。古生物学家发现，具有伪装效果的恐龙羽毛有不同的颜色，包括黑色、蓝色、彩虹色等。与此同时，一个保存完好的恐龙化石，在它死亡之前，皮肤是微红的。在这项研究中，他们分析了保存下来的脂肪分子。2018年，考古学家证实迪肯索尼亚是生活在5.4亿年前的原始生物。

2014年，古生物学家还发现了新的捕食性棘豆化石，证实它是一种半水生捕食性恐龙，是迄今发现的第一个半水生恐龙物种。2015年，中国考古学家发现了一个令人震惊的翼龙化石，这是一种奇怪的有羽毛的恐龙物种，翅膀上有类似蝙蝠的翼膜。近十年来，考古学家对缅甸发现的9000多万年前的琥珀很感兴趣，发现了困在琥珀里的恐龙羽毛，刚出生的原始鸟类，以及各种无脊椎动物层出不穷。

15.在其他星球上寻找生命元素

在过去的十年中，Tai 空任务使我们对其他星球的碳基有机分子有了更深入的了解，这些分子是我们所知的生命的基本组成部分。欧洲航天局的“罗塞塔”任务环绕并降落在彗星67P上。2014年至2016年间收集的调查数据使我们能够对古代天体碰撞可能给地球带来的生命元素进行更深入的分析。在2017年NASA卡西尼探测器自杀坠毁前，已确认恩克拉多斯表面的喷流中含有有机分子，这是证明卫星适合生命存在的重要线索。2018年，NASA声称好奇号火星车在火星表面发现了有机化合物，火星大气中的甲烷含量呈现出奇怪的季节循环。

16日，日益恶劣的天气警报响起

在过去的十年里，地球大气中的二氧化碳含量达到了近代史上的最高水平，温度也达到了历史上的最高值。2013年5月9日，全球二氧化碳浓度人类历史上首次达到400ppm，截至2016年，浓度一直稳定在这个临界值以上。因此，近年来全球气温有所上升，2015年、2016年、2017年、2018年和2019年是20世纪80年代以来的最高纪录。2014年，全球珊瑚白化是海洋变暖造成的，全球珊瑚相继死亡，包括大堡礁的部分海域。2019年，澳大利亚宣布，生活在岛上的珊瑚裸尾鼠因海平面上升而灭绝，这是现代气候变化中已知的第一种灭绝的哺乳动物。

在一系列重要报告中，世界各地的科学家强烈敦促人们密切关注地球气候的变化，气候变化带来的风险以及应对气候变化的必要性。2014年，政府间气候变化专门委员会发布了关于气候变化的现实和影响的第五次报告。2015年，世界各国开始谈判《巴黎协定》，主要目标是在本世纪将全球平均气温上升控制在2摄氏度以内。2018年10月，IPCC发布了另一份报告，指出即使到2100年全球平均气温上升到1.5摄氏度，也将付出巨大代价，这可能是地球面临的最低温度。面对如此巨大的挑战，破纪录的气候抗议席卷全球，许多参与者是年轻人。

17日，发现了大量新物种

现代生物学家正在以惊人的速度发现新物种，平均每年有18000个新物种被命名和发现。在过去的十年里，科学家们第一次描述了几种奇怪的哺乳动物，如缅甸的仰鼻猴、巨鼠和带着尖吻的浣熊。随着科学家陆续发现一些奇怪的新物种，其他新物种的动物团队也在逐渐壮大，比如一条有“手”的鱼，一只比一毛钱还小的青蛙，佛罗里达的娃娃鱼等。此外，越南的吴广牛和中国的伊犁鼠兔在被宣布失踪多年后再次进入人们的视线。

然而，随着这些物种的发现，科学家们计算出现代物种正以指数速度迅速灭绝。2019年，科学家警告说，全球四分之一的动植物群体面临灭绝的威胁，这意味着多达一百万个物种——包括已知的和未知的——面临灭绝的风险，一些物种可能在未来几十年内消失。

18.开启新的太空时代

过去十年是载人航天飞行的关键过渡时期，因为近地轨道和更远的Tai 空环境已经成为一个更加全球化和商业化的区域。2011年，中国将首个空实验室“天宫一号”送入轨道。2014年，印度火星轨道飞行器抵达火星轨道，开启了印度火星探索时代。2019年，全球宇航员团队也变得更加多元化:蒂姆·皮克成为第一位职业英国宇航员，爱迪安·埃姆别托夫成为后苏联时代第一位哈萨克宇航员，阿联酋和丹麦将本国第一位宇航员送往泰国空，美国宇航员杰西卡·迈耶(Jessica Meyer)和克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)进行了第一次全女性泰式空行走。

2011年美国完成最后一次航天飞机发射任务后，民营企业开始填这空白。2012年，SpaceX向国际空站发射了第一次商业补给任务。2015年，Blue Origin和SpaceX首次成功发射可重复使用火箭，随后垂直降落在地面。

19.看到动物意想不到的一面

在过去的十年里，动物界出现了许多不寻常的特征和行为。2015年，《国家地理》杂志的探险家大卫·格罗博(david grohl Bo)发现龟壳发出绿色和红色荧光。这是爬行动物第一次能发出生物荧光。2016年，研究人员惊讶地发现格陵兰鲨鱼的寿命至少为272年，是迄今为止已知寿命最长的脊椎动物。

人类对动物使用的工具的理解也有所提高。2019年的一项研究显示，Pisaya疣猪会使用工具，而多项研究证实，巴西卷尾猴使用工具至少已有3000年，这是非洲以外发现的最古老的非人类工具使用记录。2018年，肯尼亚生物学家发现了一只非洲黑豹，这是自1909年以来的首次。

20、重新定义科学单位

为了更好地理解自然界，科学家必须进行测量，但是我们如何定义我们的测量单位呢？几十年来，科学家们逐渐根据宇宙常数重新定义了宇宙常数。比如用光速来帮助定义1米的长度，但科学质量单位即千克仍然与国际标准千克实体“Le Grand K”一致，这是全球衡器校准的绝对权威指标，由铂铱合金制成。

如果这种金属块因为任何原因发生变化，科学家们将不得不重新校准他们的仪器。2019年，科学家们同意采用新的千克定义，该定义基于物理学中的一个基本因素——普朗克常数，并改进了电流、温度和给定物质中粒子数量的定义。