La rivista “Science” ha pubblicato la sua lista degli eventi scientifici più rilevanti per l’anno che sta per chiudersi: in cima alla top ten, la prima immagine di un buco nero. A seguire, i progressi dell’intelligenza artificiale e del calcolo quantistico, l’identikit dei Denisoviani, l’approvazione del vaccino per Ebola e di una terapia per la fibrosi cistica e altri ancora
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Non poteva che esserci la straordinaria immagine di un buco nero pubblicata ad aprile in cima alla classifica dei dieci eventi scientifici più importanti dell’anno, stilata come di consueto dalla rivista “Science”. Quello che si vede è solo un anello di luce, ma rappresenta una conferma diretta di decenni di teorie sui buchi neri, che sono per definizione oggetti inosservabili, poiché catturano tutta la materia e la luce che entrano nel loro raggio di azione. Ma prima di finire inghiottiti per sempre, i gas diventano incandescenti ed emettono radiazione su un’ampia gamma di lunghezze d’onda, comprese le onde radio. Un segnale significativo, rilevabile con opportuni strumenti, come ipotizzato due decenni fa circa da alcuni astronomi.

L’occasione per ottenere un’immagine si è presentata con lo sviluppo della tecnica chiamata very-long baseline interferometry (VLBI) che combina i dati raccolti da strumenti molto distanti tra loro per simulare la capacità osservativa di un telescopio molto più grande e per rilevare così oggetti distanti con grande dettaglio. Il risultato, ottenuto con la rete globale di antenne radio Event Horizon Telescope (EHT) puntata verso la galassia Messier 87, è l’immagine che ha fatto il giro del mondo come la prima, storica fotografia di un buco nero.

I primi minuti della catastrofe

Circa 66 milioni di anni fa, scomparve il 76 per cento delle specie viventi del pianeta. Una delle ipotesi è che questa estinzione di massa sia stata causata da un evento catastrofico, e tutti gli indizi convergono sulla caduta di un asteroide nei pressi di Chicxulub, nel Messico meridionale. Sulla rivista  “Proceedings of the National Academy of Sciences” Robert De Palma, dell’Università del Kansas, e Jan Smit, della Vrije Universiteit di Amsterdam, hanno pubblicato una dettagliata descrizione del deposito fossilifero di Tanis, nel North Dakota, 3000 chilometri più a nord di Chicxulub. La ricca stratificazione di resti di pesci di acqua dolce e salata documenta ciò che accadde nei primi minuti del sisma e dello tsunami provocati dal cataclisma, fornendo una prova sperimentale diretta della teoria dell’asteroide.

Un identikit per i Denisoviani

I tratti erano simili a quelli dei Neanderthaliani: bacino largo, fronte sfuggente e mascella sporgente. Ma avevano anche una faccia più ampia. Stiamo parlando dei Denisoviani, il cui aspetto è stato riscotruito in settembre, applicando una sofisticata tecnica di analisi genomica. I ricercatori hanno studiato le modificazioni chimiche del DNA chiamate metilazioni, e le hanno confrontate con un ampio database che le collega all’aspetto fisico. Ne è emerso un ritratto plausibile dei nostri antichi cugini filogenetici.

Un vaccino contro Ebola

Ebola è un virus che provoca una terribile febbre emorragica. Già nel 2003, la casa farmaceutica Merck ha brevettato un vaccino contro l’infezione, somministrato a più riprese durante i diversi focolai che si sono succeduti negli anni e che hanno mietuto migliaia di vittime in Africa, soprattutto nella Repubblica Democratica del Congo. Quest’anno è arrivato il via libera da parte dell’Agenzia europea per i medicinali (EMA) alla commercializzazione del vaccino, che così potrà essere stoccato e somministrato in modo capillare in caso di eventuali nuove epidemie.

Verso il futuro a passi di qubit

Il futuro del calcolo automatico è nei computer quantistici, macchine che codificano l’informazione negli stati quantistici dei sistemi microscopici, sostituendo i bit – le unità d’informazione binaria – con i qubit, e determinando così un aumento esponenziale della capacità di calcolo. Queste sono le previsioni che si sentono ripetere ormai da decenni, perché le applicazioni pratiche sono ancora di là da venire. I risultati in ogni caso ci sono, anche se rimangono confinati entro le mura dei laboratori. L’ultimo in ordine di tempo è stato accolto dagli esperti come una vera e propria svolta verso la “supremazia quantistica”: i fisici di Google hanno annunciato di aver usato un chip contenente 53 qubit per fare un calcolo impossibile con macchine convenzionali. Il tempo impiegato è stato infatti di 200 secondi, contro i 10.000 anni che avrebbe impiegato uno dei migliori supercomputer attuali (anche se la stima di questo divario è stata contestata).

Geni eucarioti negli Archea

Ci sono voluti 12 anni di studi per riuscire a sequenziare il genoma di un gruppo di archea chiamati Lokiarchea, in particolare del ceppo MK-D1 della specie Prometheoarchaeum syntrophicum. Ma alla fine il risultato è stato sensazionale, perché questo microrganismo possiede alcuni geni finora trovati solo nelle cellule eucariote, possedute da tutte le piante e tutti gli animali, compresi gli esseri umani. Le conseguenze sono di vasta portata perché la scoperta costringe a rivedere la suddivisione sistematica della vita cellulare: da tre domini – batteri, archea, eucarioti – bisognerà probabilmente passare a due – batteri e archea, con gli Eucarioti come sotto-dominio degli Archea – anche se la questione è ancora dibattuta.

Un asteroide a due lobi

Nella Fascia di Kuiper, una regione di spazio oltre l’orbita di Nettuno, si trovano migliaia di asteroidi che conservano materiali che hanno subito poche modificazioni da quando si sono aggregati nelle epoche primordiali del sistema solare. Ma gli astronomi non hanno mai dato un sguardo ravvicinato a questi oggetti. Il 1° gennaio di quest’anno, la sonda spaziale della NASA New Horizons è passata vicino a uno di essi, rivelandone la strana forma: Arrokoth – questo il nome dell’oggetto – è formato infatti da due blocchi planetari uniti tra loro da uno stretto collo.

Una speranza per la fibrosi cistica

Lo scorso mese di ottobre è stata posta una pietra miliare per il trattamento della fibrosi cistica: negli Stati Uniti la Food and Drug Administration (FDA) ha approvato una nuova associazione di tre farmaci, sviluppata dall’azienda farmaceutica Vertex, per il trattamento del 90 per cento delle forme di questa grave malattia ereditaria che determina un accumulo di muco denso nelle vie respiratorie con rischio di infezioni batteriche e danni ai polmoni. Negli studi clinici, il farmaco ha dimostrato di poter aumentare la funzionalità polmonare del 10-15 per cento. A smorzare gli entusiasmi per il risultato è arrivata però la notizia dell’esorbitante costo della terapia: circa 300.000 dollari all’anno, per un trattamento che dovrebbe essere protratto per tutta la vita.

Un microbioma per i bambini malnutriti

La malnutrizione colpisce ancora milioni di bambini nel mondo. E anche quando si riesce ad arrivare in tempo, ripristinando un’alimentazione sufficiente, il recupero della loro salute non avviene in modo completo: ciò è dovuto al fatto che il loro microbioma, l’insieme dei microrganismi che vivono nell’intestino, non matura correttamente. Ma quest’anno un gruppo internazionale di ricerca ha sperimentato con successo un integratore alimentare, a basso costo e di facile preparazione, per stimolare la crescita dei batteri più vantaggiosi per l’organismo.

L’IA più forte anche nel poker

Il no-limit Texas Hold ’em è una versione del poker che fino a quest’anno conoscevano solo gli appassionati del tavolo verde. Dallo scorso luglio invece il suo nome ha iniziato a circolare anche in ambito scientifico, da quando cioè è uscita la notizia che un algoritmo d’intelligenza artificiale ha battuto gli esseri umani anche in questo gioco, dopo gli storici successi negli scacchi e nel gioco di strategia di origine cinese Go. Il risultato è considerato una pietra miliare per l’IA, perché si tratta in questo caso di un gioco a informazione incompleta: i giocatori non conoscono le carte in mano gli avversari, che possono anche bluffare.