1.精確宇宙學：在過去十年裡，研究人員已成功推斷出宇宙成份構成的精確方法，測定結果顯示，宇宙4%成份是普 通宇宙物質、23%是暗物質、73%是暗能量。該方法還分析得出這些宇宙物質如何緊密地組合在一起。科學家稱，這種精確測定宇宙成份的方法能夠轉換宇宙學 成為一種具有標準化理論的精確科學，目前其它研究觀點對此無可挑剔。
哈勃望遠鏡
通過哈勃望遠鏡可觀測發現宇宙暗物質
2.超級材料：通過合成具有非傳統光學性質的材料，物理學家現已引導並且控制光線。目前，他們甚至已開始研製哈利-波特風格的隱形斗篷，能夠讓覆蓋超級材料的物體達到隱形效果。
隱形斗篷
哈利-波特的“隱形斗篷”
3.“暗基因組”：科學家發現基因只佔基因組的1.5%，基因組中剩餘物質包括較小的編碼和非編碼RNAs分子，它們與基因同樣地重要。
4.系外行星：在2000年之前，研究人員僅發現26顆系外行星，但到2010年，現已發現的系外行星數量已達 到502顆。而且這一數量仍有增長趨勢，目前，隨著天文勘測技術的逐步提高，天文學家期望發現更多的類地球行星。現已發現的較大行星的體積和軌道將徹底改 變科學家之前所理解的行星系統形成和進化。
Gliese恆星
最新發現環繞Gliese恆星的一顆類地系外行星
5.遠古生物分子：像遠古DNA和膠原蛋白都已倖存了數萬年曆史，對它們進行深入分析研究將提供認知滅絕植物、 動物和人類進化的重要線索，以及發現古生物學領域的突破點。分析這些微型“時間機器”，科學家將揭示生物解剖學方面的適應性，比如：恐龍羽毛的顏色，長著 長毛髮的猛獁如何抵禦寒冷冬季，而這些至關重要的信息是其它骨骼樣本所無法提供的。
6.火星上有水：在過去十年間進行的十幾項火星勘測任務中，其中一半的勘測研究證實火星表面或者內部曾經存在過 水資源，這些水資源完全可以改變火星岩層結構，並支持生命體存活。科學家推測，在地球上開始出現生命時，火星上仍存在著水。目前，火星表面的空氣溼度很 高，科學家計劃以此為突破口，進一步搜尋存活的細菌種群。
火星
火星軌道勘測器觀測發現火星表面可能存在水
7.細胞再編程：多年以來，一直被視為單行線的細胞發育理論現被推翻，科學家最新研究認為這種單行線細胞發育可 以逆向，他們可以對完全發育成熟的細胞進行“再編程”，並讓它們成為具有誘導性多功能幹細胞。這種細胞具有發育人體所有類型細胞的能力，目前，這項技術已 用於培育患有罕見疾病患者的細胞系，科學家期望未來能夠成功培育出基因相匹配的替代細胞、組織和器官。
8.微生物群系：寄居在人體的微生物和細菌所產生的巨大影響，使研究人員提出了微生物群系的概念，抑或稱為宏基 因組，它們主要生活在人體或者其它生物表面和體內。人體90%的細胞實際上都是微生物，目前科學家已開始瞭解微生物基因的重要性，分析它們如何影響我們人 食物中吸收的能量，以及人體免疫系統對細菌感染做出的反應。
9.炎症：不久之前，人們還認為發炎是人體康復機制的一個重要過程，雖然其表象看具有一定的惡化程度，卻能夠暫 時幫助免疫細胞修復外傷或者感染所導致的組織損傷。目前，研究人員認為炎症是慢性疾病的一種驅動力，這些慢性疾病包括：癌症、阿爾茨海默症、動脈硬化、糖 尿病和肥胖症，它們很可能導致殘疾或致命。
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