10 khám phá khoa học tiêu biểu năm 2009

Tạp chí Time mới đây đã thống kê 10 phát hiện khoa học mang tính lịch sử trong năm 2009, với các bước đột phá như khẳng định mặt trăng có nước, thúc đẩy tương lai truyền thông lượng tử, tái khởi động cỗ máy LHC hay phát hiện bản sao mặt trời...

1. Tổ tiên cổ nhất của loài người

Với các ngón tay dài, thanh mảnh, chiều cao 1,22 m và phần đầu không lớn hơn một chú vượn Bonobo, “Ardi bé nhỏ” là bộ xương cổ nhất thuộc họ người được tìm thấy cho đến nay.

Được lắp ghép cẩn thận từ hơn 100 mảnh hóa thạch nằm sâu dưới lòng đất Ethiopia, “người phụ nữ” này sống cách đây 4,4 triệu năm và chưa được đặt tên cho đến năm 1992, khi mảnh hóa thạch đầu tiên được tìm thấy.

Ardi là bộ xương người cổ nhất cho đến nay.

Sau 17 năm nghiên cứu, các nhà khoa học đến từ ĐH Berkeley, California, Mỹ đã cho ra đời một phân tích toàn diện về Ardi vào tháng 10 vừa qua với hàng loạt bài viết trên tạp chí Khoa học.

Các tiết lộ của nghiên cứu cho thấy Ardi không giống với những loài vượn thời bấy giờ, mặc dù theo lý thuyết tổ tiên của loài người xuất phát từ vượn. Ngoài ra, Ardi có khả năng đi bằng hai chân mặc dù sống trong rừng chứ không phải các đồng cỏ bằng phẳng.

2. Giải mã bộ gien người

Việc giải mã bộ gien người gần một thập kỷ trước làm dấy lên những hy vọng sẽ lý giải được đầy đủ hiện tượng di truyền ở loài người. Tuy nhiên, sự kết nối giữa gien và bệnh tật phức tạp hơn rất nhiều so với tưởng tượng của con người.

Kể từ đó một lĩnh vực nghiên cứu gien mới hình thành với tên gọi “biểu sinh”, cho thấy biểu hiện của gien có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của môi trường và những thay đổi đó có thể được truyền qua nhiều thế hệ. Ví dụ, những người hút thuốc khi còn trẻ duy trì một số thay đổi nhất định về biểu sinh, làm tăng khả năng dậy thì sớm ở con cái họ. 

Việc giải mã bộ gene người giúp các nhà khoa học lý giải được nguyên nhân của nhiều căn bệnh.

Tháng 10/2009, một nhóm nhà khoa học do Joseph Ecker thuộc Viện Salk ở La Jolla, California, Mỹ đứng đầu đã nghiên cứu da người và các tế bào gốc để cho ra đời tấm bản đồ chi tiết về biểu sinh người đầu tiên.

Bằng cách so sánh với biểu sinh của các tế bào mang bệnh, các nhà khoa học có thể tìm ra những “khiếm khuyết” trong hệ biểu sinh, có thể dẫn đến bệnh ung thư và các loại bệnh khác.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature, là bước ngoặt lớn đối với các nhà di truyền học, để có thể hiểu rõ hơn mối liên hệ “lạ lùng” giữa tự nhiên và nuôi dưỡng đã hình thành nên con người.

3. Liệu pháp gien chữa mù màu

Liệu pháp gene mới có thể chữa bệnh mù màu.

Tháng 9 vừa qua, Nghiên cứu trên tạp chí Nature tiết lộ một nhóm bác sĩ nhãn khoa đã cấy các gien sản xuất ra protein nhận diện màu sắc vào mắt của hai chú khỉ mù màu và chúng đã lần đầu tiên nhìn thấy màu đỏ và xanh.

Kết quả này tạo ra “cú sốc” lớn, không chỉ mở ra khả năng chữa trị các nhược điểm về nhãn quan, đồng thời có thể đem lại một cuộc cách mạng về cách nhìn thế giới ở cả những người khỏe mạnh.

4. Khoa học robot

Vào tháng 4/2009, Adam, cỗ máy được thiết kế tại ĐH Aberystwyth, xứ Wales, Anh đã trở thành hệ thống robot đầu tiên không cần đến trí tuệ lập trình sẵn.

Trước đó, các loại robot đều sử dụng một hệ thống điều khiển bằng máy tính nhằm thực hiện các động tác giống con người nhưng Adam là robot đầu tiên hoàn thành một cách tự động chu trình làm việc: từ đặt ra giả thiết tới thực hành thí nghiệm và tái củng cố giả thiết mà không cần sự can thiệp của con người.

Hệ thống robot tự nghiên cứu khoa học đầu tiên trên thế giới.

Trả lời phỏng vấn sau sự xuất hiện của nhà “robot khoa học” Adam, nhà sáng chế Ross King cho rằng trí tuệ nhân tạo rất hạn chế và một ngày nào đó máy tính cũng có thể làm nên một khám phá tương tự với thuyết tương đối của Einstein.

“Không có một lý do gì khiến điều đó không thể xảy ra. Một chiếc máy tính có thể tạo ra những nước cờ đẹp mắt nhưng điều đó không quá đặc biệt. Theo tôi, khoa học sẽ còn có những phát minh xa hơn nữa”, ông khẳng định.

5. Gây giống cá ngừ trên mặt đất

Cá ngừ đại dương luôn được “săn đón” nhờ phần thịt thơm ngon và rất bổ, đã được nhân giống ngay trên đất liền. “Điều này trước đây là không tưởng nhưng giờ đây chúng tôi đã làm được điều đó”, Hagen Stehr, người sáng lập ra Clean Seas, công ty chuyên về nhân giống của Australia, cho biết.

Cá ngừ đại dương được nhân giống thành công trên đất liền.

Các nhà khoa học tin rằng, dân số loài cá ngừ đại dương đã giảm tới 90% từ những năm 1950. Một số người đã thử nghiệm nuôi cá ngừ trong các lồng trên đại dương nhưng việc nuôi cá ngừ ở các khu bể trên đất liền vẫn được xem là dấu mốc quan trọng cho ngành nuôi trồng thủy sản.

6. Phát hiện nước trên Mặt trăng

Tháng 11 vừa qua, các nhà khoa học tuyên bố dứt khoát rằng có nước trên mặt trăng với khối lượng lớn.

Ngày 9/10/2009, NASA sử dụng một tên lửa để tạo ra một lỗ rộng hơn 30 m trên bề mặt mặt trăng, sau đó, đã đo được 86 lít hơi nước và băng. Một số nhà khoa học cho rằng lượng nước trên mặt trăng đủ để duy trì sự sống cho một “tập đoàn” các phi hành gia tương lai.

Lượng nước trên mặt trăng có thể đủ cho một "tập đoàn" phi hành gia.

Số khác định lượng băng trên mặt trăng giữ mức kỷ lục ở hệ mặt trời. NASA cho biết ưu tiên hàng đầu của tổ chức là đo chính xác lượng nước có trên mặt trăng.

7. Chứng minh bổ đề toán học Langlands

Năm 1979, nhà toán học người Mỹ, gốc Canada, Robert Langlands đã phát triển một lý thuyết mang tính cách mạng và đầy tham vọng, nối hai nhóm của toán học là số học và các cấu trúc đại số. Theo tính toán, lý thuyết này nghiên cứu tính đối xứng kết hợp với phương trình số học, có tên gọi “chương trình Langlands”.

Langlands cùng các đồng nghiệp và sinh viên của mình đã chứng minh được các trường hợp đặc biệt của định lý cơ bản nhưng việc chứng minh trường hợp tổng quát lại khó khăn hơn dự đoán. Và trên thực tế, phải mất 30 năm sau, việc làm này mới được hoàn thành. 

Bổ đề toán học Langlands được chứng minh sau 30 năm.

Sau gần 30 năm, Ngô Bảo Châu, giáo sư toán học Việt Nam, đang làm việc tại ĐH Paris-Sud (Pháp) và Viện Nghiên cứu cao cấp tại Princeton (IAS, Mỹ), đã đưa ra công trình nghiên cứu bổ đề cơ bản cho nhóm unita, công thức vết, một trong những “kỹ thuật” quan trọng nhất để “công phá” các giả thiết chính trong chương trình Langlands.

Sau khi được kiểm tra và khẳng định tính chính xác, các nhà toán học trên thế giới đã “thở phào nhẹ nhõm”. “Điều này giống như việc có người làm việc ở phía xa bên kia bờ sông và đợi ai đó bắc một chiếc cầu qua sông này và giúp họ chứng minh được sự tồn tại của mình”, Peter Sarnak, nhà lý luận số học tại IAS, khẳng định.

8. Phép truyền thông lượng tử

Phép dịch chuyển là một trong những lý thuyết không tưởng trong khoa học.

Tiến gần tới những “tưởng tượng” trong Star Trek, các nhà khoa học tại Viện Lượng tử thuộc ĐH Maryland đã di chuyển thành công dữ liệu từ một vi xử lý tới một vi xử lý khác trong một hộp chứa cách đó một mét.

Đây được xem là một dấu ấn trong lĩnh vực về trí thông minh của con người, được gọi là quá trình xử lý thông tin định lượng, tuy không hấp dẫn bằng phép dịch chuyển cơ thể người. Công trình này mở ra cơ hội sáng chế ra các loại máy tính “siêu nhanh”.

9. Máy gia tốc hạt khổng lồ “sống lại”

Cỗ máy gia tốc hạt khổng lồ (LHC) thuộc Trung tâm nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), ngốn đúng ¼ thế kỷ để lên kế hoạch và khoảng 10 tỷ USD để xây dựng.

Được đặt trong một đường hầm dài 27 km, LHC được thiết kế để thúc đẩy các phần tử ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ trong sâu không gian đạt được vận tốc ánh sáng.

Mặc dù gặp nhiều trục trặc và trì hoãn, các nhà khoa học của CERN cuối cùng đã tuyên bố một thành tựu quan trọng vào ngày 29/11 vừa qua, khi khởi động cỗ máy tăng tốc cho hạt proton lên mức năng lượng 105.000 tỷ electron volts (1,18 TeV).

Cỗ máy gia tốc LHC đã được tái khởi động trong năm 2009.

Khi cỗ máy được khởi động tới mức 7 TeV, tạo ra các xung đột năng lượng cao, giúp các nhà khoa học tái tạo lại điều kiện ban đầu của vụ nổ Big Bang để kiểm chứng lý thuyết về vật chất tối và giải đáp các thắc mắc về lĩnh vực vật lý lượng tử.

Các nhà khoa học còn hy vọng tìm ra được những bằng chứng sâu hơn như khẳng định được một lý thuyết đầy tham vọng, đó là lý thuyết “siêu đối xứng”.

10. Phát hiện "bản sao" mặt trời

Tháng 12, một nhóm phi hành gia quốc tế tuyên bố họ đã bắt gặp một vật thể giống như hành tinh đang quay quanh một ngôi sao có hình dạng giống mặt trời. Ngôi sao nằm cách trái đất 482 nghìn tỷ km, hay 50 năm ánh sáng, với kích thước gấp từ 10 đến 40 lần sao Mộc.

Sử dụng dụng cụ “săn” hành tinh mới trên kính viễn vọng Subaru, các nhà khoa học đã chụp được những tấm ảnh trực tiếp của vật thể mới này. Mặc dù các hình ảnh của các hệ mặt trời khác đã được công bố trước đó, nhưng đây là lần đầu tiên các phi hành gia chụp được một ngôi sao gần giống với mặt trời về kích thước và nhiệt độ.

Các phi hành gia đã phát hiện một ngôi sao mới có hình dạng giống mặt trời.

Các nhà khoa học cho rằng điều ngạc nhiên là vị trí quỹ đạo của “hành tinh mới” GJ758B nằm quá xa các ngôi sao của mình, giống như sao Hải Vương nằm rất xa mặt trời.

Alan Boss, phi hành gia tại Viện Khoa học Carnegie, cho biết: “Việc phát hiện ra một người bạn đồng hành gần giống với mặt trời nhắc chúng ta một lần nữa rằng kiến thức của con người về vũ trụ còn quá nhỏ bé”.