10 sự kiện khoa học nổi bật năm 2017

Năm 2017 đánh dấu nhiều phát hiện đột phá trong các lĩnh vực vật lý, khảo cổ, thiên văn, sinh học, tạo nên những thành tựu khoa học đáng chú ý.

1. Phát hiện sóng hấp dẫn từ hai sao neutron va chạm

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Ligo ở Viện Công nghệ California (Caltech) ngày 16/10 công bố phát hiện về những gợn sóng hấp dẫn sinh ra từ vụ sáp nhập của hai sao neutron và lan tỏa trong vũ trụ. Theo nhóm nghiên cứu, lượng lớn vàng cùng nhiều kim loại nặng khác như bạch kim và urani được tạo ra trong lò hạt nhân khi hai sao neutron sáp nhập, xác nhận giả thuyết về nguồn gốc của các nguyên tố trong vũ trụ.

Hai ngôi sao neutron, mỗi thiên thể có đường kính khoảng 19 km, kéo giãn và bóp méo trường không gian - thời gian khi chúng xoay tròn quanh nhau và cuối cùng va vào nhau. Sóng hấp dẫn sinh ra từ vụ va chạm truyền qua vũ trụ ở vận tốc ánh sáng được nhận biết bởi hai máy dò sóng cực nhạy ở Washington và Louisiana do Đài quan sát sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (Ligo) vận hành.

Vụ va chạm sao neutron diễn ra cách Trái Đất 130 triệu năm ánh sáng ở một thiên hà tương đối già mang tên NGC 4993. Tín hiệu sóng hấp dẫn có tên gọi GW170817 được nhận biết hôm 17/8.

Giới chuyên gia nhận định phát hiện sẽ mở ra một chương mới trong lịch sử vật lý thiên văn, giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động bên trong và sự phát xạ của sao neutron, đồng thời củng cố những lý thuyết vật lý cơ bản như thuyết tương đối và sự mở rộng của vũ trụ.

2. Công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR

Các nhà khoa học Mỹ hồi tháng 1 sử dụng công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR để tạo ra phôi thai lai giữa lợn và người. Một số dạng tế bào gốc của người được đưa vào và tồn tại trong phôi thai lợn, nhưng chúng đóng vai trò rất ít trong quá trình phát triển phôi thai.

Công nghệ CRISPR được ví như "chiếc kéo thần" có thể cắt bỏ một đoạn ADN và thay thế bằng chuỗi ADN mong muốn, giúp điều trị các bệnh di truyền.

Đến tháng 7, nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học & Sức khỏe Oregon tuyên bố áp dụng thành công công nghệ CRISPR để can thiệp vào phôi người, khắc phục được đột biến ở phôi thai tạo từ tinh trùng của một người đàn ông mắc bệnh tim di truyền.

Thành tựu mới mở ra khả năng áp dụng công nghệ chỉnh sửa gene để làm giảm số lượng phôi thai mang đột biến nguy hiểm. Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng có thể tạo ra những cơ quan nội tạng hoạt động được ở động vật với đặc điểm gần giống nội tạng người để sử dụng trong cấy ghép y học. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng làm dấy lên nhiều câu hỏi về đạo đức và pháp lý.

3. Núi băng trôi tách khỏi Nam Cực

Ngày 12/7, núi băng đồ sộ A68 có diện tích khoảng 5.800 km2 và nặng 1.000 tỷ tấn tách ra từ thềm băng Larsen C, Nam Cực. Đây là một trong những núi băng trôi lớn nhất từng ghi nhận. Theo các nhà khoa học, bản thân núi băng không ảnh hưởng tới mực nước biển khi trôi dạt trên mặt nước, nhưng nó có thể gây ra tác động lớn thúc đẩy tốc độ đổ xuống biển của sông băng.

Sự tách rời của núi băng trôi khiến thềm băng Larsen C giảm hơn 12% diện tích và quang cảnh bán đảo Nam cực thay đổi vĩnh viễn. Dù thềm băng còn lại sẽ tiếp tục tái tạo theo thời gian, lớp băng mới có khả năng kém ổn định hơn.

Rất khó xác định xem biến đổi khí hậu có phải là tác nhân khiến núi băng A68 tách ra không vì băng trôi vỡ ra từ thềm băng là quá trình hoàn toàn bình thường.

Ngày 23/9, một núi băng trôi khác có diện tích khoảng 267 km2 vỡ khỏi sông băng Pine Island ở phía tây Nam cực. Đây là lần thứ hai sông băng này mất đi một khối băng lớn chỉ trong vòng hai năm. Pine Island là sông băng tan chảy nhanh nhất ở Nam cực và góp phần lớn nhất khiến mực nước biển tăng lên.

4. Phát hiện phòng trống trong Đại kim tự tháp Giza

Tháng 11, nhóm dự án ScanPyramids phát hiện một căn phòng lớn dài ít nhất 30 m bên trên Grand Gallery, hành lang dốc nối liền "Phòng vua" và "Phòng hoàng hậu" trong Đại kim tự tháp Giza. Họ tìm thấy căn phòng bí mật bằng nhiều công cụ tiên tiến, trong đó có việc sử dụng hạt muon có nguồn gốc từ tia vũ trụ để xâm nhập các lớp đá.

Nhóm nghiên cứu chưa rõ kết cấu chính xác và chức năng của căn phòng, nhưng phát hiện mới giúp họ hiểu rõ hơn về kim tự tháp và cấu trúc công trình. Một số người cho rằng căn phòng là nơi chôn cất hoàng gia hoặc địa điểm diễn ra các nghi lễ trang trọng. Số khác lại nghĩ đây có thể là đoạn đường dốc để vận chuyển đá lên cao vì vị trí căn phòng nằm sâu bên trong kim tự tháp. Nếu vậy, căn phòng sẽ giúp làm sáng tỏ bí ẩn về cách thức xây dựng kim tự tháp.

Các nhà nghiên cứu đang chế tạo một robot thăm dò giống khí cầu có thể thâm nhập những công trình cổ đại qua lỗ khoan rộng 3,5 cm. Sau khi lọt vào căn phòng trong kim tự tháp và phồng lên, nó sẽ bay xung quanh để khám phá những điểm khó tiếp cận và hạn chế tối đa hư hại đối với các đồ tạo tác hoặc cấu trúc ẩn.

5. Phát hiện hệ sao có 7 hành tinh giống Trái Đất

Ngày 22/2, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) công bố phát hiện hệ sao Trappist-1 với 7 hành tinh có kích thước tương tự Trái Đất và nhiều khả năng có cấu tạo đá.

Trappist-1 là ngôi sao lùn siêu lạnh, nhỏ và mờ hơn Mặt Trời với khối lượng lớn gấp 80 lần sao Mộc, được phát hiện lần đầu năm 2016. Các hành tinh quay quanh nó được đánh số lần lượt từ 1b đến 1h, có nhiệt độ bề mặt trong khoảng 0-100°C, có thể chứa đại dương và nước lỏng, điều kiện khí quyển cần thiết để hình thành dạng sống sinh học.

Phát hiện hệ sao Trappist-1 mở ra hy vọng tìm thấy sự sống ngoài hành tinh cho các nhà thiên văn học. Ảnh: NASA.

Việc phát hiện hệ sao Trappist-1 là một mảnh ghép quan trọng trong hành trình tìm kiếm sự sống mới bên ngoài Trái Đất và tham vọng hơn là tìm kiếm một môi trường sống mới cho loài người. Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ tập trung vào nghiên cứu những điều kiện khí hậu trên các hành tinh của hệ sao Trappist-1 và hy vọng có thể kết luận về khả năng tồn tại sự sống của các hành tinh này trong vòng một thập kỷ tới.

6. Tàu Cassini đâm xuống sao Thổ

Giữa tháng 9, tàu Cassini, tàu vũ trụ đầu tiên thực hiện sứ mệnh khám phá sao Thổ của NASA chính thức khép lại hành trình gần 20 năm hoạt động ngoài vũ trụ bằng việc lao xuống bầu khí quyển của hành tinh này và bốc cháy.

Tàu Cassini được phóng lên vào ngày 15/10/1997, trong sứ mệnh không gian mang tên Cassini-Huygens, hợp tác giữa NASA và Cơ quan Hàng không Vũ trụ châu Âu (ESA). Phải mất 7 năm du hành trong vũ trụ, con tàu mới tiếp cận được quỹ đạo quay quanh sao Thổ để thực hiện nhiệm vụ của mình.

Trong suốt 13 năm còn lại, tàu Cassini liên tục gửi về Trái Đất những hình ảnh và dữ liệu vô giá. Tuy nhiên, tàu dần cạn nhiên liệu và có khả năng đâm xuống hai mặt trăng có thể tồn tại sự sống của sao Thổ là Titan và Enceladus, mang theo những vi khuẩn của Trái Đất.

Để ngăn chặn điều này, NASA buộc phải sử dụng lượng nhiên liệu cuối cùng của tàu Cassini để đốt cháy động cơ đẩy, điều khiển tàu lao xuống tầng khí quyển trên cùng của sao Thổ. Vào ngày 15/9, NASA xác nhận mất tín hiệu với tàu Cassini, con tàu chính thức kết thúc sứ mệnh.

7. Tiểu hành tinh du hành liên sao đầu tiên đến hệ Mặt Trời

Ngày 19/10, một tiểu hành tinh du hành liên sao được các nhà khoa học của NASA phát hiện bằng kính viễn vọng Pan-STARS ở Hawaii. Đây là tiểu hành tinh đầu tiên du hành xuyên qua hệ Mặt Trời, có tên gọi là 1I/2017 U1 hay còn được gọi là Oumuamua, có nghĩa "sứ giả đầu tiên đến từ nơi xa" trong tiếng Hawaii.

Oumuamua có màu sắc giống các vật thể trong hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, hình dáng và tỷ lệ kích thước của nó khác hẳn bất kỳ tiểu hành tinh hay sao chổi nào từng được quan sát trong hệ Mặt Trời từ trước tới nay. Thiên thể này dài khoảng 400 m, nhưng chỉ rộng 40 m.

Một điểm bất thường khác là Oumuamua bay rất gọn, không kéo theo đám mây bụi vũ trụ khi đến gần Mặt Trời. Điều này cho thấy vật thể có cấu tạo từ vật liệu đặc, có thể là đá hoặc kim loại.

Tiểu hành tinh di chuyển với tốc độ cực nhanh, khoảng 26 km/s và đang bay xa khỏi Trái Đất và hệ Mặt Trời. Oumuamua bay qua quỹ đạo của Trái Đất vào ngày 14/10 ở khoảng cách 24.180.000 km và vượt qua quỹ đạo của sao Hỏa hôm 1/11. Các nhà khoa học dự đoán Oumuamua sẽ bay qua quỹ đạo sao Mộc trong tháng 5/2018, và vượt qua quỹ đạo của sao Hải Vương vào năm 2022.

Đối với các nhà nghiên cứu tiểu hành tinh, đây mà một phát hiện lịch sử có ý nghĩa quan trọng không kém phát hiện về sóng hấp dẫn. Chuyến "ghé thăm" của tiểu hành tinh Oumuamua đã mang đến cho các nhà thiên văn học cơ hội để tìm hiểu tàn dư từ quá trình hình thành của một ngoại hành tinh, và mở ra một cánh cửa mới trong việc nghiên cứu các hệ Mặt Trời ngoài vũ trụ.

8. Trí tuệ nhân tạo chiến thắng con người trong môn cờ vây

Đầu năm nay, phần mềm AlphaGo sử dụng công nghệ DeepMind của Google đã ghi một dấu mốc mới khi chiến thắng huyền thoại cờ vây thế giới Lee Se-dol (Hàn Quốc). AlphaGo đã đúc kết hàng nghìn năm kiến thức của con người về trò chơi và tự phát minh ra những nước đi mới chỉ trong ba ngày.

Chiến thắng của AlphaGo đánh dấu sự trỗi dậy của trí tuệ nhân tạo (AI). Stephen Hawking, giáo sư vật lý lý thuyết kiêm nhà vũ trụ học người Anh, hồi giữa tháng 10 cảnh báo AI có thể trở thành thảm họa lớn nhất trong lịch sử nhân loại nếu vượt ngoài tầm kiểm soát.

Công nghệ AI hứa hẹn mang đến những lợi ích lớn cho con người, như giảm bệnh tật và nghèo đói cũng như đem lại sự tiện nghi trong cuộc sống. Nhưng nó "cũng có những nguy cơ như tạo ra những loại vũ khí hủy diệt kiểu mới hay phương thức mới để một vài người có thể đàn áp số đông, hủy hoại nền kinh tế", theo lời nhà vật lý học.

Ngày 19/10, Microsoft tuyên bố đã phát triển một hệ thống nhận diện giọng nói đạt cấp độ "như con người" với tỷ lệ mắc lỗi chỉ 5,9% và khẳng định đây là thành tựu mang tính đột phá trong lịch sử phát triển AI.

9. SpaceX phóng tên lửa và tàu vũ trụ tái sử dụng

Công ty tên lửa tư nhân SpaceX của tỷ phú Elon Musk phóng thành công tên lửa Falcon 9 tại bãi phóng thuộc căn cứ Cape Canaveral, Florida, Mỹ vào ngày 31/3. Đây được coi là vụ phóng mang tính cách mạng, đánh dấu lần đầu tiên một tên lửa được tái sử dụng thành công để đưa vệ tinh liên lạc lên quỹ đạo cách Trái Đất 35.000km. Tên lửa Falcon 9 trong vụ phóng lần này đã từng được sử dụng và hạ cánh vào ngày 8/4/2016.

Việc chế tạo tầng đầu tiên của tên lửa đẩy thường tốn hàng chục triệu USD. Chúng đều được thiết kế để cháy trong khí quyển, chìm xuống đại dương hoặc rơi xuống mặt đất sau khi đưa vệ tinh vào quỹ đạo. Nhưng tầng dưới của tên lửa đẩy Falcon 9 có thể tự hạ cánh trên mặt đất hoặc trên tàu biển. Giám đốc vận hành SpaceX Gwynne Shotwell cho biết việc tái sử dụng tầng đẩy có thể giúp tiết kiệm khoảng 30% trong tổng số 63 triệu USD chi phí phóng Falcon 9.

Hôm 15/12, lần đầu tiên trong lịch sử SpaceX phóng thành công tàu vũ trụ tái sử dụng trên một tên lửa cũng tái sử dụng. Tên lửa Falcon 9 chở tàu vũ trụ Dragon rời khỏi bệ phóng ở căn cứ Cape Canaveral, chở theo gần 2.200 kg hàng hóa và vật liệu lên Trạm Vũ trụ Quốc tế.

10. Hệ sao có số lượng hành tinh giống hệ Mặt Trời

NASA công bố phát hiện về hệ sao Kepler 90 có 8 hành tinh như hệ Mặt Trời hôm 15/12. Hệ sao Kepler 90 ở cách Trái Đất 2.545 năm ánh sáng trong chòm sao Draco được phát hiện năm 2013. Dù hệ sao Kepler 90 không mới, hành tinh thứ tám Kepler 90i được phát hiện nhờ sử dụng phần mềm trí tuệ nhân tạo (AI) của Google và NASA. Hành tinh mới ước tính lớn hơn Trái Đất khoảng 30%, có nhiệt độ bề mặt khoảng 430 độ C.

Dù phát hiện có ý nghĩa lớn, hệ sao Kepler 90 không phải là ứng viên hứa hẹn có khả năng chứa sự sống, bởi tất cả hành tinh trong hệ đều nằm quá gần ngôi sao chủ. Cả 8 hành tinh trong hệ Kepler 90 đều nằm gần ngôi sao chủ hơn so với khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời.

Kepler 90i nóng ngang sao Thủy trong khi hành tinh ở xa nhất là Kepler 90h là một hành tinh khí khổng lồ có kích thước lớn như sao Mộc.

Vệ tinh săn hành tinh Kepler đang tìm kiếm những hệ sao xa xôi với sự trợ giúp của hệ thống AI từ Google, sử dụng công nghệ machine learning để tìm các hành tinh trong dữ liệu của Kepler với độ chính xác lên đến 96%.