TiaSang
Thứ 3, Ngày 4 tháng 8 năm 2020
Đổi mới sáng tạo

Những khám phá khoa học của thập kỷ (phần 1)

11/02/2020 07:30 - Michael Greshko

Trong mười năm qua, các nhà khoa học trên khắp thế giới đã đạt được những bước tiến đáng kể trong việc tìm hiểu về cơ thể người, về Trái đất và về vũ trụ quanh ta. Dưới đây là danh sách những khám phá khoa học lớn nhất thập kỷ do National. Geographic lựa chọn.

Hé lộ nghệ thuật cổ xưa
 
Các phát hiện ở khắp thế giới củng cố quan điểm rằng nghệ thuật – dù là hình vẽ nguệch ngoạc – là một hiện tượng toàn cầu và cổ xưa hơn người ta từng nghĩ. Năm 2014, các nhà khoa học xác định niên đại của các hình vẽ tay và một bức tranh “lợn-hươu” ở hệ thống hang Maros, đảo Sulawesi, Indonesia, là ít nhất 39.000 năm trước, tức là tương đương với những tranh vẽ cổ nhất trong các hang động ở châu Âu. Sau đó, năm 2018, các nhà khoa học công bố phát hiện các tranh vẽ trong hang động ở đảo Borneo (phần thuộc Indonesia) có tuổi từ 40.000 đến 52.000 năm, phát hiện này tiếp tục đẩy lùi [về xa xưa hơn] mốc xuất hiện của tranh vẽ. Cũng năm 2018, một mảnh đá có các nét gạch chéo được tìm thấy ở Nam Phi. Với niên đại 73.000 năm trước, nó có thể là hình vẽ cổ xưa nhất trên thế giới.


Một kỹ thuật viên đang đo đạc các vòng đá được cho là do người Neanderthal xây dựng, trong hang Bruniquel, Pháp.

Các phát hiện gây tranh cãi khác làm dấy lên tranh luận về trình độ nghệ thuật của người Neanderthal. Năm 2018, các nhà khoa học công bố phát hiện các mẩu phấn và vỏ sò đục lỗ ở Tây Ban Nha. Chúng có niên đại 115.000 năm trước, thời điểm ở châu Âu chỉ có người Neanderthal. Cùng năm, một nghiên cứu khác tuyên bố tuổi của một số tranh vẽ trong hang động ở Tây Ban Nha là 65.000 năm. Nhiều chuyên gia về tranh vẽ trong hang động nghi ngờ phát hiện này, nhưng nếu nó đúng, đó sẽ là bằng chứng đầu tiên về tranh vẽ trong hang động của người Neanderthal. Và năm 2016, các nhà khoa học tuyên bố tìm ra những vòng tròn đá kỳ lạ khoảng 176.000 tuổi trong một hang động ở Pháp. Nếu những vòng tròn đá đó không phải do gấu làm, thì tuổi của chúng cho thấy đó là một tác phẩm khác của người Neanderthal.
 
Chạm tới không gian giữa các ngôi sao
 
Các nhà sử học tương lai có thể nhìn lại thập kỷ 2010 như thập kỷ giữa các ngôi sao: lần đầu tiên, tàu vũ trụ của con người vượt qua tấm màn giữa Mặt trời và không gian giữa các ngôi sao, và chúng ta cũng đón nhận những vật thể đầu tiên được hình thành ở những hệ sao xa xôi.
Tháng 8 năm 2012, tàu thăm dò Voyager 1 của NASA vượt qua biên của nhật quyển, vùng không gian được đánh dấu bằng các hạt do Mặt trời phát ra. Tàu Voyager 2 theo bước người chị em song sinh vào tháng 11 năm 2018 và thu được những dữ liệu quan trọng trong hành trình của nó. Nhưng con đường giữa các ngôi sao là một đường hai chiều. Tháng 10 năm 2017, các nhà thiên văn học tìm thấy ‘Oumuamua, vật thể đầu tiên đi qua hệ Mặt trời mà có nguồn gốc từ một hệ sao khác. Tháng 8 năm 2019, nhà thiên văn nghiệp dư Gennady Borisov tìm thấy vật thể thứ hai như thế, một sao chổi sau đó mang tên ông.
 
Mở cánh cửa đến những nền văn minh cổ
 
Các nhà khảo cổ học có nhiều phát hiện đặc biệt trong thập kỷ 2010. Năm 2013, các nhà khoa học Anh cuối cùng đã tìm thấy thi hài của vua Richard III bên dưới một bãi đỗ xe. Năm 2014, các nhà khoa học tìm ra một hầm mộ hoàng gia nguyên vẹn trong khu đền Castillo de Huarmey ở Peru. Năm 2016, các nhà khảo cổ học tìm ra nghĩa trang đầu tiên của người Philistine, mở ra một ô cửa nhìn vào cuộc sống của dân tộc nổi tiếng nhất và bí ẩn nhất trong Kinh Thánh Do Thái cổ (hay Kinh Thánh Hebrew). Một năm sau, các nhà khoa học công bố rằng Nhà thờ Mộ Thánh (Church of the Holy Sepulchre) ở Jerusalem có tuổi hơn 1.700 năm, cùng thời hoàng đế Công giáo La Mã đầu tiên [Constantinus I]; điều này có vẻ khẳng định việc nó được xây ở nơi mà người La Mã cho là nơi an táng của Jesus Christ. Và năm 2018, các nhóm nghiên cứu ở Peru tuyên bố khai quật được khu hiến sinh trẻ em tập thể lớn nhất, trong khi các nhà khoa học khác, bằng cách sử dụng laser từ không trung, phát hiện ra hơn 60.000 công trình Maya cổ ở Guatemala.
Các phát hiện khảo cổ lớn còn được thực hiện ở dưới mặt nước biển. Năm 2014, một nhóm nghiên cứu Canada tìm thấy H.M.S. Erebus, một tàu nghiên cứu Bắc Cực xấu số bị đắm năm 1846. Hai năm sau, một cuộc thám hiểm khác định vị được con tàu H.M.S. Terror chị em của nó. Năm 2017, một nỗ lực tìm kiếm do nhà đồng sáng lập Paul Allen của Microsoft dẫn dắt tìm thấy tàu U.S.S. Indianapolis bị đắm năm 1945, một trong những thảm họa tồi tệ nhất trong lịch sử hải quân Mỹ. Dự án Khảo cổ Biển Đen (Black Sea Maritime Archeology Project) đã tìm thấy hơn 60 xác tàu đắm dưới đáy Biển Đen, trong đó có một con tàu 2.400 tuổi được phát hiện năm 2018. Và năm 2019, chính quyền bang Alabama công bố phát hiện con tàu bị mất tích Clotilda, con tàu cuối cùng chở nô lệ từ châu Phi sang Mỹ. 

Thám hiểm vùng đất mới trong hệ Mặt trời

Tháng 7 năm 2015, tàu thăm dò New Horizons của NASA, sau một thập kỷ đi tới thế giới băng giá của Pluto (sao Diêm vương), đã gửi về những bức ảnh đầu tiên chụp bề mặt xù xì khó tin của hành tinh lùn này. Ngày 1/1/2019, New Horizons thực hiện chuyến bay ngang xa nhất trong lịch sử khi nó chụp được thiên thể băng giá Arrokoth, một mảnh vật chất sót lại từ buổi sơ khai của hệ Mặt trời.


Ảnh Pluto (sao Diêm Vương), chụp bởi hệ thống LORRI trên tàu thăm dò New Horizons của NASA, ngày 13/7/2015, khi tàu thăm dò ở cách bề mặt Pluto 768.000 km. Đây là bức ảnh cuối cùng và chi tiết nhất được gửi về Trái đất trước khi tàu thăm dò tới gần Pluto nhất vào ngày 14/7.

Gần Trái đất hơn một chút, năm 2011, tàu Dawn của NASA tới được Vesta, thiên thể lớn thứ hai trong vành đai tiểu hành tinh. Sau khi vẽ bản đồ khu vực đó, Dawn bay vào quỹ đạo quanh hành tinh lùn Ceres, vật thể lớn nhất của vành đai tiểu hành tinh, và trở thành tàu vũ trụ đầu tiên bay quanh một hành tinh lùn, cũng là tàu vũ trụ đầu tiên bay quanh hai thiên thể khác nhau. Gần cuối thập kỷ, tàu OSIRIS-REx của NASA và tàu Hayabusa2 của JAXA (Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản) tới các tiểu hành tinh Bennu và Ryugu để lấy mẫu mang về Trái đất.

Ngăn chặn dịch bệnh

Trước nguy cơ bùng phát bệnh Ebola ở Tây Phi trong khoảng thời gian 2014-2016, các cơ quan y tế và công ty dược Merck đẩy mạnh nghiên cứu rVSV-ZEBOV, vaccine thử nghiệm phòng Ebola. Sau thử nghiệm thực tế thành công năm 2015, cơ quan chức năng châu Âu phê duyệt vaccine này vào năm 2019, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong cuộc chiến chống lại căn bệnh chết người. Một số nghiên cứu mang tính cột mốc cũng mở ra những hướng mới để ngăn chặn sự lây lan của HIV. Một thử nghiệm năm 2011 cho thấy việc uống phòng ngừa thuốc kháng retrovirus giúp giảm mạnh sự lây lan của HIV giữa các cặp khác giới, và kết luận tương tự cũng được khẳng định trong các nghiên cứu tiếp theo đối với các cặp đồng giới.

Thử thách giới hạn của sinh sản


Một nghiên cứu năm 2018 sử dụng kỹ thuật chỉnh sửa gene để tạo ra một con chuột con có hai mẹ. Khi trưởng thành, con chuột con sinh sản được bình thường.

Năm 2016, các bác sỹ tuyên bố sự ra đời của một “em bé có ba cha mẹ”, được tạo ra từ tinh trùng của người cha, nhân tế bào của người mẹ, và trứng đã bỏ nhân của một người hiến tặng. Liệu pháp này, nhằm giải quyết một rối loạn trong ty thể của người mẹ hiện vẫn gây tranh cãi về mặt đạo đức. Một nghiên cứu năm 2018 tạo ra được các tế bào tiền thân [precursor] của tinh trùng hoặc trứng người bằng cách biến đổi các tế bào da và tế bào máu. Một nghiên cứu khác cho phép hai con chuột cái sinh được con. Cũng năm 2018, các nhà khoa học Trung Quốc công bố nhân bản vô tính thành công hai con khỉ macaque, những động vật linh trưởng đầu tiên được nhân bản vô tính giống như cừu Dolly. Dù họ khẳng định kỹ thuật đó sẽ không được dùng trên con người, rất có thể chúng có thể được thực hiện thành công với các động vật linh trưởng khác, trong đó có loài chúng ta.

Truy lùng boson Higgs


Minh họa sự hình thành boson Higgs từ va chạm của các proton.

Vì đâu mà vật chất có khối lượng? Trong những năm 1960 và 1970, các nhà vật lý học Peter Higgs và François Englert đề xuất một lời giải dưới dạng một trường năng lượng mới, ngày nay mang tên trường Higgs, có mặt ở khắp nơi trong vũ trụ. Trường lý thuyết này đi kèm với loại hạt cơ bản của nó, boson Higgs. Tháng 7 năm 2012, cuộc tìm kiếm kéo dài hàng thập kỷ đi đến hồi kết khi hai nhóm nghiên cứu tại trung tâm Máy gia tốc hạt lớn (LHC) của CERN (Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu) tuyên bố tìm ra boson Higgs. Phát hiện này cung cấp mảnh ghép cuối cùng của Mô hình Chuẩn, lý thuyết cực kỳ thành công – dù chưa hoàn chỉnh – mô tả được ba trong bốn lực cơ bản của vật lý và tất cả các hạt cơ bản đã biết.

Viết lại sách giáo khoa cổ sinh vật học

Tri thức của chúng ta về thời tiền sử đã bùng nổ trong thập kỷ vừa rồi, khi các nhà khoa học phát hiện ra những hóa thạch mới trong khi tìm cách mở rộng bộ công cụ phân tích. Năm 2010, các nhà nghiên cứu do Hội Địa lý Mỹ (National Geographic Society) tài trợ công bố bản phục dựng màu toàn thân đầu tiên của một con khủng long, dựa trên các sắc tố hóa thạch được tìm thấy. Bảng màu ngày càng phong phú hơn, khi các nhà cổ sinh vật học tìm ra khủng long biết ngụy trang, lông vũ có màu từ đen đến xanh nước biển đến ngũ sắc óng ánh, và bộ da màu đỏ của một trong những hóa thạch khủng long bọc giáp tốt nhất được tìm thấy. Và trong một nghiên cứu hóa học đáng chú ý năm 2018, các nhà khoa học phân tích các phân tử chất béo hóa thạch và chứng minh rằng Dickinsonia, một loài sinh vật nguyên thủy sống cách đây 540 triệu năm, là một loài động vật.
Năm 2014, các nhà cổ sinh vật học công bố một hóa thạch mới của loài khủng long săn mồi Spinosaurus, hóa thạch này gợi ý rằng nó sống một phần ở dưới nước – loài khủng long đầu tiên như thế được biết đến. Một năm sau, một nhóm nghiên cứu ở Trung Quốc công bố hóa thạch của Yi qi, một loài khủng long có lông vũ và có cánh màng giống như cánh dơi. Cũng trong thập kỷ vừa qua, hổ phách 99 triệu năm tuổi ở Myanmar thu hút được nhiều sự quan tâm. Các nhà khoa học tìm thấy trong đó một cái đuôi khủng long có lông vũ, một con chim non nguyên thủy và đủ các động vật không xương sống bị nhốt lại trong nhựa cây hóa thạch.

Tìm kiếm các thành tố của sự sống ở những thế giới khác

Trong mười năm qua, các dự án vũ trụ đã cho chúng ta một cái nhìn sâu sắc hơn về các phân tử hữu cơ [chứa carbon], thành phần thiết yếu của sự sống [mà chúng ta biết], ở các thế giới khác. Tàu vũ trụ Rosetta của Cơ quan Vũ trụ châu Âu bay quanh và hạ cánh xuống sao chổi 67P/Churyumov–Gerasimenko. Những dữ liệu nó thu thập được từ năm 2014 đến năm 2016 cho chúng ta một cái nhìn rất kỹ vào những vật chất nguyên sơ có thể đã đến Trái đất nhờ những vụ va chạm xa xưa. Năm 2017, trước khi ngừng hoạt động, tàu Cassini của NASA xác nhận rằng chùm hơi của Mặt trăng Enceladus của sao Thổ chứa các phân tử hữu cơ lớn, một bằng chứng cho thấy nó có điều kiện để có sự sống. Năm 2018, NASA tuyên bố tàu tự hành Curiosity tìm thấy các hợp chất hữu cơ trên Sao Hỏa, cũng như một chu kỳ theo mùa kỳ lạ của lượng mê-tan trong khí quyển của hành tinh đỏ.

Cảnh báo ngày càng khẩn cấp về khí hậu

Trong thập kỷ vừa qua, lượng CO2 trong khí quyển đạt tới những mức cao chưa từng thấy trong kỷ nguyên hiện đại, kèm theo đó là những nhiệt độ cao kỷ lục. Ngày 9/5/2013, lượng CO2 đạt mức 400 phần triệu (tính theo mol) lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, và từ năm 2016 thì liên tục ở trên ngưỡng này. Hệ quả là thế giới trải qua một thời kỳ liên tục ấm lên: các năm 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 là 5 năm nóng nhất kể từ năm 1880. Từ năm 2014, đại dương ấm lên gây ra hiện tượng bạc màu san hô trên toàn cầu. Các rặng san hô trên khắp thế giới chết dần, trong đó có cả một phần của hệ thống san hô Great Barrier Reef lớn nhất thế giới. Năm 2019, Australia tuyên bố loài chuột melomys rubicola, sống trên đảo Bramble Cay, tuyệt chủng do mực nước biển dâng. Đây là loài động vật có vú đầu tiên tuyệt chủng do biến đổi khí hậu trong kỷ nguyên hiện đại.
Trong một loạt các báo cáo quan trọng, các nhà khoa học trên thế giới ra sức kêu gọi quan tâm đến sự biến đổi khí hậu của Trái Đất, những nguy cơ nó mang đến, và yêu cầu đối phó với nó. Năm 2014, Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) đưa ra bản đánh giá thứ năm về thực trạng và hậu quả của biến đổi khí hậu, và một năm sau, các quốc gia trên thế giới thương lượng Thỏa thuận Paris, thỏa thuận toàn cầu về khí hậu với mục tiêu khống chế sự ấm lên của Trái đất trong ngưỡng 20C – ngưỡng được các nhà khoa học và giới lãnh đạo coi là nguy hiểm. Tháng 10 năm 2018, IPCC công bố một báo cáo ảm đạm khác nhấn mạnh những hậu quả khổng lồ của việc Trái đất ấm lên dù chỉ 1,50C ở năm 2100 – mức có lẽ là tối thiểu mà chúng ta phải đối diện. Trước những thách thức khổng lồ đó, những cuộc biểu tình lớn kỷ lục về biến đổi khí hậu đã diễn ra khắp thế giới, trong đó nhiều cuộc do các nhà hoạt động trẻ dẫn đầu. □ (Còn tiếp)

Nguyễn Hoàng Thạch dịch
Nguồn: National Geographic, 5/12/2019