Sóng hấp dẫn, hố đen và những bước tiến khoa học 10 năm qua

LIGO công bố sóng hấp dẫn lần đầu vào năm 2016 – Ảnh: LIGO

 

Lần đầu “thấy” sóng hấp dẫn

Cách đây hơn 100 năm, nhà vật lý học Albert Einstein lần đầu công bố Thuyết tương đối rộng, trong đó đưa ra ý tưởng lực hấp dẫn chỉ đơn giản là những đường cong trên bề mặt không – thời gian. Chính vật chất đã bẻ cong không gian; mật độ càng lớn, độ cong càng tăng. 

Đến năm 2016, Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (LIGO) tại Mỹ chính thức công bố công trình đo được tín hiệu của sóng hấp dẫn gây ra bởi 2 hố đen vũ trụ, cách chúng ta… 1,3 tỉ năm ánh sáng, qua đó làm rõ những tiên đoán trước đây của Einstein.

Khi đó, việc phát hiện ra sóng hấp dẫn cũng đã khẳng định sự tồn tại của vật thể bí ẩn: hố đen. Theo lý thuyết, ở trung tâm các thiên hà luôn tồn tại những lỗ đen siêu khổng lồ với trọng lượng lớn gấp Mặt trời hàng triệu, thậm chí hàng tỉ lần.

Cũng nhờ phát hiện về sóng hấp dẫn, ba nhà khoa học Rainer Weiss, Barry Barish và Kip Thorne đã giành giải Nobel vật lý năm 2017. Giới khoa học quốc tế cho rằng phát hiện mang tính cột mốc này sẽ mở ra cửa sổ mới để quan sát vũ trụ.

Thêm hàng ngàn tiểu hành tinh

Kính thiên văn Kepler của NASA và “chiến công” phát hiện hàng ngàn tiểu hành tinh – Ảnh: NASA

 

Những dự án quan sát vũ trụ của các cơ quan trên khắp thế giới, trong đó dẫn đầu là NASA, đã giúp thế giới ghi nhận thêm hàng ngàn tiểu hành tinh trên bầu trời.

Kính thiên văn Kepler là một trong những sứ mệnh đặc biệt của NASA hoạt động gần như trọn vẹn trong thập niên 2010. Sau 9 năm rưỡi hoạt động, kính thiên văn Kepler đã chấm dứt sứ mệnh vào cuối tháng 10-2018, chuyển động qua 151 triệu km, quan sát được 530.506 ngôi sao, xác định được 2.662 tiểu hành tinh, ghi nhận được 61 siêu tân tinh, gửi về Trái đất 678GB dữ liệu, hỗ trợ xuất bản 2.946 bài báo quốc tế.

Nhiều phát hiện khác về các hành tinh, các thiên hà có dấu hiệu của nước và sự sống cũng đã được chú trọng trong 10 năm qua.

Năm 2017, các nhà khoa học NASA công bố phát hiện gây chấn động về 7 hành tinh giống Trái đất có quỹ đạo quay xung quanh một ngôi sao nhỏ trong dải ngân hà của chúng ta.

Các hành tinh này thuộc hệ Trappist-1, cách Trái đất 39 năm ánh sáng, là hệ có số hành tinh có kích thước tương đương Trái đất quay quanh một ngôi sao nhiều nhất được biết tính tới nay. Trappist-1 cũng thuộc vùng “ôn hòa”, có thể tiềm ẩn sự sống.

Hiểu rõ hơn về nơi ở của chúng ta

Vũ trụ không phẳng mà có những đoạn “phồng” là một trong những phát hiện đáng chú ý trong thập niên 2010 – Ảnh: ESA

 

Tạp chí National Geographic nhận xét 2010 là thập niên con người hiểu rõ hơn rất nhiều về nơi mình đang sống.

Chẳng hạn năm 2013, sứ mệnh Gaia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã ghi lại các thông số, khoảng cách của hơn 1 tỉ ngôi sao trên thiên hà Milky Way, nhờ đó các nhà khoa học lần đầu dựng được những thước phim 3D về thiên hà của chúng ta.

Năm 2018, dựa trên dữ liệu do vệ tinh Planck của ESA, các nhà thiên văn học đã lập luận rằng có trường hợp vũ trụ thực sự bị cong và khép kín, giống như một quả cầu đang phồng lên. 

Đây là phát hiện mới khi nhiều năm trước đó, đa số vẫn tin rằng vũ trụ ở dạng phẳng. Điều này đồng nghĩa với việc khi bắn một chùm photon ra ngoài không gian, chùm tia sẽ tiếp tục đi theo đường thẳng và vô tận.

Hình ảnh đầu tiên của hố đen được ghi nhận – Ảnh: UCL

 

Tháng 4-2019, một sự kiện chấn động đã diễn ra. Phòng thí nghiệm khoa học vũ trụ UCL Mullard (Mỹ) lần đầu chụp được ảnh phần hố đen có đường kính khoảng 40 tỉ km, khối lượng ước tính lớn hơn Mặt trời 6,5 tỉ lần và nằm cách hành tinh của chúng ta nhiều nghìn tỉ km. 

Các nhà khoa học còn cho biết những gì họ phát hiện được đều trùng khớp với thuyết tương đối rộng của Einstein.

“Đánh bại” bệnh tật

Vắc-xin Ebola ra đời giúp ích cho việc kiểm soát đại dịch – Ảnh: GETTY IMAGES

 

Vào những năm 2014-2016, dịch Ebola xuất phát ở Tây Phi, các quan chức và tổ chức tư nhân nhanh chóng tìm kiếm một loại văcxin phòng ngừa căn bệnh này.

Mọi thứ diễn ra nhanh chóng khi ngay trong năm 2015, văcxin được đưa vào thử nghiệm diện rộng. Đến năm 2019, các quan chức châu Âu đã chấp nhận sử dụng loại văcxin này trong việc đối phó với dịch bệnh chết người. 

Đây là một cột mốc lớn trong ngành khoa học sức khỏe thế giới khi chỉ trong một thời gian ngắn đã có thể “đánh bại” được một đại dịch hoàn toàn mới.

Cũng trong thập niên 2010, nhiều nỗ lực của loài người tiếp tục được thực hiện nhằm chống lại căn bệnh thế kỷ HIV/AIDS. Năm 2011, các nhà khoa học cho rằng thuốc ARV có thể giúp hạn chế lây nhiễm HIV trong những người dị tính hay đồng tính.

Tương tự, nhiều nỗ lực trong việc phát hiện sớm và điều trị ung thư đã được đưa ra, trong đó nổi lên những hi vọng thông qua kỹ thuật tế bào gốc.

Những ca di truyền phức tạp

Ca sinh nhờ vào 3 “bố mẹ” đầu tiên trên thế giới – Ảnh: New Scientist

 

Thập niên 2010, thế giới cũng chứng kiến những “bước tiến” trong ngành khoa học di truyền.

Năm 2016, đứa trẻ đầu tiên trên thế giới thụ tinh qua công nghệ sinh sản nhờ vào 3 “bố mẹ” đã chào đời khỏe mạnh tại Mexico. Giống mọi người, trong cơ thể của đứa trẻ này mang ADN có chứa gen của cả bố lẫn mẹ, nhưng bên cạnh đó còn xuất hiện một mẫu gen của người hiến tặng.

Nhiều nghiên cứu thành công trong việc tạo nên các tế bào tinh trùng hay trứng từ tế bào máu hay da, như các kết quả từ Viện điều trị vô sinh Valencia (Tây Ban Nha), hay Đại học Stanford (Mỹ)… từ đó mang lại hi vọng cho hàng triệu cặp vợ chồng vô sinh trên thế giới.

Năm 2018, Trung Quốc gây chấn động khi lần đầu nhân bản thành công hai chú khỉ bằng cách sử dụng kỹ thuật như nhân bản cừu Dolly. 

Cụ thể, các nhà nghiên cứu lấy nhân ở tế bào trứng của một khỉ mẹ và thay thế bằng nhân từ tế bào sinh dưỡng của khỉ mẹ khác. Trứng sau khi tái tạo được cấy vào vật mang thai hộ và phát triển thành bản sao của khỉ hiến nhân tế bào thay thế.