Những phát hiện khoa học tiêu biểu năm 2009 (15/12/2009)

Công trình toán học “Bổ đề cơ bản” của Tiến sĩ Ngô Bảo Châu

Công trình toán học Bổ đề cơ bản Chương trình Langlands (gọi tắt là Bổ đề cơ bản) của Giáo sư, Tiến sỹ khoa học Ngô Bảo Châu vừa được Tạp chí Time của Mỹ bình chọn là 1 trong 10 phát minh tiêu biểu của khoa học Thế giới năm 2009. Time đã xếp công trình chứng minh Bổ đề cơ bản bên cạnh một loạt các phát minh khoa học tiêu biểu có tầm vóc quốc tế và có ảnh hưởng tới lịch sử phát triển của nhân loại.

Trong cuộc phỏng vấn với BBC ngày 13/12, Ngô Bảo Châu cho biết anh rất bất ngờ trước tin này: “Tôi hơi bất ngờ vì tuy công trình của tôi có một tầm quan trọng nhất định, nó hướng tới giới hàn lâm nhiều hơn là tới đại chúng. Theo tôi hiểu, Tạp chí Time đã tham khảo ý kiến một số chuyên gia các ngành khác nhau về đâu là những bài toán, công trình khoa học nổi bật của năm, và một số người đã đưa công trình của tôi cho Time để họ biết”.

Chương trình Langlands là một chương trình toán học đồ sộ nhằm thống nhất hình học và số học. Bổ đề cơ bản, cơ sở cho việc xây dựng một lý thuyết toán học theo chương trình Langlands, đã tồn tại hơn 30 năm mà không có ai chứng minh được.

**Phát hiện bước ngoặt về tổ tiên loài người **

Trước đây, giới khoa học vẫn xem Lucy, tên của một nữ hầu nhân thuộc loài Australopithecus, là tổ tiên xa xăm nhất của nhân loại, sống cách đây khoảng 3,4 triệu năm. Nhưng Ardi, tên của hầu nhân cao 4 feet (1,2m), nặng 110 kg sống ở Ethiopia, Châu Phi, còn cổ xưa hơn, đến 4,4 triệu năm. Khám phá được công bố hồi tháng 4 này làm đảo lộn quan niệm của khoa học về sự tiến hóa của con người.

Theo Tim White, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu về Sự tiến hóa của Loài người tại California, có thể con người và hắc tinh tinh đã có tổ tiên chung như thế sống cách đây 6 hay 7 triệu năm. Ardi không có những nét chung của loài linh trưởng châu Phi hiện nay, điều này chứng tỏ các loài linh trưởng đã tiến hóa khá nhiều từ khi tách ra khỏi nhánh cây tổ tiên chung với con người.

David Pilbeam, nhà cổ sinh vật của Nhà Bảo Tàng Peabody Museum của Havard nói: “Đây là một trong những phát hiện quan trọng nhất của sự tiến hóa của con người. Hoá thạch khá toàn vẹn, cho thấy đây là tổ tiên của giòng Homo có chứa con người sau này”.

Hóa thạch 47 triệu năm, “mắt xích còn thiếu” trong chuỗi tiến hóa của con người

Ngày 19/5, các nhà khoa học ở New York đã trình bày mẫu hóa thạch 47 triệu năm tuổi của một sinh vật được xem là tổ tiên chung của con người và các loài linh trưởng khác.

“Nhân vật” này có tên là Darwinius masillae, biệt danh Ida, được bảo quản hóa thạch rất tốt, chỉ thiếu một phần nhỏ chân, tức chỉ khoảng 5% của toàn bộ xương hóa thạch.

Ngay lập tức, các hãng thông tin lớn như BBC, History Chanel và nhiều đài khác đã đi chương trình tường thuật sự kiện này và báo khoa học *PloS ONE *trình bày chi tiết.

Giáo sư Jorn Hurum người Na Uy đảm nhiệm nghiên cứu 2 năm trên xương hóa tạch Ida, vốn được khám phá đầu tiên vào năm 1983 nhưng lúc đó những người sưu tập không hiểu được giá trị lớn lao của hóa thạch Ida.

Ida được khám phá ở Đức, trong một vùng gọi là Messel Pit, nơi nổi tiếng có nhiều hóa thạch từ thời Eocene Epoch. Trong dạ dầy của nó chỉ toàn là lá cây, rễ và trái cây. Dù Ida có 1 cái đuôi dài, nó có nhiều đặc điểm của con người, kể cả ngón cái nằm đối diện với 4 ngón còn lại, tay, chân ngắn và hốc mắt nhìn thẳng ra.

David Attenborough, nhà sinh học nổi tiếng người Anh, nói “sinh vật bé nhỏ này sẽ chỉ cho chúng ta thấy sự liên lạc giữa con người và loài động vật hữu nhũ ra sao. ‘Mắc xích' còn thiếu trước kia có thể nay đã được tìm thấy”.

**Đột phá mới về chi phí phân tích bộ gien người **

Thay vì hàng tỷ USD cùng một đội quân lớn các nhà khoa học như trước đây, giờ việc phân tích bộ gien người chỉ cần 3 người với chi phí khoảng 50.000 USD, tương đương giá một chiếc ô tô hiệu BMW hạng trung. Bước đột phá ngoạn mục về chi phí nghiên cứu này của các nhà khoa học Mỹ được công bố hồi tháng 8.

Chủ nhiệm công trình nghiên cứu, Giáo sư Stephen Quake thuộc Đại học Tổng hợp Stanford (Mỹ), cho biết ông cùng các đồng nghiệp đã sắp xếp hơn ba tỷ cặp phân tử ADN của người thành hàng triệu chuỗi ADN và đã hoàn tất 95% công đoạn phân tích bộ gien này, tương tự các nghiên cứu phân tích bộ gien người trước đó.

Phân tích đầu tiên về bộ gien người được bắt đầu từ cuối thế kỷ 20 và được hoàn tất vào năm 2003, trở thành một trong những thành tựu khoa học lớn của nhân loại. Kể từ đó, các nghiên cứu phân tích khác về bộ gien người ngày càng rẻ và nhanh hơn. Mặc dù cho đến nay giới khoa học mới chỉ phân tích được hơn một chục bộ gien người, nhưng các nhà nghiên cứu dự đoán công việc này trong vài năm tới sẽ diễn ra thường xuyên hơn và với chi phí thấp hơn mười lần so với hiện nay.

Vòng tròn cực lớn mới xung quanh Sao Thổ

Tháng 8, các nhà khoa học của cơ quan NASA đã phát hiện một vòng cực lớn, nhưng gần như vô hình, xung quanh Sao Thổ. Cái vòng lớn đến nỗi nó có thể chứa tới 1 tỉ "quả" Trái Đất.

Quỹ đạo của cái vòng nghiêng 27 độ so với cái vòng chính của Sao Thổ. Nó có chiều rộng khoảng 12 triệu km. Đường kính của cái vòng ngang bằng với 300 Sao Thổ xếp cạnh nhau và toàn thể thể tích của nó có thể chứa 1 tỉ Trái Đất.

Anne Verbiscer, nhà thiên văn của Đại học Virginia (Mỹ), nhận xét: “Đây quả là một ‘siêu vòng' với kích thước quá lớn”. Bà Verbisner là người cùng với 2 đồng nghiệp đã khám phá ra cái siêu vòng này của Thổ Tinh.

Vấn đề ở đây là tại sao mãi đến bây giờ giới khoa học

Cái vòng được cấu thành do nước đá và bụi và lỏng lẻo đến mức là nếu bạn đứng ngay trong cái vòng này, bạn sẽ không nhận ra nó

Vì Sao Thổ không nhận nhiều ánh sáng Mặt Trời nên các vòng xung quanh nó không phản chiếu ánh sáng. Chỉ có lớp bụi của cái vòng (rất lạnh, khoảng âm 316 độ F) là phản chiếu với sự tỏa nhiệt và kính thiên văn vũ trụ Spitzer của NASA là nhận ra được điều này và chụp được ảnh của cái vòng.

**Phát hiện thêm 32 hành tinh mới nằm ngoài Hệ Mặt Trời **

Tháng 10, các nhà thiên văn học thế giới tuyên bố phát hiện thêm 32 hành tinh mới ngoài Hệ Mặt Trời, đưa số hành tinh thuộc dạng này được phát hiện cho đến nay lên hơn 400, củng cố thêm giả thuyết cho rằng trong vũ trụ còn nhiều hành tinh có sự sống phát triển như Trái Đất.

Các hành tinh mới này được phát hiện nhờ máy quang phổ HARPS đặt trên kính thiên văn ở La Silla, Chile. Sáu trong số các hành tinh mới phát hiện ngoài Hệ Mặt Trời có kích thước lớn gấp nhiều lần Trái Đất, tăng số hành tinh "siêu Trái Đất" lên 30%. Hầu hết số hành tinh này có kích thước lớn hơn hoặc bằng sao Mộc. Hai hành tinh mới phát hiện khác có kích thước nhỏ hơn Trái Đất 5 lần và một hành tinh lớn gấp 5 lần sao Mộc.

Có nước trên Mặt Trăng

Cơ quan không gian Mỹ NASA tháng 11 cho biết các kết quả sơ khởi của một cuộc thử nghiệm tháng trước cho thấy có nước trên Mặt Trăng. Các khoa học gia NASA cho biết các cuộc dò tìm cho thấy nhiều dữ kiện có ý nghĩa về nước cũng như các chất khác ẩn giấu trong khu vực thường xuyên nằm trong bóng tối của Mặt Trăng.

Vào ngày 9/10, NASA đã phóng một phi đạn rỗng vào một cái hố nằm tại cực Nam Mặt Trăng, và ít phút sau đã phóng Vệ tinh Quan sát LCROSS để chụp hình sự kiện này và tác động tiếp theo của nó. Các khoa học gia cho biết chất liệu tìm được cho thấy chứng cớ rõ rệt là có nước trên Mặt Trăng, có thể là trên diện rộng hơn và có số lượng lớn hơn nhiều so với điều nghi ngờ trước đây.

Các khoa học gia đã nói về việc có nước trên Mặt Trăng sau khi quan sát thấy những lượng lớn hydrogen tại hai phần cực của nguyệt cầu. Các giới chức NASA nói rằng tìm thấy nước trên Mặt Trăng có thể gây thuận tiện cho việc lập các căn cứ trên đó cho các phi hành gia.

Một hành tinh ngoài thái dương hệ có thể có cả đại dương và sự sống

Ngày 21/4, các nhà khoa học loan báo tìm được 2 hành tinh rất đáng chú ý có tên là Gliese 581 e và Gliese 581 d, vì kích thước và vị trí của chúng dấy lên nhiều hy vọng.

Michel Mayor, nhà vật lý vũ trụ thuộc Đại học Geneva của Thụy Sĩ, nói: “Khi chúng ta tìm được một hành tinh có đá giống như Trái Đất nằm trong vùng ‘có thể dung chứa đời sống' thì xem như cuộc tìm kiếm đã thành công”.

Hành tinh Gliese 581 e chỉ bằng 9/10 kích thước Trái Đất. Trước đây, các hành tinh tìm được nằm ngoài Thái Dương Hệ có kích thước rất to, gấp 1.000 lần Trái Đất, nhưng vì nó nằm gần sát một ngôi sao nên nó khó lòng có được đời sống nào do nhiệt độ quá nóng. Nó nằm cách Trái Đất khoảng 20,5 năm ánh sáng.

Giáo sư Mayor cho là việc khám phá ra hành tinh này là “một tiến bộ đáng kể trong việc truy tìm các hành tinh giống Trái Đất”. Còn hành tinh Gliese 581 d có quỹ đạo nằm trong vùng “có thể dung chứa sự sống”, nghĩa là xung quanh một ngôi sao giống như Mặt Trời, có thể có nước.

Núi lửa Indonesia cách đây 73.000 năm suýt nữa đã hủy diệt nhân loại?

Có khi không cần một thiên thạch khổng lồ -giống như cái đã va vào Trái Đất cách đây 65 triệu năm từng xóa sạch các loài khủng long. Chính một biến cố lớn của Trái Đất đã đưa tới tình trạng này. Một vụ núi lửa phun trào kinh khủng đã “dọn dẹp sạch sẽ” rừng cây và các thảo mộc cùng muôn thú đã làm nhân loại lúc đó suýt nữa thì bị diệt vong - đó là kết quả một nghiên cứu khoa học được công bố hồi tháng 8 mới đây.

Vụ này được gọi là “phun lửa hỏa sơn” Toba của đảo Sumatra cách dây 73.000 năm, tuôn vào bầu khí quyển khoảng 800 km3 tro bụi, làm bầu trời tối sầm lại và “khóa” ánh sáng Mặt trời trong vòng 6 năm. Sau đó, nhiệt độ trung bình trên mặt Trái Đất giảm tới 16 độ C và cuộc sống của Trái Đất bị nhấn chìm vào một thời kỳ băng hà kéo dài khoảng 1.800 năm.

Các nhà khoa học còn cho rằng hiện nay, một mối nguy cơ tiềm ẩn lớn lao cho nhân loại lại nằm ngay trong lòng nước Mỹ. Tại Công viên Quốc gia Yellowstone, các nhà núi lửa học nhận thấy có hoạt động dung nham âm ỉ ngày càng lộ rõ bên dưới một “hõm chảo”. Một số nhà núi lửa cho là đây là “một siêu núi lửa lớn nhất trong thời hiện đại” có thể sẽ phun lửa bất ngờ. Tuy hoạt động này chưa rõ sẽ xảy ra khi nào, có thể trong tương lai xa, nhưng một vụ phún lửa của Yellowstone sẽ kinh hồn đến nỗi nó sẽ mang tro bụi phủ lên phân nữa diện tích nước Mỹ một lớp dày đến trên 1 mét!

Tên lửa Ares, thành tựu khoa học nổi bật nhất của năm 2009

Ngày 28/10, tên lửa Ares I của Mỹ cất cánh. Nó được miêu tả giống như “cây viết chì màu bạc lấp lánh” lao vút vào không trung, mở đường cho kỷ nguyên mới của nhân loại, kỷ nguyên bay tới Hỏa Tinh và xa hơn thế nữa.

Ares I khá mảnh khảnh cao tới 327 feet (98m) và cao hơn Nữ Thần Tự Do ở New York nhiều (240 feet). Đây là hỏa tiễn lớn nhất của Mỹ, chỉ sau đàn anh khổng lồ Saturn V, cao tới 363 feet (111 mét) của đầu thập niên 1970.

Nhưng theo các nhà khoa học Mỹ, Ares I chắc chắn có nhiều điểm khác với Saturn. Nó được làm sợi tổng hợp nhẹ và chắc chắn hơn, máy móc tinh xảo hơn và giàn máy điện toán là của thế kỷ 21. Năm 2015, Ares I sẽ mang một phi thuyền tương tự như Apollo với 4 phi hành gia bay vào vũ trụ.

Cùng lúc, NASA cho xây dựng một hỏa tiễn lớn nhất mọi thời đại là hỏa tiễn Brobdingnagian Ares V, cao tới 380 feet (116 mét), nhằm mang một xe đổ bộ Mặt Trăng lớn và nặng nề lên Mặt Trăng. Ngoài ra, một thế hệ Ares khác nữa gọi là “Ares Lite”, có khả năng vận chuyển cùng lúc các phi hành gia và dụng cụ nặng bay lên vũ trụ.

Quỳnh Anh (TH)