10 câu chuyện khoa học nổi bật của thế giới

Năm nay, việc nghiên cứu vũ trụ của các nước châu Á có bước nhảy vọt. Cơ quan Nghiên cứu vũ trụ Ấn Độ ISRO đưa được tàu thăm dò lên quỹ đạo sao Hỏa, do đó Ấn Độ trở thành nước đầu tiên thành công ngay trong lần đầu thăm dò sao Hỏa. Nhật phóng tàu thăm dò Hayabusa-2; đây là chuyến bay thứ hai của Nhật thực thi dùng robot lấy mẫu đất đá từ một tiểu hành tinh đem về. Cho dù xe robot “Thỏ Ngọc” (Yutu) của Trung Quốc đổ bộ lên Mặt trăng đã ngừng thu thập dữ liệu về bề mặt Mặt trăng, nhưng các nhà khoa học ở Trung tâm chỉ huy chuyến bay đã khởi động dự án thăm dò Mặt trăng tiếp theo bằng cách phóng một thiết bị thăm dò lên quỹ đạo Mặt trăng rồi trở về Trái đất.

Nhưng năm nay không phải là năm tốt lành đối với các chuyến bay vũ trụ có tính thương mại. Tàu SpaceShipTwo dùng cho du lịch vũ trụ của Công ty Virgin Galactic đã phát nổ trong một chuyến bay thử nghiệm tại California, làm chết một trong số các phi công. Ba ngày trước khi xảy ra sự cố đó, bệ phóng tên lửa ở Virginia bị nổ phá hỏng một tên lửa tư nhân không chở người; đây là tên lửa dự định dùng để chở đồ tiếp tế lên Trạm ISS. Tai nạn này phá hỏng nhiều nghiên cứu thí nghiệm liên quan tới ISS trong khi các nhà quản lý ISS đang cố tăng thành quả nghiên cứu khoa học của họ. Các vấn đề trên trạm ISS cũng làm trì hoãn việc bố trí một loạt vệ tinh quan sát Trái đất có biệt danh Dove (Chim bồ câu); đây là một phần của dự án sử dụng các vệ tinh nhỏ xíu “CubeSats” (Vệ tinh hình hộp) để thu thập dữ liệu vũ trụ. 

Trên một quy mô lớn hơn, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã phóng thành công vệ tinh quan sát Trái đất đầu tiên trong series vệ tinh “Lính gác Trái đất” (Sentinel Earth-observing) được mong đợi từ lâu. 

2. Sao Hỏa gọi điện về

Sau chuyến bay kéo dài 10 năm, tháng Tám năm nay tàu vũ trụ Rosetta của ESA đến được sao chổi 67P/Churyumov–Gerasimenko và đi vào quỹ đạo của sao chổi này. Ba tháng sau, Rosetta thả thiết bị thăm dò Philae xuống bề mặt sao chổi 67P - đây là sự kiện hạ cánh lần đầu chưa bao giờ có lên một sao chổi. Philae đã cố gắng chuyển về Trái đất các dữ liệu khoa học trong 64 tiếng đồng hồ trước khi nguồn điện của nó cạn kiệt, vì nó hạ cánh xuống một địa điểm đất đá gập ghềnh trong bóng râm. Đồng thời cả một hạm đội tàu thăm dò sao Hỏa - các tàu thăm dò của Ấn Độ, Mỹ và châu Âu, đã bay sát qua sao chổi Siding Spring trong một tình huống ngoài dự kiến. Tháng Mười, sao chổi này bay lướt qua sao Hỏa ở cự ly 139.500 km - tức khoảng 1/3 cự ly Trái đất - Mặt trăng. Các thiết bị của NASA hạ cánh xuống sao Hỏa vẫn tiếp tục từ từ bò đi trên bề mặt thiên thể này: cuối cùng, xe-robot Curiosity bò đến mỏm núi mà nó từng nhắm tới sau khi hạ cánh năm 2012. Còn xe-robot Opportunity thì đã đi được 40 km trên sao Hỏa, phá kỷ lục đi trên thiên thể ngoài Trái đất của xe Mặt trăng Lunar-2 của Liên Xô.

Việc nghiên cứu các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt trời cũng có bước tiến lớn. Tháng Hai năm nay, nhóm nghiên cứu kính viễn vọng Kepler (kính này hiện đã hết hạn sử dụng) tuyên bố đã tìm thấy dấu vết tồn tại của 715 hành tinh bên ngoài Hệ Mặt trời. Đây là con số xác nhận một lần lớn nhất chưa từng có trong lịch sử. Nhóm này còn phát hiện ra hành tinh đầu tiên có kích cỡ như Trái đất ở bên ngoài Hệ Mặt trời và nằm trong vùng định tinh thích hợp tồn tại của nó. Đây là một bước tiến gần tới người “Anh em sinh đôi của Trái đất” mà các nhà khoa học tìm kiếm lâu nay.  

3. Giải mã nguồn gốc loài người 

Nếu xét tới việc người Neanderthal đã chết gần 30.000 năm qua, thì năm nay họ trải qua một năm không bình thường. Do sự tạp giao xảy ra trong thời kỳ thượng cổ nên DNA của họ được bảo tồn trong gene của người không phải là người châu Phi. Năm nay, hai nhóm nhà khoa học đã tiến hành phân loại di tích của người Neanderthal. Sau khi phân tích gene của hai người Homosapiens cổ xưa nhất - những người từng sống ở miền Tây Nam Siberia 45.000 năm trước và ở miền Tây nước Nga hơn 36.000 năm trước, nhóm nghiên cứu đã hiểu biết thêm về mối quan hệ tính dục giữa người Homoneanderthalensis với loài người thượng cổ. DNA đã cho thấy sự tồn tại các nhóm người cho đến hiện nay còn chưa biết và cho thấy thời điểm chính xác hơn của sự kết hợp lẫn nhau giữa người Homosapiens với người Neanderthal - việc này có thể xảy ra tại vùng Trung Đông vào khoảng 50.000 đến 60.000 năm trước. Đồng thời kết quả dùng đồng vị carbon xác định niên đại của mấy chục di tích khảo cổ ở châu Âu cho thấy, thời gian loài người và người Neanderthal cùng tồn tại ở đây sớm hơn rất nhiều so với nhận định trước kia - tại một số nơi sớm chừng mấy chục nghìn năm. 

Bộ gene mới và cũ đã thể hiện niên đại xuất hiện nền văn minh nông nghiệp. Ngoài các tổ tiên cổ xưa hơn, DNA mang trong người châu Âu hiện đại còn thừa kế đặc điểm của những nông dân có nước da sáng, mắt nâu di cư từ vùng Trung Đông tới từ 7.000- 8.000 năm trước. Qua việc xác định trình tự bộ gene, các nhà khoa học cũng hiểu rõ hơn về những nông sản được nông dân thời đó thuần hóa như lúa mì và lúa mạch. Tháng Bảy năm nay, một nhóm nghiên cứu liên hợp đã báo cáo dự thảo bản đồ bộ gene lúa mì chứa 124.000 gene và 17 tỷ nucleotide. Một nhóm nhà khoa học khác đã công bố bộ gene của 3.000 loại lúa nước. Các nhóm gene trong tương lai có thể sớm đem lại những thông tin bổ sung. Trên cơ sở bốn loại nucleotide tồn tại trong tất cả các hình thức sự sống, các nhà khoa học ở California đã đưa hai loại nucleotide hóa chất vào trong gene của khuẩn Escherichia coli. Bước tiếp theo là sẽ sử dụng bộ trình tự gene mở rộng để chế tạo các loại protein mới. Năm nay, nhiễm sắc thể đầu tiên của nấm men đã được tạo ra trong một dự án tổng hợp gene nấm men hoàn chỉnh.

4. Ebola rung chuông báo động 

Nạn dịch Ebola tàn phá miền Tây châu Phi năm nay là nạn dịch lớn nhất kể từ khi virus Ebola được phát hiện vào năm 1976. Nạn dịch này thể hiện những thiếu sót lớn về khả năng đối phó với các bệnh truyền nhiễm mới bùng phát của toàn thế giới. Đến giữa tháng Mười đã có chừng 6.800 người chết tại Guinea, Liberia và Sierra Leone. Ca bệnh đầu tiên của nạn dịch này được cho là một em bé hai tuổi tại Guinea, đã chết đầu tháng 12/2013. Việc phân tích gene virus cho thấy loại virus này truyền nhiễm từ động vật sang con người. 

Trước đó, giới truyền thông tập trung chú ý vào các loại thuốc thử dùng, kể cả kháng thể cocktail ZMapp, nhưng các chuyên gia bệnh truyền nhiễm nhấn mạnh cần phải tăng cường công tác điều trị và sử dụng các biện pháp dịch tễ cơ bản như truy tìm những người từng tiếp xúc với bệnh nhân nhiễm Ebola. 

Thực tế cho thấy nỗi lo sợ nạn dịch sẽ lan sang các nước khác là không có cơ sở. Một số ít ca nhiễm bệnh xảy ra ở Mali, Nigeria, Senegal, Tây Ban Nha và Mỹ đã nhanh chóng được cô lập cách ly, tình trạng nạn dịch tiếp tục lan rộng đã được kiềm chế. Tháng 11 đem lại những tin tức phấn khởi: việc thử vaccine Ebola với nhóm những tình nguyện viên khỏe mạnh đầu tiên cho kết quả an toàn; vùng Tây châu Phi đầu năm 2015 sẽ bắt đầu triển khai thử nghiệm hiệu quả của loại vaccine này và các loại vaccine khác. Các loại thuốc cũng như các cách điều trị liên quan đến máu hoặc huyết thanh lấy từ những bệnh nhân Ebola sống sót cũng đang được thử nghiệm. Nhưng những câu hỏi lớn về đặc tính sinh học của loại virus này vẫn còn chờ giải đáp. 

5. Sự tai hại của bụi vũ trụ 

Trong tháng Ba năm nay, dự án kính thiên văn BICEP2 đã tỏ rõ sức mạnh nghiên cứu của nó khi các nhà thiên văn báo cáo về chứng cớ tồn tại sóng hấp dẫn đến từ vụ nổ Big Bang - xem ra điều đó có thể xác nhận sự giãn nở của vũ trụ, tức vũ trụ ban đầu đã nở ra theo cấp lũy thừa. Nhưng sau đó người ta nhanh chóng thấy tín hiệu mà kính thiên văn vô tuyến BICEP2 đặt ở Nam cực phát hiện được có thể là tín hiệu đã bị bụi vũ trụ bẻ cong - lý thuyết này nhận được sự ủng hộ từ kết quả quan trắc của vệ tinh Planck (thuộc ESA) công bố hồi tháng Chín.

Nhóm nghiên cứu BICEP2 và Planck đang có kế hoạch công bố sớm kết quả phân tích chung của hai nhóm nhằm đưa ra lời giải đáp cuối cùng đối với mối nghi hoặc về sóng hấp dẫn. Trung Quốc đề ra kế hoạch dùng máy gia tốc siêu lớn thực hiện sự va chạm electron-positron để nghiên cứu hạt Higgs và đang xem xét một mục tiêu hùng vĩ hơn: siêu máy gia tốc hạt proton-proton thế hệ mới. Graphene thể hiện một nhược điểm mới, các nhà khoa học phát hiện thấy vật liệu mỏng nhất và cứng nhất này có thể bị các proton xuyên qua. Nhưng điều đó lại gợi ý về các ứng dụng mới của pin nhiên liệu hydrogen hoặc một màng mỏng thu nhận hydrogen từ không khí.  

6. HIV hết hy vọng

Năm 2014 đầy những tin tức không tốt lành đối với các nhà nghiên cứu HIV. Năm 2013, các thầy thuốc nói rằng “em bé Mississippi” (Mississippi baby) - một trẻ sơ sinh nhiễm HIV ngay từ khi lọt lòng - đã được chữa khỏi bệnh nhờ sớm điều trị tích cực bằng các thuốc kháng virus. Nhưng tháng 7/2014, các nhà nghiên cứu tuyên bố khi xét nghiệm máu của em bé, giờ đã lên bốn, vẫn thấy có virus HIV. Ca Mississippi baby tương tự trường hợp của hai bệnh nhân được điều trị tại Boston, bang Massachusetts - trong vài năm sau khi cấy tủy sống, họ đã không còn virus; nhưng đến tháng 12/2013 có tin nói virus HIV lại xuất hiện ở hai người này. 

Tháng Bảy năm 2014, hội thảo quốc tế về AIDS tại Melbourne (Australia) rúng động bởi cái chết của sáu đại biểu dự hội thảo, trong đó có chuyên gia virus học nổi tiếng Joep Lange của Đại học Amsterdam. Chiếc máy bay MH17 của hãng Hàng không Malaysia chở họ đi dự hội thảo đã bị bắn rơi trên vùng trời Ukraine. 

Tuy vậy, lĩnh vực nghiên cứu HIV vẫn thu được một số kết quả phấn khởi, như sự ra đời liệu pháp biên tập DNA làm cho tế bào miễn dịch có khả năng chống virus HIV; việc phát hiện hai người Australia nhiễm HIV sau khi được điều trị bằng liệu pháp tế bào gốc chữa ung thư cho tới nay vẫn chưa thấy cơ thể họ có virus HIV.  

7. Bộ não được lợi

Sự phát triển chưa từng thấy của công nghệ nano và công nghệ máy tính đã thúc đẩy các dự án nghiên cứu đầy tham vọng tìm hiểu bộ não. Trong năm nay, rất nhiều công việc như vậy đã có chuyển biến lớn, cho dù không phải tất cả các chuyển biến đó đều tích cực. Tháng Bảy, “Dự án Não người” (Human Brain Project) của Liên minh châu Âu EU sử dụng siêu máy tính mô phỏng bộ não đã gặp rắc rối. Trong một bức thư kháng nghị gửi cho Ủy ban EU, hơn 150 nhà khoa học chủ chốt liên danh buộc tội “Dự án Não người” tiêu tốn cả tỷ Euro, và đã trở nên chuyên quyền, độc đoán và rời xa mục tiêu khoa học. Họ đe dọa sẽ ngừng hợp tác với dự án trừ phi triệt để thẩm tra việc quản lý dự án. Các bên liên quan hiện đang hòa giải với nhau và hy vọng đầu năm 2015 có thể công bố kế hoạch sửa đổi. Trong khi đó, dự án não nước Mỹ (US BRAIN - Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) lại được thực thi một cách bình yên hơn; năm nay dự án này nhận được khoản tài trợ đầu tiên.

Tháng Mười, Nhật Bản tham gia trào lưu nghiên cứu não toàn cầu, tuyên bố dự án có tên Brain/MINDS (Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies) đầy tham vọng, sẽ kéo dài trong mười năm. Dự án này sẽ lập bản đồ não của giống khỉ Marmoset, dùng để hỗ trợ cho việc nghiên cứu các loại bệnh thần kinh và bệnh tâm thần của loài người. 

8. Vì sao Trái đất chậm nóng lên 

Trong mấy tháng vừa rồi, các nhà khí hậu học trải qua một cuộc tập dượt chờ đợi sự xuất hiện hiện tượng El Nino đáng thất vọng vì sự kiện nóng lên mạnh tại Đông Thái Bình Dương từng được dự báo cuối cùng đã không xuất hiện. Dù sao năm 2014 vẫn là năm nóng nhất kể từ khi có ghi chép tình hình thời tiết, cách nay chừng 140 năm. Năm nay nóng hơn kỷ lục nóng của các năm 1998, 2005 và 2010. 

Các nhà khoa học vẫn đang tranh cãi về nguyên nhân gây ra tình trạng nóng lên tương đối chậm trong 15 năm qua. Một nghiên cứu công bố vào năm nay quy kết nguyên nhân đó là do sự thay đổi có tính giai đoạn trong hoàn lưu biển đã mang nhiệt lượng đến các tầng sâu của Đại Tây Dương và các biển ở Nam bán cầu. Một phân tích khác biện luận rằng tình trạng nóng lên toàn cầu tương đối chậm là do nhiệt độ của Đại Tây Dương tăng lên và sau đó hiện tượng này lại làm cho Thái Bình Dương lạnh đi. 

Về mặt chính sách, tháng 11 vừa qua, Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) đã hoàn tất bản báo cáo đánh giá thứ năm, cảnh báo nếu cứ tiếp tục thải khí nhà kính thì sẽ dẫn đến “những ảnh hưởng nghiêm trọng, phổ biến và không thể đảo ngược đối với loài người và hệ sinh thái”. 

Trung Quốc và Mỹ đều cam kết sẽ giảm lượng khí thải nhà kính, điều đó làm tăng hy vọng về việc các nước phát triển và đang phát triển sẽ đạt được mục tiêu của họ về một công ước khí hậu quốc tế mới tại các cuộc đàm phán ở Paris vào năm 2015. 9) Bi kịch tế bào gốc

Năm 2014 mở đầu với một bùng nổ về tế bào gốc. Tháng Một, các nhà nghiên cứu ở Trung tâm phát triển sinh học (CDB) thuộc Viện Nghiên cứu Lý - Hóa Nhật Bản (RIKEN) công bố một khám phá làm mọi người ngạc nhiên: họ đã tìm được phương pháp nhanh chóng và dễ dàng chế tạo các tế bào gốc đa năng bằng cách ngâm các tế bào trưởng thành vào một dung dịch có tính a-xit hoặc cho chúng chịu một áp lực vật lý. Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Nature nhưng sau đó bị phát hiện là có những số liệu và hình ảnh ngụy tạo, hơn nữa các thí nghiệm lặp lại đều thất bại. Bài báo nói trên đã bị rút khỏi tạp chí vào tháng Bảy. Sau đó, một trong các đồng tác giả bài báo, người của CDB - Yoshiki Sasai, nhà tiên phong về y học tái sinh - đã tự sát vào tháng Tám. 

Tháng Chín, Trung tâm CDB đang bị săm soi rốt cuộc đã có một số tin tốt lành: bác sĩ nhãn khoa Masayo Takahashi của CDB đã tiến hành thí nghiệm lâm sàng đầu tiên về tế bào gốc đa năng có tính dẫn dắt [induced pluripotent stem cells]. Ngoài ra, thí nghiệm lâm sàng đầu tiên trên thế giới dùng tế bào gốc phôi thai để điều trị tổn thương ở xương sống cũng đem lại hy vọng mới; thí nghiệm này được tái khởi động sau khi đột nhiên dừng lại vào năm 2011. Trong một tiến triển khác, Douglas Melton của Đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts tìm ra phương pháp chế tạo tế bào β sinh ra chất insulin (insulin-creating β-cells). Khám phá này có thể giúp ích cho việc nghiên cứu liệu pháp mới điều trị bệnh tiểu đường loại 1, nếu các nhà nghiên cứu có khả năng ngăn cản hệ miễn dịch tấn công các tế bào đó. Luật “Quyền thử nghiệm (‘right-to-try’ laws) ra đời ở một số tiểu bang nước Mỹ cho phép sử dụng liệu pháp tế bào gốc chưa được thẩm định; còn tại Nhật Bản, những hướng dẫn mới về lâm sàng cho phép áp dụng các liệu pháp tế bào gốc chưa qua thử nghiệm xác nhận hiệu quả nghiêm ngặt vào lâm sàng – đang gây ra những quan ngại về vấn đề đạo đức sinh học.  

10. Những phát hiện đáng sợ 

Ngày 1/7 năm nay, các nhà nghiên cứu đã phát hiện trong nhà kho ở khuôn viên Viện Y tế quốc gia Mỹ (US National Institutes of Health, NIH) ở Bethesda, Maryland có chứa sáu lọ virus đậu mùa tồn trữ từ cách đây 60 năm. Phát hiện này đã đánh động về những lỗ hổng an toàn sinh học tại các phòng thí nghiệm của chính quyền Mỹ, bao gồm cả việc Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh Mỹ (CDC) phát giác các nhân viên nghiên cứu của mình từng quản lý sơ hở đối với bào tử bệnh than và không thận trọng trong chuyên chở virus cúm H5N1 nguy hiểm tới một phòng thí nghiệm khác. Tháng Tám, trong đợt “rà soát an toàn”, NIH đã phát hiện một chiếc hộp 100 năm tuổi bên trong chứa các tác nhân gây bệnh và chất độc ricin. 

Những vụ việc nói trên dẫn đến sự tái diễn cuộc tranh luận về vấn đề liệu lợi ích của việc nghiên cứu một số tác nhân gây bệnh có lớn hơn những mối nguy tiềm ẩn từ việc nghiên cứu đó hay không. Trung tuần tháng Mười, Nhà Trắng đã làm rúng động hàng ngũ các nhà khoa học khi tuyên bố sẽ không tài trợ những nghiên cứu làm cho các mầm bệnh - như virus cúm - trở nên nguy hiểm hơn hoặc dễ lây truyền hơn. Nhà Trắng còn yêu cầu các nhà nghiên cứu tạm đình chỉ những nghiên cứu tương tự đang được tiến hành. Trên cơ sở bản tuyên bố đó, NIH yêu cầu dừng khoảng 20 dự án nghiên cứu do viện này tài trợ, trong khi hai nhóm cố vấn sẽ tiến hành đánh giá các rủi ro và ích lợi của những nghiên cứu như vậy trong suốt năm tới.