Các sự kiện khoa học năm 2018

Có nhiều bằng chứng cho thấy tình trạng biến đổi khí hậu tiếp tục gia tăng vào năm 2018. Hơn 50 đám cháy rừng đã hoành hành trên khắp Thụy Điển vào tháng 7. Nguyên nhân là do đất nước này phải hứng chịu nhiệt độ cao và tình trạng khô hạn nghiên trọng nhất trong hơn một thế kỷ. Tháng 8, khu vực British Columbia ở Canada trải qua mùa cháy rừng tồi tệ nhất trong lịch sử. Đến tháng 11, bang California (Mỹ) đối mặt với một đám cháy rừng kinh hoàng, giết chết ít nhất 85 người.

Trong tương lai, tình hình có thể sẽ trở nên trầm trọng hơn. Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) công bố một báo cáo vào tháng 10 nói rằng, nhiệt độ trung bình toàn cầu có thể vượt qua mức 1,5 o C so với thời kỳ tiền công nghiệp trong ít nhất là một thập kỷ tới. Hiện nay, có rất ít bằng chứng cho thấy các chính phủ đang hành động quyết liệt để chống lại sự nóng lên toàn cầu.

Scott Morrison, Thủ tướng mới của Australia, đã từ bỏ một chính sách vào tháng 9 giúp hạn chế lượng khí thải từ ngành điện. Các nhà khoa học cho biết, sự thay đổi này sẽ khiến Australia không thể thực hiện được cam kết quốc gia đối với Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu năm 2015. Trong khi đó, Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) nới lỏng các quy định nhằm hạn chế khí thải từ phương tiện giao thông và nhà máy điện.

Trong một động thái tích cực hơn, Tổng thống Mỹ Donald Trump – người thiếu cố vấn khoa học lâu nhất so với các tổng thống tiền nhiệm kể từ năm 1976 – cuối cùng đã đề cử nhà khí tượng học Kelvin Droegemeier vào tháng 7. “Tôi tin chắc với kinh nghiệm của mình, Droegemeier sẽ có nhiều đóng góp tích cực trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu”, Rosina Bierbaum, chuyên gia chính sách môi trường tại Đại học Michigan, nhận định. Tại Trung Quốc, chính phủ thành lập Bộ Môi trường Sinh thái để theo dõi ô nhiễm và thực thi các quy tắc môi trường, cũng như một tổ chức để bảo vệ các loài có nguy cơ bị tuyệt chủng.

Ngoài ra, năm 2018 có hai vụ kiện mang tính đột phá, cáo buộc các chính phủ không có những hành động mạnh mẽ để chống lại biến đổi khí hậu. Một tòa phúc thẩm ở The Hague đã giữ nguyên phán quyết năm 2015 đối với vụ kiện của các nhà môi trường, buộc Chính phủ Hà Lan phải có biện pháp cắt giảm phát thải khí nhà kính xuống ít nhất 25% vào năm 2020 so với mức năm 1990. Vào tháng 11, Tòa án Tối cao Mỹ cho phép vụ kiện của 21 người trẻ tuổi chống lại Chính phủ Mỹ có thể được tiến hành. Các nguyên đơn cho rằng Chính phủ Mỹ đã vi phạm quyền sống, quyền tự do và tài sản của họ bằng cách không ngăn chặn biến đổi khí hậu nguy hiểm.

Phát triển vật liệu tiên tiến và công nghệ cao

Quay trở lại phòng thí nghiệm, một tính chất đáng ngạc nhiên của graphene có thể giúp giải quyết một bí ẩn vật lý 30 năm tuổi. Hai lớp cấu trúc carbon dày bằng một nguyên tử khi được xếp chồng lên nhau lệch một góc bằng 1,1° có thể bắt chước hành vi siêu dẫn của một số vật liệu chứa đồng gọi là cuprates. Các nhà vật lý hy vọng rằng, họ có thể sử dụng graphene để tìm hiểu lý do tại sao cuprates dẫn điện mà không có điện trở ở nhiệt độ tương đối ấm. Phát hiện này, được công bố vào tháng Ba, có thể hỗ trợ việc tìm kiếm các chất siêu dẫn hoạt động không cần làm lạnh xuống gần độ không tuyệt đối (-273°C).

Những người nghiên cứu vật liệu siêu dẫn không phải là các nhà vật lý duy nhất có một năm tốt đẹp. Vào tháng 10, Ủy ban châu Âu đã công bố những người đầu tiên nhận được khoản tiền tài trợ trị giá 1,1 tỷ USD để phát triển công nghệ lượng tử trong 10 năm. Họ sẽ thực hiện 20 dự án với nhiều ứng dụng khác nhau như đồng hồ lượng tử và thông tin liên lạc an toàn. Trong khi đó, Vương Quốc Anh đầu tư thêm 235 triệu bảng để hỗ trợ phát triển và thương mại hóa các công nghệ lượng tử. Đức cũng cam kết tài trợ 650 triệu euro cho nghiên cứu lượng tử trong bốn năm tới.

Cuối năm 2018 đã chứng kiến sự cải tổ đáng kể nhất về các đơn vị đo lường tiêu chuẩn từ năm 1875. Vào tháng 11, đại diện hơn 60 quốc gia tại Hội nghị Cân nặng và Đo lường (CGPM) tổ chức ở Versailles, Pháp, đã phê duyệt một kế hoạch định nghĩa lại tất cả các đơn vị đo lường thông qua những hằng số cơ bản của tự nhiên. Ví dụ, trước đây giới khoa học định nghĩa kilogram là cân nặng của một khối hình trụ tiêu chuẩn làm từ bạch kim và iridium được Văn phòng Cân đo quốc tế (BIPM) bảo quản tại thủ đô nước Pháp. Tên gọi của khối kim loại này là Le Grand K. Định nghĩa kilogram mới sẽ dựa trên hằng số Planck, vốn là hằng số cơ bản trong vật lý xuất hiện trong các bài toán vật lý lượng tử.

Chỉnh sửa gene gây tranh cãi

Năm nay có những sự kiện gây ra nhiều tranh cãi trong lĩnh vực di truyền. Tháng 11, He Jiankui (Hạ Kiến Khuê), nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ miền Nam (Trung Quốc), đã khiến thế giới phải kinh ngạc khi tuyên bố sự ra đời của hai bé gái sinh đôi được chỉnh sửa gene đầu tiên có khả năng miễn dịch với virus HIV. Nhóm của ông sử dụng công nghệ CRISPRTHER Cas9 để thay đổi gene CCR5, có nhiệm vụ mã hóa một loại protein cho phép virus HIV xâm nhập vào tế bào.

Giới khoa học chỉ trích nghiên cứu của He. Họ cảnh báo rằng kỹ thuật này chưa sẵn sàng để sử dụng trên cơ thể người. Ủy ban Y tế Quốc gia Trung Quốc đã yêu cầu các cơ quan chức năng nghiêm túc điều tra và xác minh tuyên bố của He, cũng như xem xét toàn bộ quy trình nghiên cứu của ông. Không lâu sau đó, Chính phủ Trung Quốc ra lệnh tạm dừng tất cả các hoạt động nghiên cứu liên quan đến chỉnh sửa gene trên cơ thể người.

Trước đó, thế giới cũng chứng kiến nhiều thành tựu di truyền khác. Vào tháng 1, các nhà khoa học Trung Quốc tuyên bố lần đầu tiên nhân bản thành công động vật linh trưởng [cụ thể là hai con khỉ] bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào sinh dưỡng (SCNT) – tương tự như phương pháp được sử dụng để cho ra đời cừu Dolly năm 1996.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào tháng 8, các nhà khoa học phát hiện mảnh xương của một thiếu nữ thời tiền sử có mẹ là người Neanderthal và cha là người Denisovan trong một hang động trên dãy núi Altai, Siberia. Đây là lần đầu tiên con lai giữa hai chủng người này được phát hiện sau quá trình xét nghiệm DNA mảnh xương có niên đại cách đây 90.000 năm.

Cũng trong tháng 8, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) lần đầu tiên phê chuẩn liệu pháp điều trị dựa trên sự can thiệp RNA (RNAi) – một kỹ thuật có thể “tắt” một số gene cụ thể liên quan đến bệnh tật. Phương pháp này được dùng để chữa trị một số căn bệnh hiếm gặp làm suy giảm chức năng tim và thần kinh.

Về mặt pháp lý, một cuộc chiến về bằng sáng chế đi đến hồi kết vào tháng 9, khi Tòa án phúc thẩm Liên bang Mỹ xác nhận quyền sở hữu trí tuệ công nghệ chỉnh sửa gene CRISPRIP Cas9 thuộc về Viện Broad của MIT và Đại học Harvard – giữ nguyên quyết định trước đây của Văn phòng Sáng chế và Thương hiệu Mỹ. Quyết định này đánh dấu sự cạnh tranh thất bại của một nhóm các nhà phát minh thuộc Đại học California, Berkeley (UC), do nhà sinh học phân tử Jennifer Doudna dẫn dắt.

Vào tháng 7, tòa án tối cao của châu Âu đã đưa ra các quy định nghiêm ngặt cho cây trồng chỉnh sửa gene tương tự như sinh vật biến đổi gene (GMO), gây ra nhiều trở ngại tiềm năng cho các nhà nghiên cứu.

Dỡ bỏ bức tường phí ấn phẩm học thuật

Sự ra đời của Kế hoạch S, một chiến lược cấp tiến giúp đưa các ấn phẩm học thuật sang mô hình truy cập mở hoàn toàn, có thể đặt dấu chấm hết cho những bức tường phí (paywall) trong xuất bản khoa học. Đứng đầu sáng kiến này là Robert-Jan Smits, đặc phái viên của Ủy ban châu Âu về tiếp cận mở. Kế hoạch S nhận được sự ủng hộ của 11 quỹ tài trợ nghiên cứu quốc gia ở châu Âu, bao gồm Vương quốc Anh, Pháp và Hà Lan.

Kể từ năm 2020, kết quả của bất kỳ nghiên cứu nào nhận tài trợ từ Kế hoạch S – chẳng hạn như nhận tài trợ của Hội đồng nghiên cứu Na Uy và Quỹ khoa học Áo – sẽ được phép đọc miễn phí sau khi xuất bản, cũng như người khác có thể sử dụng lại.

Phần Lan tham gia Kế hoạch S ngay sau khi nó ra mắt vào tháng 9. Các tổ chức từ thiện như Wellcome Trust và Quỹ Bill & Melinda Gates tại Seattle, Washington, đã đăng ký tham gia vào tháng 11. Trung Quốc cũng ủng hộ kế hoạch vào tháng 12.

Thám hiểm vũ trụ

Năm 2018 là năm bắt đầu cũng như kết thúc một số sứ mệnh của các cơ quan vũ trụ trên thế giới. Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) bắt đầu phát triển ý tưởng xây dựng một trạm vũ trụ gần Mặt trăng trong năm nay, sau khi Tổng thống Donald Trump ký một chỉ thị vào năm 2017 nhằm đưa các phi hành gia quay lại Mặt trăng trong tương lai. Cơ quan này cũng đang hợp tác với các công ty để chế tạo tàu đổ bộ lên Mặt trăng có kích thước nhỏ. Tháng 12, Trung Quốc đã phóng tàu vũ trụ Hằng Nga 4 để thám hiểm nửa tối của Mặt trăng, khu vực không thể nhìn thấy trực tiếp từ Trái đất.

Tàu vũ trụ BepiColombo là dự án chung giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản (JAXA). Con tàu này được phóng vào tháng 10 và nó sẽ bắt đầu cuộc hành trình kéo dài 7 năm để khám phá sao Thủy. Trong tháng 8, tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA bắt đầu thực hiện nhiệm vụ tiếp cận Mặt trời ở khoảng cách gần nhất. Trong khi đó, hai tàu thăm dò di chuyển vào vùng không gian liên hành tinh để thu thập bụi bẩn vũ trụ có nguồn gốc từ các tiểu hành tinh gần Trái đất. Tàu vũ trụ Hayabusa 2 của JAXA thả hai robot nhỏ xuống tiểu hành tinh Ryugu. Tháng 12, tàu vũ trụ OSIRIS-Rex của NASA tiếp cận thành công tiểu hành tinh Bennu.

Tuy nhiên, NASA đã phải chia tay với tàu vũ trụ Dawn. Nó hết nhiên liệu vào tháng 10 sau khi ghé thăm các tiểu hành tinh lớn Vesta và Ceres. Trong cùng khoảng thời gian này, NASA cho dừng hoạt động Kính thiên văn vũ trụ Kepler.

Trên sao Hỏa, một cơn bão bụi trong tháng 6 đã cắt đứt liên lạc giữa Tàu tự hành Opportunity của NASA với Trái đất. Vào tháng 7, các nhà nghiên cứu tuyên bố tàu vũ trụ Mars Express của ESA phát hiện một hồ nước nằm sâu bên dưới lớp băng ở cực nam của sao Hỏa

Quay trở lại Trái đất, hai ăng-ten radio tại vùng hẻo lánh của Australia phát hiện bằng chứng gián tiếp về những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ, khi chúng bắt đầu tỏa sáng khoảng 180 triệu năm sau vụ nổ Big Bang.

Dữ liệu từ tàu vũ trụ Gaia của ESA đã giúp các nhà khoa học tạo ra một bản đồ 3D về dải Ngân hà với độ chính xác chưa từng có. Bản đồ – được được công bố trong tháng 4 – thể hiện vị trí, khoảng cách, màu sắc, tốc độ và hướng chuyển động của 1,3 tỷ ngôi sao.

Lần đầu tiên, các nhà vật lý thiên văn phát hiện nguồn gốc các hạt neutrino mang năng lượng cao đến từ một lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của một thiên hà xa xôi. Kết quả nghiên cứu được công bố vào tháng 7 có thể giúp các nhà khoa học xác định nguồn gốc tia vũ trụ, bởi vì họ nghĩ rằng tia vũ trụ và hạt neutrino năng lượng cao được tạo ra theo cùng một cách.