6 bí ẩn của khoa học sẽ được giải đáp vào năm 2016

Qua thời gian chúng ta luôn tiếp tục học hỏi và tiến bộ không ngừng. Năm 2015 là một năm tuyệt vời trong lĩnh vực khoa học. Chúng ta đã đạt được các thỏa thuận lớn về biến đổi khí hậu,íẩncủakhoahọcsẽđượcgiảiđápvàonăkqbd pháp hình ảnh của các hành tinh xa xôi đã được truyền về từ các vệ tinh phóng đi nhiều năm trước, cùng với đó là bằng chứng cho thấy có thể có sự tồn tại của nước trên sao Hỏa. Những bí mật của thiên nhiên và con người nào sẽ tiếp tục được các nhà khoa học giải đáp vào năm 2016?

Sau đây là dự đoán của các chuyên gia.

1. Mô hình chuẩn của vật lý bị lung lay?

Chiếc máy gia tốc hạt lớn (The Large Hadron Collider - LHC) được chế tạo bởi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu Âu (CERN), nằm bên dưới mặt đất tại biên giới Pháp-Thụy Sĩ giữa núi Jura và dãy Alps đã gây ra một sự chấn động lớn trong giới khoa học khi phát hiện ra một loại hạt mới có tên là Higgs Boson vào năm 2012.

Trong năm 2015, cỗ máy LHC này đã bắt đầu hoạt động lại lần thứ hai sau vài năm nâng cấp và có khả năng đập các hạt proton với mức năng lượng cao gấp đôi so với lần hoạt động trước đó. Trong những tháng gần đây, LHC đã cung cấp những tín hiệu cho thấy lại có sự tồn tại của một loại hạt hoàn toàn mới khác nữa.

Điều này có thể là dấu hiệu của hiện tượng “siêu đối xứng ". Đây là một lý thuyết trong đó đề xuất rằng trong Mô hình Chuẩn (Standard Model), mỗi mỗi hạt bất kì đều tồn tại một siêu đối tác (super-partner) nặng hơn đi kèm. Mô hình chuẩn là lý thuyết tốt nhất hiện nay mà chúng ta có về thế giới hạ nguyên tử. Lý thuyết siêu đối xứng đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích nhiều bí ẩn cơ bản của lĩnh vực vật lý, chẳng hạn như “vật chất tối” (dark matter) là gì hoặc cách thức các định luật vật lý điều chỉnh sự vận hành của thế giới xung quanh chúng ta.

Sự tồn tại của một loại hạt Higg thứ hai vẫn còn đang là một điều bí ẩn. Và hy vọng trong năm 2016 này chúng ta sẽ tìm được câu trả lời chắc chắn.

2. Liệu có thể tổng hợp thêm nhiều loại nguyên tố nữa?

Từ những năm 1930, các nhà khoa học đã tạo ra thêm nhiều nguyên tố nhân tạo bằng cách đập vỡ các hạt lại với nhau để tạo ra các nguyên tử mới. Trong bảng tuần hoàn Mendeleev hiện nay đã có khoảng 24 nguyên tố tạo ra bằng quá trình tổng hợp nhân tạo. Nguyên tố thứ 118 vẫn chưa được đặt tên cùng với sự tạo ra nguyên tố 117 và thêm bốn nguyên tố khác được phát hiện gần đây đã khiến cho những khoảng trống còn lại trong bảng tuần hoàn bây giờ đã được lấp đầy.

Các nhà khoa học vẫn đang nỗ lực để tiếp tục mở rộng bản tuần hoàn ra thêm. Họ cố gắng tạo ra thêm các nguyên tố thứ 120 và cao hơn nữa. Hầu hết các tiến bộ gần đây đều dựa trên việc sử dụng các đồng vị giàu neutron Canxi-48 như một viên đạn hạt nhân bắn vào một hạt nhân nặng khác để tạo ra các nguyên tố mới.

Nhưng trong tương lai, các nhà khoa học sẽ sử dụng chính các nguyên tử nặng để làm đạn bắn chứ không phải đơn thuần chỉ là mục tiêu nhắm bắn như trước đây. Điều này có thành công hay không phải phụ thuộc rất nhiều vào sự nâng cấp hệ thống các máy gia tốc hạt hiện nay. Hy vọng rằng không như những nguyên tố nhẹ bị phân hủy nhanh chóng sau khi được tổng hợp, các nguyên tố nặng sẽ tồn tại lâu dài và ổn định hơn.

3. Giải mã vật chất tối

Vật chất tối là một loại vật chất bí ẩn tồn tại khắp nơi trong vũ trụ. Thậm chí chúng còn nhiều gấp khoảng năm lần so với loại vật chất thông thường tạo nên các ngôi sao, hành tinh và cả chính bản thân chúng ta. Mặc dù vậy, hiện nay các nhà khoa học cũng chỉ có được những bằng chứng gián tiếp về vật chất tối thông qua quan sát thiên văn chứng minh được loại vật chất này đã gây ra lực hấp dẫn lên các ngôi sao và thiên hà.

Nếu chúng ta không nắm bắt và thực hiện các phép đo lường loại vật chất này một cách trực tiếp thì chúng ta sẽ không thể nào biết được chắc chắn vật chất tối là gì và làm thế nào nó lại phù hợp với mô hình chuẩn của vật lý hạt hiện nay.

Những thí nghiệm chuyên dụng được thực hiện trong các khu vực đặv thù như phòng Thí nghiệm Xenon Lớn nằm dưới lòng đất (Large Underground Xenon – LUX) đã làm tăng thêm độ chính xác trong việc bắt giữ vật chất tối.

Các nhà khoa học miêu tả rằng loại vật chất này là “những hạt lớn nhưng lại có lực tương tác nhẹ” khi so sánh với loại vật chất thông thường trên Trái Đất. Chính vì thế, năm 2016 có thể là năm mà chúng ta sẽ thật sự nhìn thấy được loại vật chất bí ẩn này trong phòng thí nghiệm.

4. Liệu có sự sống trên sao Hỏa hay bất kỳ hành tinh nào khác nằm ngoài Trái Đất?

Trên trái đất, bất cứ nơi nào chúng ta tìm thấy nước - cho dù ở giữa sa mạc khô cằn hoặc trong miệng phun thủy nhiệt ở sâu trong lòng đại dương - chúng ta đều tìm thấy sự sống. Vì vậy, nếu có sự xuất hiện của nước trên bất kì một hành tinh nào, thì điều đó chứng tỏ rằng có tiềm năng xuất hiện của sự sống. Các tàu vũ trụ thăm dò gần đây của chúng ta trên sao Hỏa đã cung cấp nhiều thông tin gây sốc về hành tinh này. Dữ liệu thu thập được cho thấy sao Hỏa đã từng có một nguồn nước khá dồi dào và hơn nữa có thể là nước mặn. Nói một cách khác, sao Hỏa có thể đã từng có biển và đại dương.

Tàu thăm dò Juno cũng cung cấp những bằng chứng cho thấy có thể có nước trên sao Mộc. Một nơi khác cũng đang được đặt nhiều hy vọng để tìm thấy sự sống là Enceladus (một mặt trăng của sao Thổ). Hành tinh này có một lớp vỏ băng giá nhưng gần đây các nhà khoa học đã phát hiện thấy có mạch nước phun hơi nước nóng. Điều này khiến cho ngoài Trái Đất ra thì Enceladus đã trở thành nơi hứa hẹn nhất trong hệ mặt trời có khả năng tồn tại sự sống.

5. Tìm kiếm sóng hấp dẫn

Cũng như lý thuyết của nhà khoa học Maxwell về điện và từ tính đã dự đoán sự tồn tại của các loại sóng điện từ tương tự như ánh sáng, lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein đã dự đoán về sự tồn tại của một loại sóng kì lạ có tên là sóng hấp dẫn (gravitational waves). Đây là những gợn sóng siêu hình trong cấu trúc không gian-thời gian.

Nhưng dù năm 2015 chính là mốc kỉ niệm 100 năm kể từ ngày Einstein phát minh ra thuyết tương đối, nhưng sự tồn tại của sóng hấp dẫn vẫn còn là một bí mật. Điều này chủ yếu là vì loại sóng này có kích thước quá nhỏ bé. Đài thiên văn chuyên dùng để quan sát sóng hấp dẫn bằng tia laser giao thoa (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory – LIGO) đã xác định được các dao động gây ra bởi loại sóng này nhỏ hơn 10.000 lần so với kích thước của một proton.

Giống như LHC, các máy dò LIGO đã quay trở lại trở lại hoạt động vào năm 2015 sau khi được nâng cấp toàn bộ. Năm 2016 chắc chắn sẽ là năm mà lý thuyết sóng hấp dẫn của Einstein sẽ thật sự được giải quyết.

6. Giải mã sự tồn tại của loài dã nhân Bigfoot trong truyền thuyết

Những tiến bộ trong công nghệ sẽ khiến chúng ta có thể tìm kiếm được dấu vết của những loài động vật chưa từng được phát hiện. Các loại máy ảnh hoặc máy quay điều khiển từ xa được kích hoạt bằng tia hồng ngoại và có thể hoạt động trong một thời gian dài mà không cần sự tham gia của con người.

Công nghệ đang ngày càng được sử dụng trong hoạt động nghiên cứu động vật hoang dã để giám sát động vật quý hiếm hoặc khó theo dấu. Ví dụ như loài báo Amur (Panthera pardus orientalis) đã được ghi nhận ở Trung Quốc lần đầu tiên sau 62 năm ròng rã tìm kiếm của các nhà khoa học.

Các loại thiết bị bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicles – UAV) cũng đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu động vật hoang dã để khảo sát những khu vực không thể tiếp cận bằng phương pháp thông thường. Những thiết bị UAV này có thể bay lượn trên vùng được nghi ngờ có sự tồn tại của loài Bigfoot. Và nếu may mắn, chúng ta có thể ghi lại những bằng chứng xác thực về loại động vật vô cùng bí ẩn này.