Khoa học thế giới có những bước tiến nào trong năm 2024?

Sự phát triển vượt trội của AI

Cuộc đua về trí tuệ nhân tạo (AI) trong năm 2024 diễn ra gay cấn hơn bao giờ hết, đặc biệt giữa hai nền tảng hàng đầu là ChatGPT của OpenAI và Gemini của Google. Phiên bản mới nhất của Gemini được Google khẳng định vượt trội hơn phiên bản GPT-4 của ChatGPT về khả năng lý luận và sáng tạo trong các bài kiểm tra chuẩn.

Nhìn chung, cả ChatGPT và Gemini đang làm thay đổi cách thức nghiên cứu trong y học và khoa học, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực đáng kể.

Hồi tháng 10/1014, Giải Nobel Hóa học đã được trao cho một số nhà khoa học có công nghiên cứu về protein - những “cỗ máy” hỗ trợ phần lớn quá trình sinh hóa.

Đáng chú ý, hai trong số 3 nhà khoa học nhận giải thưởng - Demis Hassabis và John Jumper - đều làm việc tại Google DeepMind. Họ phát hiện những “bí mật” của protein nhờ vào mô hình AI có tên là AlphaFold2.

Với hiệu quả đáng kinh ngạc, AI này có thể dự đoán cấu trúc của hầu hết 200 triệu protein mà các nhà khoa học đã tìm thấy một cách nhanh chóng và chính xác.

Siêu máy tính Aurora bắt đầu hoạt động

Năm 2024, siêu máy tính Aurora của Mỹ chính thức đi vào hoạt động, trở thành siêu máy tính mạnh nhất thế giới với khả năng xử lý vượt trội trên 2 exaflop, tương đương 2 tỷ tỷ phép tính mỗi giây.

Siêu máy tính Aurora chính thức đi vào hoạt động. Ảnh: Chicago Magazine

Được phát triển bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, siêu máy tính là thành tựu quan trọng trong lĩnh vực điện toán hiệu suất cao (HPC), hỗ trợ các nhà khoa học giải quyết những vấn đề phức tạp trong nhiều lĩnh vực, từ y học đến nghiên cứu vật liệu.

Với khả năng mô phỏng chi tiết cấu trúc phân tử, siêu máy tính Aurora đã giúp các nhà khoa học phát triển thuốc điều trị ung thư nhanh hơn gấp nhiều lần so với trước đây. Ngoài ra, Aurora còn đóng vai trò quan trọng trong việc dự báo biến đổi khí hậu.

Bước tiến mới của vật liệu sinh học

Trong năm 2024, công nghệ BioBricks - gạch sinh học làm từ sợi nấm kết hợp nhựa tái chế - đã được thử nghiệm thành công trong xây dựng nhà ở tại Hà Lan. Được phát triển bởi một nhóm nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge, vật liệu này có trọng lượng nhẹ, khả năng cách nhiệt tốt và hoàn toàn tự phân hủy sau khi sử dụng.

Ước tính mỗi viên gạch chứa từ 15-20% nhựa tái chế, giúp giảm đáng kể lượng nhựa bị chôn lấp hoặc thải ra môi trường. Các nhà khoa học ước tính, nếu BioBricks được triển khai rộng rãi, ngành xây dựng có thể góp phần giảm 40 triệu tấn rác thải nhựa hằng năm trên toàn thế giới.

Tại Nhật Bản, nhà khoa học Yoshida đã phát triển một quy trình sản xuất nhựa sinh học mang tính cách mạng. Quy trình này sử dụng chất thải nông nghiệp làm nguyên liệu đầu vào, giúp giảm chi phí sản xuất tới 30% so với các phương pháp truyền thống.

Nhà máy ở Kyoto đã sản xuất hàng loạt sản phẩm nhựa sinh học bao gồm bao bì thực phẩm, túi xách, và các vật dụng gia đình, có khả năng phân hủy tự nhiên trong vòng 6 tháng đến 1 năm.

Lần đầu tiên thu thập vật liệu ở vùng tối Mặt trăng

Ngày 3/5/2024, Trung Quốc phóng thành công tàu Hằng Nga 6. Sau đó, tàu đã hạ cánh tại miệng hố Apollo, vùng tối của bồn địa Nam Cực-Aitken, thu thập 2kg mẫu vật Mặt trăng. Mẫu vật được chuyển về Trái đất an toàn vào ngày 25/6/2024, đánh dấu lần đầu tiên con người thu thập được vật liệu từ khu vực khó tiếp cận này.

Hình ảnh tàu Hằng Nga 6. Ảnh: SCMP

Về phía Mỹ, NASA đã điều chỉnh lịch trình cho các sứ mệnh Artemis. Cụ thể, sứ mệnh Artemis 2, dự kiến đưa phi hành gia bay quanh Mặt Trăng, đã được lùi từ tháng 9/2025 sang tháng 4/2026. Sứ mệnh Artemis 3, với mục tiêu hạ cánh con người lên Mặt trăng, cũng bị hoãn đến giữa năm 2027.

Nguyên nhân chính của sự trì hoãn này là do các vấn đề kỹ thuật liên quan đến tàu vũ trụ Orion, bao gồm hiện tượng mài mòn bất thường của lá chắn nhiệt và các vấn đề về hệ thống điện và hỗ trợ sự sống.

Tìm ra đại dương ẩn giấu “ở vòng ngoài” Hệ Mặt Trời

Tháng 2/2024, các nhà thiên văn học công bố họ đã tìm thấy bằng chứng về một đại dương ẩn trên vệ tinh Mimas của Sao Thổ. Sau đó, vào tháng 10/2024, dữ liệu thuyết phục chỉ ra một đại dương khác bị chôn vùi bên trong Miranda - một vệ tinh của Sao Thiên Vương.

Việc tìm ra bằng chứng cho thấy đại dương tồn tại phổ biến trong Hệ Mặt Trời là rất quan trọng. Sự sống như chúng ta biết đều “ưa nước”, tuy chúng ta không biết liệu những mặt trăng mang nước này có chứa sự sống hay không (dù là vi khuẩn hay thứ gì đó giống cá), hiện chúng ta có nhiều nơi hơn để tìm kiếm sự sống trong chính vũ trụ của mình.

Phát hiện về nguồn gốc của Hệ Mặt Trời

Năm 2020, tàu vũ trụ Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification và Security-Regolith Explorer đã hạ cánh thành công xuống tiểu hành tinh Bennu trong thời gian ngắn, lấy một số vật liệu nguyên sơ rồi mang về Trái Đất vào tháng 9/2023.

Năm 2024, các nhà khoa học đã có cái nhìn đầu tiên về mẫu vật của OSIRIS-REx và họ vô cùng kinh ngạc trước những thông tin mà nó cung cấp. Theo đó, Mặt Trời được hình thành thông qua “cái chết” của nhiều ngôi sao, từ những ngôi sao có khối lượng thấp đến những ngôi sao đủ lớn để phát nổ thành siêu tân tinh mạnh mẽ.

Các phân tử lạ trong mẫu vật cho thấy nó đến từ một thế giới hoạt động địa chất đã bị phá hủy. Một loạt các hợp chất tiền sinh học, bao gồm đủ loại axit amin, đã được tìm thấy trong tiểu hành tinh nguyên thủy đó.

Mẫu vật nói trên đang “viết lại” những gì chúng ta biết về nguồn gốc của Hệ Mặt Trời, và các nhà khoa học mới chỉ nghiên cứu được 1/% trong số đó.

Sứ mệnh OSIRIS-REx của NASA năm 2020 đã thu thập được 12,6 gam bụi tiểu hành tinh. Ảnh: National Geographic

Đột phá trong điều trị bệnh nan y

Một trong những bước đột phá quan trọng là sự thành công của liệu pháp chỉnh sửa gene CRISPR, được dùng để điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm và một số bệnh di truyền hiếm gặp khác.

Thử nghiệm lâm sàng ở Mỹ cho thấy, các bệnh nhân sau khi điều trị bằng CRISPR không chỉ cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn có khả năng giảm hoàn toàn triệu chứng bệnh trong thời gian dài.

Liệu pháp ánh sáng hồng ngoại trong điều trị Alzheimer cũng đạt được tiến bộ đáng kể. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Heidelberg (Đức) đã chứng minh rằng. việc sử dụng ánh sáng hồng ngoại có thể giảm viêm não và cải thiện trí nhớ ở 65% bệnh nhân tham gia thử nghiệm.

Bên cạnh đó, liệu pháp miễn dịch ung thư đạt được những thành công đáng chú ý trong năm 2024. Một loại vaccine ung thư thử nghiệm, được phát triển bởi các nhà khoa học tại Đại học Stanford, đã cho kết quả tích cực khi kích thích hệ miễn dịch tấn công và tiêu diệt tế bào ung thư ở giai đoạn sớm.

Phát hiện về sự già đi của con người

Tuy chúng ta thực sự già đi mỗi ngày, các nhà khoa học đã phát hiện vào tháng 8/2024 rằng cơ thể con người dường như trải qua hai đợt lão hóa nhanh chóng: Một lần là vào khoảng 44 tuổi và một lần nữa là khi chúng ta đến tuổi 60.

Vì những lý do chưa rõ ràng, cả đàn ông và phụ nữ dường như đều trải qua sự thay đổi lớn ở độ tuổi giữa 40: Cách cơ thể chúng ta ứng phó với bệnh tim mạch và “xử lý” những thứ như rượu, chất béo và caffeine, thay đổi.

Sau đó, khi bước vào độ tuổi 60, cơ thể chúng ta trải qua những thay đổi trong điều hòa miễn dịch và chuyển hóa carbohydrate. Đây là khám phá rất thú vị và hoàn toàn bất ngờ.