10 bí ẩn khoa học đang thách đố con người

Có phải vũ trụ bắt đầu từ một Vụ nổ lớn?

Lý thuyết Big Bang (Vụ nổ lớn) đã được dùng để giải thích cho việc hình thành cũa Vũ trụ trong suốt những năm qua. Nhưng liệu nó có phải là đáp án cuối cùng?

Lý thuyết này được đặt cho cái tên Big Bang bởi đối người phản đối nó, Fred Hoyle. Ông cho rằng Vũ trụ là tĩnh và vĩnh hằng tuy nhiên giả thuyết này đã nhanh chóng bị bác bỏ. Năm 1929, Edwin Hubble đã chứng minh rằng vũ trụ đang dãn nở. Nhiều bằng chứng có lợi hơn cho Thuyết Big Bang cũng được đưa ra: năm 1965, sự tồn tại của bức xạ nền vũ trụ (CMB), tàn dư của Big Bang, đã được xác nhận.

Nhưng cũng có một vấn đề nảy ra. Các phép đo vào năm 1929 của Hubble đã bị bác bỏ vào năm 1990. Sự thật là vũ trụ dãn nở với tốc độ chậm hơn so với dự kiến của Lý thuyết Big Bang. Thay vào đó, Alan Guth đã điều chỉnh lại Lý thuyết Big Bang, tuyên bố rằng đầu tiên vũ trụ dãn nở nhanh chóng và đang chậm dần lại.

Nhưng giống như những người chỉ trích Thuyết Big bang chỉ ra, nó không thể được chứng minh. Có lẽ chúng ta cần tìm một cách mới để giải thích cho khởi nguyên của vũ trụ.

Chúng ta có thể dự đoán được động đất không?

Những hiểu biết của chúng ta về sự vận động của Trái Đất hình thành khá muộn. Chỉ cho đến năm 1912, Alfred Wegener nảy ra ý tưởng rằng các lục địa đang chuyển động liên tục. Những năm 1960, hải quân Mỹ quan sát được rằng đáy biển không bằng phẳng như đã được giả định trước đó mà bao gồm các dãy núi chạy dài.

Các nhà khoa học kết luận rằng đáy biển cũng chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động của núi lửa và động đất. Phát hiện này hình thành Thuyết Kiến tạo mảng, giải thích cho chuyển động quy mô lớn của lớp thạch quyển Trái đất. Giờ ta đã biết rằng động đất diễn ra khi hai mảng thạch quyển va vào nhau.

Chúng ta đã có thể xác định được những vị trí dễ xảy ra hoạt động Kiến tạo nhất. Nhưng chúng ta vẫn chưa thể biết được chính xác thời điểm diễn ra một trận động đất. Lấy ví dụ, các nhà khoa học có thể dự đoán một trận động đất sẽ sớm xảy ra ở Los Angeles. Nghĩa là nó sẽ xảy ra trong khoảng từ ngày mai cho đến 30 năm nữa.

Điều gì tạo ra các Kỷ băng hà?

Chúng ta vẫn không biết nguyên nhân tạo ra các Kỷ băng hà. Milutin Milankovitch đưa ra một kiến giải vào những năm 1920. Ông nói rằng vì cách Trái đất di chuyển, nó nhận được lượng năng lượng mặt trời khác nhau ở những thời điểm khác nhau. Điều này dẫn đến việc các Kỷ băng hà xuất hiện ở các khoảng thời gian đều đặn. Lúc đầu thì nghe nó có vẻ đúng vì Kỷ băng hà xuất hiện mỗi 100.000 năm.

Nhưng lý thuyết của Milankovitch không thể giải thích cho một số điểm bất thường quan trọng: ví dụ, đã từng có một giai đoạn 200 triệu năm không xuất hiện Kỷ băng hà. Các lý thuyết hiện tại lại tập trung vào Hiệu ứng nhà kính nhưng điều này chỉ đặt ra nhiều câu hỏi hơn là đưa ra câu trả lời. Điều gì gây ra sự biến động của lượng CO2 trong những niên đại không có con người? Các nhà khoa học tranh cãi về vấn đề này nhưng sự thật vật chưa được làm rõ.

Có tồn tại một "Mắt xích bị mất"?

Một "mắt xích bị mất" là một mắt xích tiến hóa giả thuyết giữa loài khỉ và con người. Năm 1912, Charles Dawson tìm thấy một hộp sọ với phần sọ của người và phần hàm giống khỉ tại Piltdown, gần Lewes, Anh. Trong suốt 41 năm, cộng đồng khoa học tin tưởng rằng chúng ta đã tìm ra Mắt xích bị mất.

Tuy nhiên, khám phá phi thường này hóa ra chỉ là một trò bịp của người bảo quản tại Bảo tàng động vật học Anh, tên là Hinton. Tại sao ông lại làm việc này? Đó là cách anh trả thù?

Hinton bắt đầu làm việc tại bảo tàng như là một tình nguyện viên. Khi ông yêu cầu được trả lương, ông đã bị Arthur Smith Woodward, người bảo quản khu Cổ sinh vật học, từ chối. Vậy nên Hinton đã làm giả hộp sọ để làm yếu đi quyền lực của Woodward dưới danh nghĩa là một nhà khoa học. Nhưng kế hoạch đã không thành công.

Năm 1956, William Straus và A. J. E cho rằng người Neanderthal là tổ tiên trực tiếp của loài người. Tuy nhiên, các kỹ thuật mới về xác định niên đại hóa thạch chỉ ra rằng loài người và người Neanderthals đã sống cùng một thời đại và tương tác với nhau. Khoảng trống vẫn còn để mở.

Vì sao phải mất quá lâu để phát triển một hệ thống truyền thông hiệu quả?

Những bản mẫu mỹ thuật đầu tiên được xác định xuất hiện vào khoảng 35.000 năm trước. Nhưng chữ viết chỉ được phát triển vào 7.000 năm trước đây và phải trôi qua 2.000 năm để toán học trỗi dậy.

Tại sao lại có một khoảng cách lớn đến như vậy giữa tranh vẽ trừu tượng và hệ thống giao tiếp đầu tiên? Lập luận hợp lý nhất là não bộ của chúng ta phải thay đổi trước? Nhưng bằng cách nào? Não bộ là một cấu trức vô cùng phức tạp, có thể chúng ta còn phải cần đến vài thế kỷ trước khi chúng ta hiểu rõ về cách mà nó hoạt động.

Chúng ta học ngôn ngữ như thế nào?

Các nhà khoa học không hề quan tâm đến cơ chế thu nhận ngôn ngữ cho đến khi Phân tâm học nổi lên. Những năm 1920, Jean Piaget phát triển ký thuyết về sự phát triển của nhận thức, cho rằng quá trình thu nhận ngôn ngữ đã được mã hóa trong gen và xảy ra theo trình tự chính xác. Piaget tiến hành nghiên cứu của mình chủ yếu dựa vào việc khảo sát trẻ em.

Tuy nhiên, các nhà khao học khác đã nỗ lực thực hiện lại nghiên cứu của ông nhưng chỉ nhận được các kết quả khác nhau. Cuối cùng, người ta cho rằng phương pháp khảo sát trẻ em là nguyên nhân gây ra sự diễn dịch thái quá.

Nhiều nhà tâm lý học ngày nay nghĩ rằng con người có bản năng về ngôn ngữ. Giống như loài nhện có bản năng dệt mạng tơ, trẻ em học ngôn ngữ từ cha mẹ. Nhưng bản chất của những bản năng này là gì? Làm sao trẻ em có thể tạo ra những câu đầu tiên? Những câu hỏi này tới nay vẫn còn trong bế tắc.

Lỗ đen thực sự trông như thế nào?

Ban đầu, khái niệm về lỗ đen đã gặp phải những sự hoài nghi. Khi lần đầu tiên nghe đến chúng, Nhà vật lý học Arthur Eddington đã thốt lên: "Tôi nghĩ phải có một luật lệ tự nhiên ngăn cấm một ngôi sao "xử sự" theo cách vô lý này".

Các lỗ đen đã được dự đoán bởi Oppenheimer vào năm 1938. Nhưng chúng ta vẫn có thể thông cảm với Sir Arthur Eddington, vì hành vi của lỗ đen là phản trực giác. Không một ai thực sự biết được điều gì diễn ra bên trong một lỗ đen. Những năm 1990, các nhà khoa học phát hiện được sự tồn tại của những lỗ đen siêu lớn với kích cỡ của một tỷ mặt trời. Chúng có xu hướng phân bố tại vùng trung tâm của các thiên hà elip. Chúng có tham gia vào việc hình thành các thiên hà này không? Chúng ta không biết được.

Vụ trụ bao nhiêu tuổi?

Đây là một câu hỏi khó. Câu trả lời rơi vào khoảng từ 8 đến 20 tỷ năm, một sai số khổng lồ. Phần "hack não" nhất của vấn đề là có thể vũ trụ nhỏ tuổi hơn so với ngôi sao già nhất của nó. Các nghiên cứu thực hiện năm 1994 chỉ ra rằng vũ trụ chỉ mới 8 tỷ năm tuổi, nghĩa là ngôi sao già nhất của Dải Ngân Hà có tuổi đời lớn hơn vũ trụ. May mắn là các tính toán thực hiện năm 1999 đã bác bỏ các nghiên cứu trước đó.

Nhưng nó chỉ là khúc khải hoàn ngắn ngủi. Nghiên cứu khác thực hiện bằng công nghệ tối tân nhất chỉ ra rằng vũ trụ thật sự nhỏ hơn 15%, cũng có nghĩa là trẻ hơn 15% tuổi. Theo nghiên cứu mới này, những ngôi sao còn già hơn so với bản thân vũ trụ. Chúng ta đã làm sai ở đâu? Hoặc có thể là ta vẫn chưa hiểu được một vài quy luật quan trọng nào đó?

Đa vũ trụ có tồn tại hay không?

Tiểu thuyết gia giả tưởng Jack Williamson lần đầu tiên đưa ra khái nhiệm Đa vũ trụ vào năm 1952. Nó gây cảm hứng cho nhà vật lý Hugh Everett, người mà vào năm 1957 đã viết một luận án tiến sĩ về Đa vũ trụ. Theo mô hình của ông, tất cả các sự kiện đều tạo ra một số lượng các vũ trụ mà ở đó tất cả các hậu quả có thể xảy ra của sự kiện này đều xảy ra.

John Wheeler, người hướng dẫn của Everett, đưa ra một phiên bản khác. Theo ông, vũ trụ dãn nở theo thời kỳ và sau đó sẽ thu nhỏ lại bằng kích cỡ của một nguyên tử. Nhưng một vài nhà khoa học khác lưu ý rằng vũ trụ có thể không có đủ vật chất để có thể tự sụp đổ.

Stephen Hawking phát triển một lý thuyết nói rằng có sự tồn tại vô số các vũ trụ với tất cả các tương lai khả thi.

Vấn đề là chúng ta không thể thực sự kiểm nghiệm các lý thuyết này trong thực tế.

Vũ trụ sẽ kết thúc như thế nào?

Một vài giả thuyết cho rằng vũ trụ sẽ bắt đầu thu nhỏ lại vào một thời điểm nào đó, cho đến khi nó đạt tới kích thước của một nguyên tử. Một vụ nổ Big bang khác sẽ diễn ra và vũ trụ sẽ được tái sinh.

Nhưng cũng có các khả năng khác. Vũ trụ cũng có thể tiếp tục dãn nở với các thiên hà dần dần trôi ra xa nhau. Thậm chí các ngôi sao hiện tại sẽ sử dụng hết nhiên liệu và sẽ không còn gì sót lại.