7 khám phá khoa học gây chấn động năm 2025: Từ giả thuyết vũ trụ mô phỏng đến đột phá nhiệt hạch

3 giờ trướcBài gốc

Khám phá khoa học hiếm khi đến trong một khoảnh khắc kịch tính duy nhất. Phần lớn, chúng hình thành qua những thí nghiệm cẩn trọng, những phương trình được chỉnh sửa, các quan sát thực địa bất ngờ và nhiều năm tiến bộ tiệm tiến.

Năm 2025, sự hội tụ đó trở nên đặc biệt rõ nét. Trên các lĩnh vực từ vật lý, năng lượng, khoa học vật liệu, sinh học cho đến khảo cổ học, các nhà nghiên cứu đã công bố những phát hiện làm lung lay nhiều giả định tồn tại hàng thập kỷ – từ việc nhân loại thực sự đang ở đâu trên con đường tiến tới năng lượng nhiệt hạch, cho đến câu hỏi liệu bản thân thực tại có thể là một mô phỏng hay không.

Một số khám phá đã giải quyết những bài toán tồn tại cả thế kỷ. Những phát hiện khác làm sống lại các loài sinh vật tưởng như đã tuyệt chủng hoặc hé lộ những xã hội phức tạp có niên đại còn sớm hơn cả lịch sử chữ viết. Gộp lại, chúng tạo thành một bức tranh toàn cảnh cho thấy tri thức của con người vẫn đang không ngừng mở rộng, từ cấp độ hạ nguyên tử cho đến quy mô hành tinh và vũ trụ.

Dưới đây là bảy khám phá khoa học tiêu biểu của năm 2025, không gây ấn tượng bởi sự phô trương, mà bởi chiều sâu hiểu biết mà chúng mang lại.

1. Toán học chứng minh vũ trụ không thể là một mô phỏng máy tính

Ảnh minh họa: Getty.

Một trong những giả thuyết gây tranh cãi nhất thời hiện đại – rằng thực tại có thể chỉ là một mô phỏng máy tính – đã chịu một đòn giáng mạnh trong năm 2025. Các nhà vật lý và toán học đã chỉ ra rằng, ngay cả việc mô phỏng một hệ lượng tử tương đối nhỏ, chẳng hạn vài trăm electron tương tác với nhau, cũng đòi hỏi tài nguyên tính toán vượt xa tổng năng lực của toàn bộ vũ trụ quan sát được.

Vấn đề cốt lõi nằm ở quy mô. Độ phức tạp tính toán của các hệ lượng tử tăng theo cấp số nhân, chứ không phải tuyến tính. Điều này khiến yêu cầu về năng lượng, lưu trữ thông tin và khả năng xử lý nhanh chóng vượt qua mọi giới hạn vật lý đã biết.

Nghiên cứu lập luận rằng một mô phỏng kiểu “Ma Trận” sẽ vi phạm các ràng buộc nền tảng của vật lý, đặc biệt là những giới hạn về năng lượng và thông tin. Nói cách khác, không thể tồn tại một “máy tính cỡ vũ trụ” nằm bên trong chính vũ trụ mà nó đang mô phỏng.

Dù không bác bỏ hoàn toàn các lập luận triết học thuần túy, công trình này cung cấp một cơ sở toán học nghiêm ngặt cho thấy các mô phỏng vật lý khả thi của toàn bộ thực tại gần như là bất khả. Kết quả có tác động rộng, từ vật lý, khoa học máy tính cho đến triết học.

2. Đột phá tái chế: Nhựa được chuyển thành nhiên liệu chỉ trong một bước với hiệu suất 95%

Nhóm hợp tác Mỹ-Trung chuyển hóa chất thải nhựa độc hại thành xăng với hiệu suất 95%. Ảnh: IE.

Một nhóm nghiên cứu chung Mỹ – Trung Quốc đã công bố bước đột phá lớn trong tái chế hóa học khi phát triển được quy trình một bước có thể chuyển trực tiếp nhựa phổ biến thành nhiên liệu lỏng với hiệu suất lên tới 95%. Phương pháp này nhắm vào polyolefin – loại nhựa được sử dụng rộng rãi trong bao bì và hàng tiêu dùng – vốn từ lâu là thách thức lớn trong tái chế.

Khác với các phương pháp truyền thống vốn đòi hỏi nhiều công đoạn, nhiệt độ cao và cho sản phẩm không ổn định, quy trình “một nồi” này sử dụng xúc tác đặc biệt, vận hành trong điều kiện tương đối nhẹ và tạo ra nhiên liệu chất lượng cao.

Các nhà khoa học cho rằng công nghệ này có thể đồng thời giải quyết hai vấn đề toàn cầu: rác thải nhựa và nhu cầu năng lượng. Dù việc triển khai quy mô lớn còn phụ thuộc vào chi phí và hạ tầng, bản thân phản ứng hóa học đã đánh dấu một bước nhảy vọt, chứng minh rằng nhựa thải không nhất thiết phải bị chôn lấp hay tái chế xuống cấp, mà có thể trở thành nguồn tài nguyên hữu ích.

3. “Kim tự tháp” 5.500 năm tuổi ở Ba Lan hé lộ tầng lớp tinh hoa thời đồ đá mới

Khai quật kim tự tháp ở Ba Lan. Ảnh: IE.

Các nhà khảo cổ học tại Ba Lan đã phát hiện hai ngôi mộ khổng lồ ẩn trong những cấu trúc cự thạch thường được gọi là “kim tự tháp Ba Lan”, có niên đại khoảng 5.500 năm. Những công trình này do nền văn hóa Funnelbeaker xây dựng, có tuổi đời sớm hơn kim tự tháp Ai Cập và nằm trong số các cấu trúc tiền sử lớn nhất từng được tìm thấy tại khu vực này.

Phát hiện này đặc biệt hiếm hoi: kể từ thập niên 1930, chỉ có hai ngôi mộ tương tự được ghi nhận tại Ba Lan, khiến đây trở thành trường hợp thứ ba và thứ tư trong gần một thế kỷ. Các nhà nghiên cứu tin rằng đây là nơi an táng các nhân vật tinh hoa như thủ lĩnh, giáo sĩ hoặc pháp sư, qua đó thách thức giả định trước đây rằng xã hội Funnelbeaker mang tính bình đẳng tuyệt đối.

Những công trình này được xây dựng bằng các khối đá nặng tới 10 tấn, có định hướng theo các hướng chính và cho thấy khả năng quy hoạch không gian cũng như tri thức thiên văn đáng kể của con người thời đồ đá mới.

4. “Hóa thạch sống” tái xuất: Loài thú đơn huyệt mất tích hơn 60 năm được phát hiện lại

Loài thú Attenborough bị bắt gặp trong bẫy camera. Ảnh: IE.

Tại dãy núi Cyclops hẻo lánh ở Indonesia, các nhà khoa học đã xác nhận sự tồn tại của loài thú lông nhím mỏ dài Attenborough – một loài thú đẻ trứng từng bị coi là đã biến mất khỏi khoa học suốt hơn 6 thập kỷ. Những hình ảnh thu được từ bẫy camera đã cung cấp bằng chứng không thể chối cãi.

Loài nhím này thường được gọi là “hóa thạch sống” vì giữ lại nhiều đặc điểm tiến hóa cổ xưa, kết hợp giữa việc đẻ trứng giống bò sát và các đặc trưng của động vật có vú như lông và tuyến sữa. Việc tái phát hiện một loài thú lớn trên cạn trong thế kỷ 21 là điều cực kỳ hiếm.

Phát hiện cho thấy loài này vẫn tồn tại bất chấp mất môi trường sống và áp lực từ con người, dù hiện vẫn ở tình trạng cực kỳ nguy cấp. Ngoài ý nghĩa bảo tồn, nó mở ra cơ hội hiếm hoi để nghiên cứu những giai đoạn đầu của tiến hóa động vật có vú.

5. Stellarator lớn nhất thế giới đạt cột mốc nhiệt hạch với heli-3

Trong W7-X, sóng điện từ được đưa vào bằng một ăng-ten đặc biệt (hình ảnh này hiển thị ở ba góc nhìn khác nhau). Ảnh: IE.

Stellarator là một loại thiết bị hình xuyến phức tạp, được dùng để giam giữ plasma nóng để tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân, hoạt động bằng cách tạo ra các từ trường xoắn 3D bằng các cuộn dây có hình dạng độc đáo, không cần dòng điện trong plasma như tokamak, làm cho nó trở thành một ứng cử viên đầy triển vọng cho nguồn năng lượng sạch trong tương lai.

Các nhà khoa học vận hành thiết bị stellarator Wendelstein 7-X tại Đức đã đạt được cột mốc quan trọng trong nghiên cứu nhiệt hạch khi lần đầu tiên tạo ra các ion heli-3 năng lượng cao. Bằng phương pháp gia nhiệt cộng hưởng cyclotron ion, họ đã mô phỏng được hành vi của các “hạt alpha” – yếu tố then chốt để duy trì phản ứng nhiệt hạch liên tục.

Khác với tokamak, stellarator sử dụng các trường từ xoắn phức tạp để ổn định plasma mà không cần dòng điện lớn bên trong, hứa hẹn khả năng vận hành bền vững hơn trong dài hạn. Đột phá với heli-3 giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cách các hạt năng lượng cao hoạt động trong plasma và cách hạn chế thất thoát năng lượng.

Ngoài ứng dụng cho năng lượng nhiệt hạch, các cơ chế cộng hưởng tương tự cũng có thể giúp giải thích những đám mây hạt giàu heli bí ẩn được quan sát trên Mặt Trời.

6. Polymer mới tạo ra vật liệu giáp bền nhất từng được chế tạo

Hình minh họa cho thấy các monome hình chữ X được liên kết với nhau để tạo ra polyme liên kết cơ học 2D đầu tiên. Ảnh: IE.

Các nhà khoa học Mỹ đã phát triển một loại polymer hoàn toàn mới với mật độ liên kết cơ học chưa từng có, khoảng 100 nghìn tỷ liên kết trên mỗi centimet vuông. Thay vì chỉ dựa vào liên kết hóa học truyền thống, vật liệu này sử dụng các phân tử đan xen theo cấu trúc giống áo giáp xích.

Cách tiếp cận này cho phép phân tán lực tác động trên toàn bộ cấu trúc, tạo ra một vật liệu vừa nhẹ vừa cực kỳ khó biến dạng, có khả năng hấp thụ năng lượng động học rất lớn.

Ngoài tiềm năng quân sự, loại polymer này còn có thể ảnh hưởng sâu rộng tới hàng không vũ trụ, thiết bị bảo hộ và các kết cấu kỹ thuật nơi tỷ lệ bền – nhẹ đóng vai trò quyết định. Đây là bước tiến nền tảng của khoa học vật liệu, cho thấy kiến trúc phân tử có thể quan trọng không kém thành phần hóa học.

7. Bài toán 100 năm tuổi giúp tăng hiệu suất tua-bin gió

Ảnh minh họa: Getty.

Một nghiên cứu sinh tại Mỹ đã quay lại bài toán khí động học hơn 100 năm tuổi do nhà khoa học Anh Hermann Glauert đề xuất, và tìm ra lời giải toán học còn thiếu, giúp mô hình hóa chính xác hơn hiệu suất tua-bin gió.

Bằng cách áp dụng giải tích biến phân, nghiên cứu đã khắc phục hạn chế trong khuôn khổ ban đầu của Glauert, vốn chỉ tập trung vào công suất tối đa mà bỏ qua các lực cấu trúc tác động lên cánh quạt. Mô hình mới tính đến mô men uốn và lực đẩy, cho phép dự đoán sát hơn hành vi của tua-bin trong điều kiện thực tế.

Chỉ cần cải thiện hiệu suất khoảng 1% cũng có thể mang lại lượng điện đáng kể ở quy mô lớn, đủ để cung cấp năng lượng cho cả khu dân cư mà không cần thay đổi phần cứng. Công trình đã được công bố trên tạp chí Wind Energy Science và được kỳ vọng sẽ ảnh hưởng tới thiết kế tua-bin trong tương lai cũng như giáo trình kỹ thuật năng lượng tái tạo.

Huyền Chi

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/7-kham-pha-khoa-hoc-gay-chan-dong-nam-2025-tu-gia-thuyet-vu-tru-mo-phong-den-dot-pha-nhiet-hach-post193262.html