10 bí ẩn lớn nhất trong khoa học

1. Vũ trụ bắt đầu như thế nào?

Trả lời được câu hỏi này thì nhiều bí ẩn khác sẽ được làm sáng tỏ. Đã từng có giả thuyết rằng vũ trụ khởi đầu bằng vụ nổ Big Bang 13,7 tỷ năm trước đây, rồi dần dần từ nhỏ bé vũ trụ bắt đầu trở nên khổng lồ như ngày hôm nay. Vấn đề là, đấy mới chỉ là dự đoán, chứ sự thật thì không thể kiểm chứng.

Sự sống có ở khắp nơi. Ít nhất là trên hành tinh này. Do đó, có thể giả định là sự sống cũng có ở trong vũ trụ. Nhưng cho tới nay, chúng ta mới chỉ khám phá được trái đất này, do đó vũ trụ ngoài kia vẫn là bí ẩn.

Có thể có những hành tinh khác cũng có sự sống. "Nhân loại đã phát minh ra nhiều nền văn minh khoa học và công nghệ trong vòng 200 năm qua, mà trái đất có tuổi thọ khoảng 4,5 tỷ năm, vậy chúng ta có thể cho rằng có những nền văn minh khác có tuổi đời hàng triệu thậm chí là hàng tỷ năm ở ngoài vũ trụ mênh mông kia”, ông Frank Wilczek, nhà Vật lý học từng đoạt giải Nobel nói.

Các nhà vật lý học có một “mô hình chuẩn” khi phân tích vũ trụ thành các phân tử để mô tả mọi vật từ hiện tượng từ tới các nguyên tử cấu thành và nó duy trì sự ổn định như thế nào. Mô hình chuẩn coi các phân tử là những điểm vô cùng nhỏ, một số điểm có những năng lượng cơ bản.

Có 2 vấn đề với mô hình chuẩn là: Nó không giải đáp được vấn đề trọng lực và nó không đúng với các nguồn năng lượng cao.

Nếu bạn nghĩ Newton đã chứng minh được vấn đề này thì bạn đã nghĩ sai rồi. Trọng lực là lực yếu nhất trong vũ trụ và mô hình vật lý chuẩn không giải thích được nó vận hành thế nào. Nhiều nhà khoa học cho rằng nó liên quan tới các phân tử nhỏ bé, nhỏ tới mức vô hình được gọi là các hạt graviton tạo nên các trường lực hút.

Thật là khó khi cố tìm hiểu về một vật mà nó không có ngay trước mặt. "Tôi gọi là nó là phần tối của vũ trụ”, ông Michael Turner một nhà vũ trụ học tại Đại học Chicago nói vậy khi ám chí về những bí ẩn lớn của vật tối và năng lượng tối.

Trên thực tế, mới chỉ có 4% vật chất và năng lượng của vũ trụ được tìm thấy, 96% còn lại vẫn còn nằm ngoài tầm với. Mặc dù vậy, các nhà khoa học vẫn đang kiếm tìm trong những vùng không gian xa nhất và sâu nhất trái đất để giải đáp hai câu đố về bóng tối kia.

Nhiều độc giả cho rằng chúng ta xử lý việc này đã tốt lắm rồi, tuy nhiên với hàng tỷ nơron thần kinh, mỗi nơron lại có hàng nghìn kết nối, đây thực sự là một vấn đề hóc búa.

"Chúng ta đều nghĩ là mình hiểu về bộ não – ít nhất là bộ não của chính mình thông qua kinh nghiệm bản thân. Nhưng kinh nghiệm chủ quan của chúng ta thực sự là chưa đủ để giải thích bộ não hoạt động như thế nào" ông Scott Huettel thuộc Trung tâm Khoa học thần kinh nhận thức của trường Đại học Duke nói.

"Chúng ta chưa có phương pháp để nghiên cứu xem các nhóm nơron hình thành các mạng lưới chức năng khi chúng ta học tập, ghi nhớ, hoặc làm những hoạt động khác như nhìn, nghe, yêu. Nếu chúng ta hiểu được bộ não, chúng ta sẽ biết các khả năng và hạn chế của nó trong suy nghĩ, cảm xúc, lý luận, yêu thương và các lĩnh vực khác của đời sống con người", ông Norman Weinberger, một nhà khoa học thần kinh tại trường Đại học California, Irvine cho biết.

Những bằng chứng trước đây cho thấy sự sống dạng vi khuẩn và đơn giản xuất hiện trên trái đất hơn 3 tỷ năm trước. Nhưng nó tiến triển thế nào thì không ai biết. Có các giả thuyết cho rằng nó bắt đầu từ các phản ứng hóa học trên thềm lục địa nhờ hơi nóng dẫn tới các phản ứng trên đá.

Bà Diana Northup, một nhà sinh vật học tại trường Đại học New Mexico cho biết "Nhiều giả thuyết về nguồn gốc sự sống đã bị bác bỏ và vì việc chứng minh và phản bán nó đều khó khăn cả nên không có giả thuyết nào được chấp nhận một cách đầy đủ".

Nhận thức tự nhiên đã cản trở các nhà tâm lý học và khoa học nhận thức. Tuy nhiên, theo ông Joseph LeDoux, một nhà khoa học thần kinh tại trường Đại học New York thì một phần câu trả lời lại rất đơn giản: Phần lớn động cơ của chúng ta được lưu giữ trong mạng lưới thần kinh mà ý thức không thể truy cập vào được.

Hàng ngày, trực giác tự ý thức và kiểm soát hành vi cũng chệch chuẩn chẳng khác gì ý kiến cho rằng trái đất là một mặt phẳng. Dù chúng ta nghĩ mình là các cá nhân độc lập, nhưng sự thật thì không phải vậy. Mọi việc chúng ta làm đều chịu ảnh hưởng của các quá trình vô ý thức và môi trường xung quanh.

Các chuyên gia có thể giải thích chính xác động đất bắt đầu ở đâu, là động đất do đứt đoạn gì và dự đoán nó xảy ra trong bao lâu. Tuy nhiên họ lại không chắc về chuyện cái gì xảy ra bên trong quả địa cầu này khi có động đất. Bản chất và phản ứng của các lực giữ các đứt đoạn chuyển động và rồi đột nhiên bị gãy vẫn chưa được khám phá.

Nhà địa lý học Tom Heaton cho biết "Sự gãy khúc trong các trận động đất là một trong những vấn đề cơ bản nhất của khoa học trái đất. Tìm ra hiệu ứng vật lý cơ bản của động đất vẫn là một bài toán bí ẩn suốt 30 năm qua".

Điều gì dẫn tới sự tiến hóa? Có thể bạn đã từng nghe các nhà khoa học nói rằng: Sự chọn lọc tự nhiên chính là động lực chính dẫn tới sự sắp xếp các sinh vật và đặc điểm phức tạp của chúng. Đó là một trong những giả thuyết được kiểm chứng tốt nhất trong khoa học.

Nhưng tiến hóa thông qua chọn lọc tự nhiên liệu có phải là lời giải thích duy nhất cho các sinh vật phức tạp?

"Tôi cho rằng một trong những bí ẩn nhất của sinh học hiện nay tìm hiểu xem liệu việc chọn lọc tự nhiên có phải là quá trình quy nhất có thể tạo ra sự phức tạp về sinh vật học hay là có sự tham gia của các thành phần vật chất khác”, ông Massimo Pigliucci thuộc Khoa Sinh thái học và Tiến hóa tại trường Đại học Stony Brook (New York) nói.