Những lĩnh vực khoa học đáng theo dõi trong năm 2022

Không thể bỏ qua đại dịch COVID-19 khi nói về các lĩnh vực khoa học cần chú ý trong tương lai gần. Thế giới bước vào năm thứ ba của đại dịch COVID-19 và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm hiểu xem biến thể Omicron, có ý nghĩa như thế nào đối với quỹ đạo đại dịch. Đáng chú ý, do có rất nhiều ca nhiễm Omicron trên toàn cầu, các biến thể khác có khả năng tiếp tục phát sinh vào năm 2022.

Phần lớn dân số toàn cầu hiện đã có miễn dịch đối với SARS-CoV-2, qua miễn dịch tự nhiên hoặc vaccine, do đó các nhà khoa học đang chuẩn bị sẵn sàng ứng phó với các biến thể mới né tránh miễn dịch hiệu quả hơn. Đến nay, vẫn chưa rõ liệu có phải điều chỉnh vaccine để đảm bảo hiệu quả bảo vệ hay không. Nhưng các nhà khoa học vẫn đang phát triển một thế hệ vaccine COVID-19 mới, chống lại nhiều biến thể hơn và tạo ra phản ứng miễn dịch mạnh hơn trong niêm mạc của đường hô hấp. Và khi nguồn cung vaccine COVID-19 toàn cầu tăng lên, một vấn đề chi phối quỹ đạo đại dịch là liệu các nước nghèo có kịp chủng ngừa cho một lượng lớn dân số của họ hay không.

Đáng lưu ý, vào năm 2022 các thuốc kháng virus đường uống điều trị nhiễm SARS-CoV-2 sẽ bắt đầu có tác động đến bức tranh đại dịch. Dự đoán, các thuốc này sẽ giúp giảm số ca nhập viện, giảm tải cho hệ thống y tế.

Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm hiểu thêm các thông tin về COVID kéo dài - các triệu chứng suy nhược kéo dài vài tuần hoặc vài tháng sau khi đã âm tính với virus.

Ở Mỹ, Quốc hội và Nhà Trắng sẽ sớm hoàn thiện luật pháp và các quy định tài trợ cho nghiên cứu học thuật nhằm cân bằng giữa tính mở trong khoa học và an ninh quốc gia. Các nhà quản lý của Mỹ đang lo ngại rằng tiền liên bang tài trợ cho nghiên cứu có thể thúc đẩy những tiến bộ công nghệ ở Trung Quốc, do đó Quốc hội Mỹ rất có thể sẽ cấm các nhà khoa học được liên bang tài trợ tham gia vào các chương trình tuyển dụng nhân tài nước ngoài, và thắt chặt giám sát đối với bất kỳ loại hình hỗ trợ nghiên cứu nào có liên quan đến Trung Quốc.

Một số nhà khoa học Mỹ đã bị cáo buộc với tội danh không công khai mối quan hệ của họ với Trung Quốc. Trong năm tới, kết quả các cuộc xét xử các nhà khoa học này sẽ định hình tương lai của Sáng kiến Trung Quốc - sáng kiến của chính phủ Mỹ nhằm thắt chặt bảo mật nghiên cứu, cho đến nay đã kéo dài 3 năm. Nhiều nhà phê bình cho rằng sáng kiến này đã nhắm mục tiêu một cách không công bằng vào các nhà khoa học gốc Trung Quốc và nghiêm trọng hóa hoặc hình sự hóa các lỗi liên quan đến sổ sách.

Các hạt nhân nguyên tử, thường chỉ được tạo ra trong các vụ nổ sao, sẽ xuất hiện trên Trái đất sau khi Cơ sở chùm tia đồng vị hiếm (FRIB) trị giá 730 triệu USD tại Đại học Bang Michigan đi vào hoạt động. Đây là nguồn ion mạnh nhất thế giới, và máy gia tốc tuyến tính của FRIB có thể bắn bất kỳ hạt nhân nào — từ proton đơn lẻ của hydro đến lõi khối lượng lớn của nguyên tử uranium — vào các mục tiêu để tạo ra hạt nhân mới, không ổn định. FRIB đặt mục tiêu tạo ra 80% tất cả các đồng vị có thể có về mặt lý thuyết, bao gồm hơn 1000 đồng vị chưa từng được quan sát. Với FRIB, các nhà vật lý hy vọng sẽ củng cố hiểu biết về cấu trúc của hạt nhân, giải mã cách các vụ nổ sao tạo ra các nguyên tố nặng và tìm kiếm các lực mới của tự nhiên.

Vào năm 2022, Trung Quốc dự kiến sẽ trình diễn hai máy tính nhanh nhất và mạnh nhất thế giới, đạt đến cột mốc hiệu suất mang tính bước ngoặt. Tại một hội nghị về siêu máy tính vào cuối tháng 11/2021, có tin tức rằng Trung Quốc đã chế tạo siêu máy tính “exascale” đầu tiên - có thể thực hiện hơn 1 nghìn triệu tỷ (10^18) phép tính mỗi giây.

Trung Quốc vẫn chưa chính thức công bố các thiết bị này, và thông tin chi tiết về hiệu suất của các máy tính vẫn chưa xuất hiện trong danh sách TOP500, danh sách xếp hạng các siêu máy tính hàng đầu thế giới dựa trên các điểm chuẩn chung. Nhưng theo các chuyên gia trong ngành, hai siêu máy tính mới của Trung Quốc có tên là OceanLight của công ty Sunway Computer Co. và Tianhe-3 của Trung tâm Siêu máy tính Quốc gia.

Mỹ cũng đang phát triển chiếc máy tính exascale đầu tiên của mình tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, dự kiến đi vào hoạt động vào năm 2022. Các siêu máy tính exascale sẽ cho phép kết hợp trí tuệ nhân tạo với các tập dữ liệu khổng lồ, biến đổi các lĩnh vực như khám phá vật liệu và y học cá nhân hóa hoặc tạo ra các mô hình thực tế hơn về biến đổi khí hậu và tốc độ giãn nở của vũ trụ.

50 năm sau lần cuối cùng con người đặt chân lên Mặt trăng, các sứ mệnh robot đang liên tục quay trở lại tiểu hành tinh này. Năm 2021, tàu đổ bộ của Trung Quốc hạ cánh thành công trên mặt trăng, và trong năm 2022, ba tàu đổ bộ do NASA tài trợ và do các công ty khởi nghiệp nhỏ phát triển sẽ tiếp bước. Ngoài ra còn có các tàu thăm dò từ Nga, Nhật Bản và Ấn Độ.

Chương trình đổ bộ Mặt trăng của NASA có hai mục đích: thứ nhất là tiến hành nghiên cứu - đặc biệt là về nước trên Mặt trăng, và thứ hai mở đường cho hoạt động khám phá của con người, bắt đầu bằng việc đưa các kiện hàng lên bề mặt Mặt trăng với giá rẻ.

Năm 2022 cũng sẽ đánh dấu các vụ phóng của hai tên lửa khổng lồ có khả năng đưa phi hành gia và những vật có trọng tải nặng lên Mặt trăng và xa hơn nữa, một là tên lửa thuộc Hệ thống phóng không gian của NASA và hai là tên lửa Starship của công ty SpaceX.

Hội đồng Môi trường Liên hợp quốc sẽ bỏ phiếu vào tháng 2 năm 2022 về đề xuất thành lập một cơ quan tư vấn khoa học chuyên nghiên cứu ô nhiễm hóa chất và chất thải, theo mô hình của Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu.

Liên hợp quốc đã có một số công ước về một số loại ô nhiễm, chẳng hạn như thủy ngân và các hóa chất hữu cơ khó phân hủy. Nhưng những người ủng hộ việc thành lập cơ quan mới nói rằng cần có đơn vị thực hiện những đánh giá khoa học chung về lĩnh vực này, để giúp các nhà hoạch định chính sách ở các nước phát hiện các vấn đề mới nổi và xác định nhu cầu nghiên cứu. Hơn 1800 nhà khoa học đã ký một bản kiến nghị thành lập cơ quan mới, kiến nghị sẽ được trình bày tại cuộc họp tháng 2.

Sử dụng các thiết bị dò sóng hấp dẫn, các nhà vật lý thiên văn đã từng ghi nhận các vụ va chạm và hợp nhất giữa các hố đen có kích cỡ bằng các ngôi sao. Nhưng họ cũng đang tiến hành một phương pháp khác để tìm kiếm các cặp hố đen lớn hơn.

Vào năm 2022, các nhà vật lý thiên văn hy vọng sẽ tìm ra vụ va chạm và hợp nhất giữa hai hố đen siêu lớn - khối lượng gấp hàng tỷ lần Mặt trời - thông qua dữ liệu sóng hấp dẫn tần số thấp. Cụ thể, họ sẽ dựa vào sao xung - các sao neutron xoay rất nhanh và phát ra chùm sóng vô tuyến đều đặn; nếu sóng vô tuyến từ sao xung biến động, có nghĩa là đã xuất hiện sóng hấp dẫn kéo dài không gian giữa sao xung và Trái đất. Chỉ riêng một biến động này không thể xác định chính xác cặp hố đen, nhưng các nhóm nghiên cứu ở Châu Âu và Bắc Mỹ cho biết dựa vào dữ liệu từ nhiều sao xung, họ đã phát hiện ra một tín hiệu nền mờ nhạt có thể bắt nguồn từ một cặp hố đen siêu lớn trong vũ trụ.

Hai cơ quan nghiên cứu lớn nhất của Mỹ đã sẵn sàng thành lập các đơn vị có nhiệm vụ đẩy nhanh ứng dụng các nghiên cứu khoa học vào thực tế, theo yêu cầu của Quốc hội.

Viện Y tế Quốc gia có thể sẽ nhận một khoản 3 tỷ USD vào năm 2022 để thành lập Đơn vị Nghiên cứu nâng cao về Y tế - có nhiệm vụ tài trợ cho các phương pháp tiếp cận “đột phá” trong điều trị bệnh. Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) có thể sẽ nhận 1,5 tỷ USD để thành lập một ủy ban công nghệ - có nhiệm vụ tăng tốc ứng dụng thương mại các nghiên cứu học thuật được NSF tài trợ. Tuy nhiên, các khoản tài trợ dự kiến này có thể giảm xuống — hoặc thậm chí biến mất — nếu các nhà lập pháp Mỹ kéo dài lệnh đóng băng tất cả ngân sách của các cơ quan liên bang (hiện đang có tác dụng đến giữa tháng 2 năm 2022) đến cả năm tài chính.

Vào năm 2022, các quốc gia tham gia Công ước Đa dạng sinh học dự kiến sẽ họp mặt tại Trung Quốc để đàm phán nhằm tăng cường các biện pháp bảo vệ các loài nguy cấp. Tại cuộc họp, 196 quốc gia liên quan sẽ tìm cách bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên, cải thiện tính bền vững, đảm bảo rằng lợi nhuận từ việc sử dụng các nguồn gen được chia sẻ công bằng và gây quỹ ít nhất 700 triệu USD trước năm 2030 để tài trợ cho những mục tiêu này.

Các mục tiêu cụ thể hơn bao gồm bảo tồn 30% đất liền và biển; giảm sự lây lan của các loài xâm lấn; giảm một nửa ô nhiễm trên thế giới, bao gồm giảm 2/3 việc sử dụng thuốc trừ sâu và loại bỏ việc thải chất thải nhựa; và tăng diện tích không gian “xanh lá cây và xanh lam” (cây và nước) trong các khu vực đô thị. Công ước Đa dạng sinh học được thông qua vào năm 2010 và đặt ra nhiều mục tiêu tương tự cho năm 2020, tuy nhiên đến nay nhiều mục tiêu cũ vẫn chưa hoàn thành.

Do đó, các bên dự kiến cũng sẽ đặt ra các phương pháp tiếp cận mới để đảm bảo hoàn thành các mục tiêu mới, chẳng hạn như thiết lập các cách thức giám sát và báo cáo tiến độ bảo vệ các loài và hệ sinh thái, thu hút sự tham gia của các bên liên quan - chẳng hạn như người bản địa - trong các quyết định liên quan đến hệ sinh thái.

Trung Quốc có thể sẽ phê duyệt việc trồng thương mại ngô và đậu tương biến đổi gene (GM) trong năm 2022. Hạt giống ngô biến đổi gene có thể được bán trên thị trường vào cuối năm 2022. Hiện tại ở Trung Quốc, đu đủ là cây biến đổi gene duy nhất được phép sản xuất cho con người tiêu thụ. Ngoài ra, bông biến đổi gene, cây gỗ dương biến đổi gen cũng được trồng phổ biến.

Trung Quốc đã tài trợ cho nghiên cứu về ngô và đậu tương GM trong hơn 10 năm, nhưng do sự phản đối từ công chúng cũng như sự thận trọng từ chính quyền nên vẫn chỉ ở trong phạm vi phòng thí nghiệm. Trong khi đó, nước này phải nhập khẩu một lượng lớn ngô và đậu nành GM để sử dụng trong thực phẩm chế biến và thức ăn chăn nuôi. Đây cũng là lý do vào tháng 11 năm 2021, các quan chức chính phủ Trung Quốc kêu gọi nới lỏng các hạn chế đối với các giống GM trong nước. Tuy nhiên trong tương lai gần, có vẻ như Trung Quốc sẽ không cho phép thương mại hóa gạo biến đổi gene, vì nguồn cung trong nước vẫn đủ dùng và người tiêu dùng Trung Quốc vẫn nghi ngại các công nghệ này - nhất là khi áp dụng lên thực phẩm thiết yếu.

Tại hội nghị thượng đỉnh về khí hậu vào tháng 11 ở Glasgow, Vương quốc Anh, các nhà lãnh đạo thế giới đã cam kết cắt giảm 30% lượng phát thải methane, một loại khí nhà kính mạnh, vào năm 2030.

Nhưng để xác minh xem liệu các nước có thực sự cắt giảm phát thải methane hay không, Quỹ Bảo vệ môi trường, một tổ chức phi lợi nhuận, đã phát triển vệ tinh MethaneSAT nhằm theo dõi phát thải methane. MethaneSAT dự kiến phóng vào tháng 10/2022 và sẽ giúp phát hiện các chùm khí methane từ các nguồn như cánh đồng hay đường ống năng lượng bị rò rỉ. Thêm vào đó, hai vệ tinh do dự án phi lợi nhuận Carbon Mapper phát triển cũng sẽ vào quỹ đạo trong năm 2022 để theo dõi phát thải methane và cả carbon dioxide.

Năm 2022 sẽ là lần đầu tiên các quốc gia trên khắp châu Phi có vaccine để bảo vệ trẻ em chống lại bệnh sốt rét - căn bệnh vẫn đang giết chết hơn 260.000 trẻ em châu Phi dưới 5 tuổi mỗi năm. Vaccine RTS, S đã mất 30 năm để phát triển và cuối cùng đã được Tổ chức Y tế Thế giới chấp thuận vào tháng 10/2021. Và vào tháng 12, Gavi, Liên minh vaccine, cho biết họ sẽ chi hơn 155 triệu USD để mua vaccine RTS,S và hỗ trợ triển khai vaccine ở châu Phi đến năm 2025.

Vaccine này chỉ giảm tỷ lệ nhập viện vì sốt rét ác tính khoảng 30%. Nhưng trong những thử nghiệm ban đầu, vaccine có thể được phân phối đến các nhóm trẻ em dễ bị sốt rét do không ngủ trong màn. Một nghiên cứu khác đã chứng minh rằng RTS,S có khả năng bảo vệ hiệu quả khi kết hợp với uống thuốc điều trị sốt rét từ khi chưa nhiễm bệnh - tạo thành phương án phòng bệnh trong mùa mưa và nguy cơ lây nhiễm sốt rét cao. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn sẽ phải theo dõi cẩn thận tỷ lệ mắc và tử vong do sốt rét tại các địa điểm sử dụng vaccine.

Nguồn: