5 sự kiện vật lý và vũ trụ hàng đầu năm 2022

Thiết lập "mắt hồng ngoại" trên vũ trụ

Với hàng loạt sự chậm trễ cùng chi phí bị "đội" lên không tưởng, dự án Kính thiên văn Không gian James Webb (JWST) cuối cùng đã được triển khai vào đầu năm nay, và rốt cuộc đã trở thành một trong những thành tựu đáng kể nhất của khoa học trong năm 2022.

Vào tháng 7, bức ảnh đầu tiên chụp bởi JWST được công bố. Bức ảnh này giúp chúng ta "đi ngược quá khứ", trở lại vài triệu năm sau sự kiện Vụ nổ lớn (Big Bang) xảy ra cách đây khoảng 13,8 tỷ năm - thời điểm các thiên hà đầu tiên được hình thành và ánh sáng nhấp nháy lên từ những ngôi sao đầu tiên.

Kính viễn vọng không gian lớn nhất từng được phóng lên cũng đã thay đổi quan điểm của chúng ta về các vật thể trong Dải Ngân hà, trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, điển hình như Sao Mộc và Sao Thổ.

Tìm ra cấu trúc "hạt bên trong hạt"

Là một năm bùng nổ trong lĩnh vực khoa học vũ trụ, song ngay trên Trái Đất, con người cũng đạt được những thành tựu đáng kể trong ngành hạt nhân.

Tháng 8/2022, các nhà khoa học lần đầu tiên tìm thấy một cấu trúc liên kết hạt nhân - được gọi là "quark" - nằm bên trong hạt proton. Đây là một khám phá mang tính cách mạng, bởi proton từng được cho là nguyên tố cơ bản nhất hình thành nên các vật thể.

Điều thú vị là những "quark" này thậm chí còn nặng hơn cả một proton, nghiên cứu mới cho biết. Điều này khiến ta liên tưởng đến "một cái nồi chứa một cái nồi khác lớn hơn bên trong nó".

Rõ ràng, lý thuyết ấy đi ngược lại với tất cả những hiểu biết trước đây của chúng ta về nguyên tử khối, và sẽ còn khiến các nhà khoa học đau đầu trong nhiều năm nữa.

Lần đầu tiên "bắn phá" tiểu hành tinh

Ngày 27/9 theo giờ Việt Nam, tàu vũ trụ không người lái DART của NASA đã đâm trực diện vào tiểu hành tinh có tên Dimorphos với tốc độ gần 24.000 km/h, qua đó hoàn thành xuất sắc sứ mệnh cảm tử được tập đoàn này giao phó.

Dựa vào tốc độ vật chất được phóng ra, cũng như kích thước của các hạt, các nhà khoa học có thể xác định rõ hơn về cấu trúc và bản chất bề mặt của tiểu hành tinh Dimorphos.

Từ đó, các cơ quan vũ trụ như NASA có thể bảo vệ Trái Đất khỏi những cuộc công kích từ tiểu hành tinh nhờ hiểu rõ hơn về cấu trúc và thành phần của chúng để lên phương án đối phó.

Mặc dù sứ mệnh được cho là thành công rực rỡ, thậm chí "vượt sự kỳ vọng" theo một số người, nhưng dưới góc độ chuyên môn, những nhà quan sát khẳng định "dự án còn lâu mới hoàn thành". Đó là bởi việc kích hoạt một vụ nổ trong không gian có thể gây ra những hiệu ứng thực sự phức tạp, nằm ngoài dự đoán của con người.

Phá kỷ lục của phản ứng tổng hợp

Sau nhiều thập kỷ hứa hẹn, những tiến bộ đáng kể đã được thực hiện đối với phản ứng tổng hợp hạt nhân có kiểm soát để nó trở thành một nguồn năng lượng khả thi.

Vào tháng 9/2022, lò phản ứng siêu dẫn Tokamak của Hàn Quốc (KSTAR) đã chứng minh rằng nó có thể làm cho plasma duy trì ở 100 triệu độ C trong 30 giây. Đây được xem là bước ngoặt quan trọng trong cuộc chạy đua đảm bảo các công nghệ cho hoạt động plasma hiệu suất cao trong thời gian dài.

Từ đó, các nhà nghiên cứu kỳ vọng sẽ biến plasma một thành phần quan trọng của lò phản ứng tổng hợp hạt nhân thương mại trong tương lai, mang tới những hoạt động như một nguồn điện, nguồn năng lượng thay thế hiệu quả.

Bước tiến mới của "Hành trình quay lại Mặt Trăng"

Sau 3 lần trì hoãn do các yếu tố từ thời tiết, cho đến trục trặc hệ thống phóng, NASA cuối cùng đã có được buổi phóng thành công dành cho sứ mệnh Artemis-1 vào ngày 16/11/2022.

Mục tiêu chính của hoạt động là thử nghiệm tính khả thi của tên lửa và tàu vũ trụ để đảm bảo an toàn cho sứ mệnh có phi hành đoàn, dự kiến diễn sẽ ra vào năm 2024.

Đây chỉ là bước đầu thành công trong chương trình đầy tham vọng của NASA, bao gồm các kế hoạch xây dựng khu định cư lâu dài của con người, nhằm hỗ trợ các hoạt động khai thác và khoa học trên Mặt Trăng.

Dẫu vậy, những điểm khác biệt về môi trường sống, khí hậu với Trái Đất sẽ khiến ý tưởng này trở nên vô cùng thách thức.