Tổng quan về không gian
Theo Bách khoa thư mở (EWO), không gian là khoảng không mở rộng ba chiều không vô biên, trong đó các vật thể và sự kiện có vị trí và hướng tương đối với nhau. Khái niệm không gian được coi là cơ bản để hiểu các tính chất vật lý và quá trình của vũ trụ. Tuy nhiên, vẫn có những tranh luận từ các nhà triết học, liệu không gian có phải là một thực thể, mối liên hệ giữa các thực thể, hay là một khái niệm định nghĩa trong khuôn khổ của ý thức. Theo quan điểm của Isaac Newton, không gian là tuyệt đối, theo nghĩa nó tồn tại vĩnh viễn và độc lập với sự có mặt hoặc không có mặt của vật chất trong không gian. Các nhà triết học tự nhiên khác, nổi bật là Gottfried Leibniz cùng thời với Newton, cho rằng không gian là một tập hợp các mối liên hệ giữa các vật thể, bằng khoảng cách và phương hướng giữa chúng. Trong thế kỷ 18, nhà triết học và thần học George Berkeley đã thử bác bỏ “sự nhìn thấy chiều sâu không gian” trong tác phẩm Essay Towards a New Theory of Vision của ông. Sau đó, nhà triết học Immanuel Kant lại cho rằng khái niệm không gian và thời gian không phải là kinh nghiệm mà một người rút ra từ trải nghiệm của thế giới bên ngoài, chúng là các phân tử của một khuôn khổ hệ thống đã tồn tại mà con người sở hữu và sử dụng để thiết lập lên mọi kinh nghiệm.
Trong thế kỷ 19 và 20, các nhà toán học bắt đầu nghiên cứu các loại hình học phi Euclid, trong đó không gian có thể cong, hơn là phẳng. Theo thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein, không gian xung quanh các trường hấp dẫn bị cong so với không gian phẳng Euclid. Các thí nghiệm kiểm nghiệm thuyết tương đối rộng đã xác nhận rằng hình học phi Euclid cung cấp những mô hình tốt hơn cho miêu tả hình dáng của không gian.
Môi trường phi trọng lực tạo ra nhiều căn bệnh y học vẫn chưa hiểu hết
Không gian ảnh hưởng đến sức khỏe con người như thế nào?
Bệnh không gian có thực hay hư ?
Vào đầu những năm 50 ở thế kỷ trước, một số phim khoa học viễn tưởng đã đề cập đến một căn bệnh mới mẻ, bệnh không gian (space disease). Ban đầu rất ít người tin do không phổ biến, chỉ gặp ở nhóm các phi hành gia. Nhưng trong thực tế nhiều người có cảm giác như họ đã từng mắc phải hoặc có thể nắm bắt được cảm giác về căn bệnh này. Nó được mô tả như một sự pha trộn của cả chứng say tàu xe lẫn mất phương hướng vào chung một dạng bệnh. Theo trang tin Space.com, bệnh không gian thực sự là một căn bệnh mà phần lớn các phi hành gia đã gặp phải nhưng họ lại không muốn nói đến hoặc muốn quên đi. Đơn giản, nếu cho rằng bị bệnh sẽ khiến họ bị loại khỏi chuyến bay, hoặc mất đi “yếu tố nam tính” của bản thân mình.
Cũng theo Space.com, có hơn một nửa các phi hành gia bị ảnh hưởng bởi căn bệnh nói trên, và càng trở nên trầm trọng đến các chuyển động của cơ thể, nhất là chuyển động của đầu. Vì sao căn bệnh không gian lại xuất hiện, đến nay khoa học vẫn chưa hiểu hết. Bệnh chuyển động chắc chắn là cốt lõi của vấn đề, bởi trong không gian con người liên tục di chuyển nhưng lại bị “cầm chân” bởi các tác động sinh lý của môi trường phi trọng lực. Hậu quả chất lỏng tích tụ bên trong đầu do lực hấp dẫn bằng không (zero), khi chất lỏng tích tụ nên chất lỏng không thể di chuyển dễ dàng như dưới mặt đất. Mặt khác, do sống trong môi trường đặc biệt này nên hầu hết các phi hành gia đều phải thích ứng, cuối cùng sinh bệnh.
Môi trường không gian làm thay đổi gen người?
Đầu năm 2018, báo chí có đề cập tới thông tin về ADN của phi hành gia Scott Kelly người Mỹ đã bị thay đổi 7% do phải sống và làm việc trong môi trường không gian gần 1 năm. Việc Scott Kelly phải làm việc với thời gian lâu trên trạm không gian là để xác định xem cơ thể con người thích ứng như thế với cuộc sống lâu dài trong không gian, phục vụ cho dự án khám phá sao Hỏa trong tương lai. Scott Kelly có một người anh sinh đôi tên là Mark. Với dự án thử nghiệm nói trên, Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) muốn so sánh ADN, đặc tính di truyền của Scott với anh trai sau gần 1 năm từ không gian trở về.
Scott Kelly có 7% ADN thay đổi do sống trong vũ trụ gần 1 năm
Cụ thể hơn, Scott Kelly đã sống ở ngoài vũ trụ trên Trạm Không gian Quốc tế (ISS) trong thời gian 342 ngày. Người anh trai Mark, một phi hành gia đã nghỉ hưu, là cặp song sinh, có chung ADN với Scott. Điều này mang đến cơ hội chưa từng thấy cho NASA để nghiên cứu về quá trình du hành ngoài không gian trong thời gian dài ảnh hưởng như thế nào đến cơ thể và hệ gen. Cấu trúc telomere (phần cuối chuỗi nhiễm sắc thể) của Scott đã trở nên dài hơn một chút khi ở ngoài không gian nhưng lại ngắn lại trong hai ngày khi Scott trở về Trái đất. Theo các nhà nghiên cứu, khoảng 7% gen của Scott Kelly thay đổi so với ADN của người anh trai.
Theo trang tin Vox, NASA đã khám phá thấy môi trường không gian làm thay đổi gen con người nhưng không nhiều. Vox cho biết thêm, gen của Scott đã được tinh chỉnh theo những cách liên quan đến việc sửa chữa ADN, nhưng không khác nhiều so với môi trường sống căng thẳng của thợ lặn dưới biển hoặc leo lên các đỉnh núi cao. Rất có thể những thay đổi này mang tính tự nhiên giúp con người thích ứng nhanh với môi trường mới. Đây là nghiên cứu tạo tiền đề cho dự án chinh phục sao Hỏa dài tới 3 năm, dự kiến sẽ được khởi động vào những năm 2030 sắp tới.
Môi trường không gian làm thay đổi hình dạng não bộ?
Khi nói đến bộ não của con người, hầu hết chúng ta đều không biết nhiều về cách thức chúng hoạt động. Ngay cả các nhà khoa học cũng không hiểu hết 100% nguyên lý hoạt động của não nên rất nhiều căn bệnh liên quan đến não đến nay vẫn chưa có thuốc đặc trị. Duy chỉ có điều mọi người đều nhất nhất trí, dù làm gì đi chăng nữa thì bộ não của chúng ta đều có hình dạng giống nhau. Thật không may, khi sống trong môi trường không gian, hình dạng não bộ lại thay đổi so với khi con người sống dưới mặt đất.
Thông qua kỹ thuật MRI quét não phi hành gia, các nhà khoa học phát hiện thấy, có sự thay đổi đáng kể trong khối lượng chất xám. Trong khi một số vùng của não mở rộng thì lại có vùng co ngót lại, rất có thể sự thay đổi này liên quan đến việc phân phối lại dịch não tủy trong môi trường phi trọng lực. Theo Space.com, các phi hành gia, những người sống nhiều trong không gian có những thay đổi lớn về hình dạng bộ não, nhất là các vùng não chi phối chức năng vận động và hai chi dưới, cũng như vùng chi phối giác quan của cơ thể. Các nhà khoa học tin rằng, những thay đổi này mang tính tích cực, giúp não học cách thích ứng với chuyển động trong môi trường phi trọng lực, điều này hoàn toàn không có khi con người sống trên trái đất, kể cả trường hợp cố tình. Trong không gian, để giúp cơ thể tồn tại thì buộc não phải thay đổi dần dần mỗi ngày, cho dù người trong cuộc có muốn hay không.
Môi trường không gian làm con người tăng chiều cao và gây giảm thị lực
Hệ miễn dịch không phát huy hết tác dụng?
Khi hoạt động đúng cách, hệ miễn dịch của cơ thể rất ấn tượng, giúp cơ thể tấn công lại các loại vi-rút và vi khuẩn gây bệnh cho cơ thể, duy trì cơ thể luôn khỏe mạnh. Tuy nhiên, không phải lúc nào hệ miễn dịch cũng làm tốt chức năng như mong muốn, nhất là trong môi trường không gian. Mặc dù những bí ẩn chưa được giải mã hết nhưng chắc chắn, môi trường không gian đã làm cho hệ thống miễn dịch của cơ thể hoạt động theo những cách kỳ lạ hơn.
Theo Space.com, một số hoạt động tế bào của cơ thể bị cản trở đáng kể sau một khoảng thời gian sống trong không gian, đôi khi nghiêm trọng đến mức nó đánh thức các virút tiềm ẩn như thủy đậu, mặc dù không có hề triệu chứng. Không phải tất cả các phi hành gia bị phát ban và có các triệu chứng dị ứng, nhưng đây là căn bệnh khá phổ biến xảy ra trong môi trường không gian. Space.com giải thích, những thứ phơi nhiễm như tiếp xúc bức xạ, căng thẳng cực độ, vi khuẩn, giấc ngủ bị thay đổi, và ảnh hưởng của phi trọng lực... được xem là các yếu tố nặng ký làm cho hệ thống miễn dịch của con người bị suy giảm. Chưa chắn và cần phải thêm nhiều nghiên cứu chuyên sâu, nhưng điều này là có thật, buộc khoa học phải xử lý dứt điểm trước khi phi hành đoàn đầu tiên được gửi đến sao Hỏa vào những năm đầu của thập niên 3 trong thế kỷ này.
Cũng theo Space.com, ngoài ảnh hưởng đến hệ gen, não bộ, hệ miễn dịch, môi trường không gian còn làm thay đổi nhiều bộ phận khác của cơ thể như làm giảm thị lực, có tới 23 % các phi hành gia của NASA bị mắc chứng cận thị, hay 49% các du nhà du hành trong các chuyến bay dài ngày bị giảm thị lực. Tiếp đến là hiện tượng mất ngón tay, giảm mật độ xương (khoảng 2%) và một hiện tượng lạ khác chưa giải thích được, đó là tăng chiều cao, ví dụ những phi hành gia cao 6 feet (1m 8 trở lên) cao thêm khoảng 2 inxơ (trên 5 cm).