Tinh thể thời gian và phá vỡ sự cân bằng chuyển dịch thời gian
Theo định luật Nhiệt động học đầu tiên, không có thứ gọi là động cơ vĩnh cửu có thể chuyển động mà không cần năng lượng đầu vào. Tuy nhiên mới đây, các nhà vật lý đã tạo ra những cấu trúc được gọi là tinh thể thời gian khiến chúng ta phải nhìn nhận lại khái niệm này.
Tinh thể thời gian hoạt động như một ví dụ có thực đầu tiên của một trạng thái vật chất mới gọi là “không cân bằng”, ở đó các nguyên tử có nhiệt độ khác nhau và không bao giờ cân bằng nhiệt với nhau. Các tinh thể thời gian có cấu trúc nguyên tử lặp đi lặp lại không chỉ trong không gian mà còn trong thời gian, cho phép chúng duy trì dao động liên tục mà không cần năng lượng. Điều này xảy ra ngay cả ở trạng thái năng lượng thấp nhất mà chuyển động, về mặt lý thuyết là không thể vì nó đòi hỏi tiêu hao năng lượng.
Vậy có phải các tinh thể thời gian đi ngược lại định luật vật lý? Về mặt kỹ thuật thì không. Bảo toàn năng lượng chỉ có thể được định nghĩa trong những hệ thống với sự đối xứng về chuyển dịch thời gian, ý tưởng cho rằng các định luật vật lý luôn như nhau ở mọi nơi và mọi lúc. Và nếu có một điều mà các tinh thể thời gian phá vỡ, đó là sự đối xứng dịch chuyển thời gian. Tuy nhiên, đây không phải là lần đầu tiên. Các nam châm cũng thường xuyên được nêu ra như những vật thể bất đối xứng tự nhiên vì chúng có một cực bắc và một cực nam.
Một lý do khác tại sao tinh thể thời gian không phá vỡ các định luật nhiệt động học là bởi vì chúng không bị cô lập hoàn toàn, thỉnh thoảng chúng lại cần một “cú đẩy” - chỉ cần một chút năng lượng bên ngoài để chúng bắt đầu lật ngược trạng thái. Những ứng dụng trong tương lai cho các tinh thể thời gian bao gồm việc truyền và lưu trữ thông tin trong các hệ thống lượng tử. Họ có thể đóng một vai trò quan trọng trong tin học lượng tử.
Những đôi cánh “sống” của chuồn chuồn
Merriam-Webster định nghĩa “cánh” là phần phụ chuyển động được, có lông hoặc có màng, được những động vật như chim, côn trùng và dơi sử dụng để bay lượn. Nó không phải là vật thể “sống”, nhưng các nhà côn trùng học tại Trường ĐH Kiel (Đức) đã có những phát hiện cho thấy một sự thật khác, ít nhất là ở chuồn chuồn.
Cánh chuồn chuồn.
Tuy nhiên, nhà côn trùng học Rhainer Guillermo Ferreira quan sát chiếc cánh của chuồn chuồn đực Zenithoptera qua kính hiển vi điện tử, ông nhìn thấy các ống khí quản tí hon, phân nhánh. Đây là lần đầu tiên người ta quan sát thấy điều này ở cánh côn trùng và sẽ cần nhiều thử nghiệm để xác định xem liệu đặc điểm sinh lý này có phổ biến ở tất cả loài chuồn chuồn hoặc thậm chí trong các loài côn trùng khác.
Bọ chét cổ đại chứa đầy máu khủng long
Các nhà khoa học Myanma đã phát hiện ra những mảnh hổ phách có niên đại cách đây 99 triệu năm, chứa những ký sinh trùng tương tự như bọ chét thời hiện đại. Một trong số chúng bị mắc kẹt trong bộ lông của khủng long, hai con được tìm thấy với một mảnh tổ khủng long và con thứ tư chứa no máu khủng long. Điều này khiến mọi người nghĩ đến một kịch bản kiểu Jurassic Park, dùng máu để hồi sinh khủng long. Thật không may, điều này sẽ không thể xảy ra vì chiết xuất các mẫu ADN từ loại hóa thạch được bảo quản trong hổ phách như thế này là không thể. Hiện các nhà khoa học vẫn đang tranh cãi về thời gian mà một phân tử ADN có thể tồn tại, nhưng ngay cả những ước tính lạc quan nhất cũng chỉ dừng ở vài triệu năm trong điều kiện lý tưởng.
Biến đổi gene ở người trưởng thành
Đỉnh cao của liệu pháp gene hiện nay là CRISP (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats), một nhóm các trình tự ADN tạo nên cơ sở cho một công nghệ được gọi là CRISPR/Cas9, về mặt lý thuyết có thể làm thay đổi vĩnh viễn ADN của con người.
Năm 2017, công cụ chỉnh sửa gene đã tiến thêm một bước sau khi một nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Nghiên cứu Proteome Bắc Kinh công bố đã sử dụng thành công CRISPR/Cas9 để chỉnh sửa các đột biến gây bệnh trong phôi người. Một nhóm khác từ Viện Francis Crick ở London đã đi theo hướng ngược lại, sử dụng công nghệ để cố ý tạo ra các đột biến trong phôi người lần đầu tiên (cụ thể, họ đã “tắt” một gene, ngăn không cho phôi phát triển thành túi phôi).
Các nghiên cứu cho thấy, CRISPR/Cas9 hoạt động và tương đối dễ dàng. Tuy nhiên, điều này đã gây những tranh cãi đạo đức về việc nên để công nghệ này tiến xa đến đâu. Về mặt lý thuyết, nó có thể dẫn đến “những đứa trẻ theo thiết kế” có thể sở hữu những đặc điểm trí tuệ, thể thao và thể chất theo yêu cầu của cha mẹ.
Cỗ máy nano tiêu diệt ung thư
Các nhà nghiên cứu từ ĐH Durham tuyên bố đã phát triển cỗ máy nano có khả năng khoan thủng tế bào ung thư và giết chết chúng chỉ trong 60 giây. Những cỗ máy nano nhỏ hơn 50.000 lần so với đường kính của một sợi tóc người. Chúng được kích hoạt bằng ánh sáng và quay từ hai đến ba triệu lần mỗi giây để có thể xuyên qua màng tế bào. Khi tới đích, chúng có thể làm nổ tung tế bào hoặc cung cấp thuốc điều trị.
Tiểu hành tinh có thể là phi thuyền của người ngoài trái đất
Mới chỉ một vài tháng sau khi các nhà thiên văn học thông báo khám phá ra “vị khách” vũ trụ đầu tiên của chúng ta, một tiểu hành tinh tên là “Oumuamua”. Kể từ đó, họ quan sát được nhiều điều lạ lùng về thiên thể này, thậm chí là một vật thể không đến từ hệ mặt trời. Trên thực tế, Oumuamua kỳ lạ đến nỗi họ tin rằng nó có thể là phi thuyền của người ngoài hành tinh.
Vậy, nếu là nhân tạo, thì nó có thể là gì? Một số người cho rằng đó là một tàu thăm dò của người ngoài hành tinh, trong khi một số khác cho rằng nó có thể là một tàu vũ trụ bị hỏng động cơ và hiện đang trôi dạt trong vũ trụ.