Giải Nobel y học năm 2013 đã vinh danh ba nhà khoa học là James E. Rothman, Randy W. Schekman và Thomas C. Südhof cho những khám phá về cơ chế điều hòa hệ thống vận chuyển trong tế bào.

Ba nhà khoa học đoạt giải Nobel năm nay đã giải mã được những bí ẩn về cách thức các tế bào tổ chức hệ thống vận chuyển của mình.

Mỗi tế bào trong cơ thể chúng ta có thể được ví như một nhà máy sản xuất và xuất khẩu "hàng hóa" là những phân tử. Ví dụ insulin - một hoóc-môn mà nếu thiếu sẽ gây ra bệnh tiểu đường - được sản xuất và giải phóng vào máu, và các tín hiệu hóa học có tên là các chất dẫn truyền thần kinh được gửi từ tế bào thần kinh này tới tế bào thần kinh khác. Những phân tử này được đóng gói thành những "túi" nhỏ và được vận chuyển trong tế bào. Các nhà khoa học đã tìm ra những nguyên tắc phân tử điều khiển cơ chế phân phối "hàng hóa" tới đúng chỗ và đúng lúc trong tế bào.

Cũng giống như một bến cảng lớn và đông đúc, phải có nhiều hệ thống để đảm bảo "hàng hóa" được vận chuyển tới đúng lúc và đúng chỗ. Tế bào, với những thành phần khác nhau gọi là các bào quan, đối mặt với một vấn đề giống nhau: Tế bào sản xuất các các phân tử như nội tiết tố, chất dẫn truyền thần kinh, cytokin và các enzym và những "hàng hóa" này phải được đưa tới các nơi khác bên trong tế bào, hoặc "xuất khẩu" ra ngoài tế bào vào đúng thời điểm thích hợp. Thời gian và địa điểm là yếu tố quyết định tất cả. Những "túi" tí hon giống như những bong bóng nhỏ, có màng bao quanh, như những con thoi vận chuyển "hàng hóa" qua lại giữa các bào quan hoặc hợp nhất với màng ngoài của tế bào và giải phóng "hàng hóa" ra ngoài tế bào. Điều này rất quan trọng vì nó sẽ kích hoạt hoạt động của thần kinh trong trường hợp "hàng hóa" là chất dẫn truyền thần kinh, hoặc điều khiển hoạt động chuyển hóa các chất trong trường hợp "hàng hóa" là các hormon. Thế nhưng làm thế nào mà những "túi hàng" này biết được là chúng phải đến đâu và vào lúc nào để phân phối "hàng"?

Randy Schekman, nhà khoa học Mỹ sinh năm 1948 ở St Paul, Minnesota, hiện là giáo sư Khoa Sinh học phân tử và tế bào, Trường Đại học California và là nhà nghiên cứu tại Viện Y học Howard Hughes, đã tìm ra một bộ các gen cần thiết cho việc vận chuyển các "túi hàng".

James Rothman, sinh năm 1950 tại Haverhill, Massachusetts, hiện là Giáo sư Trưởng khoa Sinh học tế bào, Trường Đại học Yale, Mỹ, đã khám phá ra hệ thống protein cho phép các "túi hàng" hợp nhất với đích đến để chuyển giao hàng hóa.

Còn Thomas Südhof thì phát hiện được cơ chế mà nhờ đó các tín hiệu hướng dẫn cho các "túi hàng" giải phóng "hàng hóa" của mình với sự chính xác tuyệt đối. Ông sinh năm 1955 ở Göttingen, Đức và hiện là Giáo sư Phân tử và Sinh lý tế bào tại Trường Đại học Stanford, Mỹ.

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đoạt giải Nobel năm nay đã làm sáng tỏ một quá trình cơ bản trong sinh lý học tế bào. Những khám phá này có tác động rất lớn đến hiểu biết của chúng ta về cách thức mà "hàng hóa" do tế bào sản xuất ra được vận chuyển kịp thời và chính xác ở trong và ngoài tế bào. Thiếu đi sự tổ chức cực kỳ chính xác này, hoạt động của tế bào sẽ rơi vào hỗn loạn hậu quả là nhiều bệnh sẽ xảy ra, bao gồm các rối loạn thần kinh, miễn dịch và bệnh tiểu đường.

Đọc Thêm…

Một nhóm công nhân xây dựng tại Alberta, Canada phát hiện ra phần đuôi hóa thạch nguyên vẹn của một con khủng long.

Hóa thạch đuôi khủng long được phát hiện ở Alberta, Canada. Ảnh: Twitter

Phần đuôi hóa thạch nguyên vẹn được một thợ máy thuộc Tập đoàn Tourmaline Oil phát hiện có chiều dài hơn 3 m, CBC News đưa tin.

Ban đầu, người công nhân cho rằng đây chỉ là những mẩu đá sứt mẻ ở khu vực làm việc. Tuy nhiên, khi phát hiện đây là các đốt sống đặc biệt, anh đã dừng làm việc là thông báo cho các chuyên gia.

Tiến sĩ Matthew Vavrek, nhà cổ sinh vật học chuyên nghiên cứu về loài khủng long Pipestone Creek, rất bất ngờ khi chứng kiến kích thước và tình trạng bảo quản của hóa thạch khổng lồ này. "Khi quan sát xung quanh, chúng tôi nhận thấy đây là phần đuôi hóa thạch của một con khủng long. Lần gần đây nhất tôi được nhìn thấy điều tương tự là trong một bảo tàng", CNN dẫn lời ông Vavrek cho hay.

Các chuyên gia cho rằng có thể phải mất vài năm để xác định đuôi hóa thạch này thuộc loài khủng long nào.

Alberta là khu vực phát hiện nhiều hóa thạch. Một nhóm các nhà cổ sinh vật học đã dành 12 ngày để khai quật mẫu hóa thạch khủng long 3 sừng nặng hơn 2 tấn ở Drumheller, Alberta hồi tháng 8.

Đọc Thêm…

Chúng ta, những con người bé nhỏ, đã khám phá được bao nhiêu về vũ trụ bao la? Làm sao chung ta có thể biết chắc thế nào là đủ và không đủ về vũ trụ?


Cho đến nay, các nhà khoa học đã kết luận gần như chắc chắn rằng phần lớn vật chất trong vũ trụ bao gồm vật chất tối, một dạng vật chất không nhìn thấy và có thành phần khác với các nguyên tử quen thuộc cấu tạo nên các vì sao và hành tinh. Đã đến lúc để nói lên thực tại mới về vị thế của chúng ta trong vũ trụ. Dưới đây là 7 điều thiết yếu mà mỗi công dân của vũ trụ nên biết về vật chất tối.

1. Vật chất tối là có thật

Bằng chứng về vật chất tối xuất hiện trong một bài báo công bố bởi nhà thiên văn học người Thụy Sĩ, Fritz Zwicky vào năm 1933 - gần một thập kỉ sau khi Edwin Hubble chứng minh rõ ràng sự tồn tại của những thiên hà khác.

Zwicky lưu ý rằng các thiên hà đang chuyển động nhanh đến mức sẽ bay ra xa nhau, tuy nhiên các đám thiên hà vẫn không thay đổi gì. Ông kết luận rằng phải có một chất liệu gì đó (vật chất tối) phân bố trong các đám thiên hà, cung cấp lực hấp dẫn để giữ vạn vật lại với nhau.

Lúc ấy, đa số các nhà thiên văn học xem điều đó chỉ là suy đoán, và quan điểm quá xa lạ để tin tưởng. Vào thập niên 1970, nhà thiên văn học người Mĩ Vera Rubin đã thay đổi quan điểm của số đông với một kính thiên văn hiện đại.

Bà thấy rằng các thiên hà quay có hệ thống nhanh đến mức chúng sẽ bay ra xa nhau trừ khi được giữ lại bởi vật chất tối - hay trừ khi kiến thức của chúng ta về lực hấp dẫn là sai.

Gần đây hơn, các nhà vật lí thiên văn đã tiến hành những chương trình mô phỏng tinh vi trên máy tính về sự hình thành thiên hà. Những mô hình này ăn khớp với cấu trúc quan sát được của vũ trụ, nhưng chỉ khi họ bao gộp cả vật chất tối vào trong các phương trình.



Có hai bằng chứng khác ủng hộ mạnh mẽ cho sự hình thành vật chất tối. Một bằng chứng đến từ các quan sát sự hội tụ do hấp dẫn, sự bẻ cong ánh sáng do lực hấp dẫn. Các nhà thiên văn có thể lập bản đồ thô sự phân bố vật chất trong các đám thiên hà bằng cách quan sát cách chúng làm biến dạng ánh sáng của những thiên hà ở xa hơn.

Những bản đồ này không những xác nhận sự có mặt của những lượng lớn vật chất tối, mà chúng còn cho thấy vật chất tối chuyển động độc lập với chất khí nóng trong đám thiên hà, điều mà những lí thuyết thay thế của lực hấp dẫn không dễ dàng gì giải thích được.

Một hướng bằng chứng nữa, hoàn toàn độc lập, đến từ các nghiên cứu bức xạ nền vũ trụ, bức xạ tàn dư từ thời vụ nổ BigBang. Sự phân bố của bức xạ nền trên bầu trời rất nhạy với thành phần chính xác của vũ trụ sơ khai. Hình ảnh phân bố quan sát được cho phép thực hiện một phép đo rất chính xác của thành phần của chúng ta, trong đó vật chất tối nặng gấp vật chất nhìn thấy theo tỉ số 5,5 : 1.

Cả ba loại quan sát không những thể hiện bằng chứng của vật chất tối, mà chúng còn cho biết lượng vật chất bằng nhau. Đó là những bằng chứng hết sức thuyết phục.

2. Vật chất tối đôi lúc có thể nhìn thấy được

Nghe có vẻ mâu thuẫn với toàn bộ những gì ở trên. Vật chất tối có vẻ không tương tác với ánh sáng hay bất kì dạng nào khác của bức xạ điện từ, nhưng nó có thể tương tác với chính nó. Một trong những lí thuyết của vật chất tối cho rằng nó gồm những hạt sơ cấp gọi tắt là WIMP (hạt nặng tương tác yếu) có thể hủy lẫn nhau nếu chúng va vào nhau.

Trong không gian vũ trụ mênh mông, các hạt không va chạm thường xuyên lắm nhưng thi thoảng chắc hẳn sẽ xảy ra va chạm. Nếu hai hạt WIMP hủy lẫn nhau, chúng có thể tạo ra bức xạ nhìn thấy được ở dạng tia gamma hoặc chúng có thể giải phóng những loại hạt quen thuộc hơn, ví dụ như electron và phản hạt của chúng, positron.

Thật vậy, hai thí nghiệm trên vũ trụ hiện đang tìm kiếm cả hai tín hiệu, và đều tìm thấy một số dấu hiệu hấp dẫn của cái gì đó lạ đang diễn ra trong không gian sâu thẳm.

Kính thiên văn vũ trụ tia gamma Fermi của NASA đã thu được một ánh lóe sáng cực kì mờ nhạt nhưng khác lạ của tia gamma có một năng lượng rất đặc trưng: 130 GeV, hay khoảng 60 tỉ lần năng lượng của ánh sáng nhìn thấy.

Tín hiệu trông rất giống với sự phân hủy của một hạt vật chất tối, nhưng Christoph Weniger thuộc Viện Vật lí Max Planck cảnh giác rằng: bằng chứng hiện nay có thể còn mơ hồ.

Những gợi ý khác của vật chất tối đến từ Samuel Ting và thí nghiệm Từ Phổ kế Alpha, AMS, trị giá 2 tỉ USD trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. AMS đang thu được một sự dư thừa chút ít positron đến từ mọi hướng của bầu trời, và một lần nữa, lại khớp với sự có mặt của vật chất tối nhưng chưa hoàn toàn thuyết phục. Vẫn chờ có thêm nhiều kết quả nữa. Ting cho biết sẽ mất thêm "vài ba năm nữa" mới có đủ dữ liệu để kết luận chắc chắn.



3. Vật chất tối tồn tại ngay trên hành tinh của chúng ta

Về lý thuyết, chúng ta đang bơi trong vật chất tối. Vì vật chất tối thụ động như thế, nên phần lớn thời gian nó lướt qua và không ai trên mặt đất này có cảm nhận gì về nó. Nhưng bắt đầu vào thập niên 1990, một số nhà vật lí đã quyết định thử dò tìm các hạt vật chất tối khi chúng đi qua.

Với suy luận rằng, một hạt vật chất tối có thể va chạm với một nguyên tử vật chất bình thường, gây cho nó một cú hích. Cú hích đó có khả năng phát hiện được dưới dạng một tín hiệu nhiệt: một lượng nhiệt hết sức nhỏ.

Một vài thí nghiệm theo xu hướng này đã khẳng định những dấu hiệu "trêu ngươi" của các tín hiệu vật chất tối. Những kết quả nổi tiếng nhất đến từ detector có tên gọi là là DAMA, viết tắt cuả DArk MAtter. Tuy nhiên, ngoài những người tin tưởng tuyệt đối, chẳng ai xem những kết quả này là có sức thuyết phục. Một thí nghiệm mới gọi là LUX sẽ làm sáng tỏ tình huống này.

"Độ nhạy (của nó) tốt hơn nhiều so với các thí nghiệm dò tìm trực tiếp trước đây," phát biểu của nhà nghiên cứu chính của thí nghiệm LUX, Richard Gaitskell thuộc trường Đại học Brown. Vào lúc LUX hoàn tất đợt chạy đầu tiên của nó vào năm 2015, Richard hi vọng nó sẽ là "một thí nghiệm rất rõ ràng".

4. Chúng ta có thể tạo ra vật chất tối của riêng mình.

Đó là một trong những mục tiêu lớn giành cho Máy Va chạm Hadron Lớn (LHC) tại CERN: sản xuất vật chất tối trong phòng thí nghiệm để các nhà khoa học có thể nghiên cứu nó. Cơ sở cốt lõi của LHC là cho các hạt lao vào nhau để chúng không còn sự bình lặng của vật lí học nữa.

Về căn bản, những lượng năng lượng khổng lồ tạo ra tại LHC có thể tự phát chuyển hóa thành những hạt đa dạng (khối lượng và năng lượng là tương đương nhau theo công thức e = mc2). Đó là cách các nhà vật lí tại LHC đã tìm thấy boson Higgs.

Nếu các hạt WIMP có cùng cỡ khối lượng như các nhà lí thuyết dự đoán, thì LHC cũng sẽ tạo ra chúng. Những hạt vật chất tối như thế sẽ khó lần ra do bản chất hay lảng tránh của chúng.

Chúng có xu hướng bay ngay ra khỏi detector, không nhìn thấy được, và vì thế thoạt trông sẽ biểu hiện sự thiếu hụt năng lượng trong các phản ứng LHC: Thêm một cái bóng để rượt đuổi.

Tuy nhiên, nếu các hạt WIMP thật sự có mặt ở đó, thì các nhà nghiên cứu dày dạn kinh nghiệm và các máy vi tính khổng lồ sẽ có thể tìm thấy chúng khi cỗ máy va chạm khởi động trở lại vào năm 2015.

5. Vật chất tối hoàn toàn khác với năng lượng tối



Vào năm 1998, hai nhóm vũ trụ học cạnh tranh nhau đều phát hiện ra sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc. Lực gây ra sự giãn nở vũ trụ ngày nay được gọi là "năng lượng tối", một thuật ngữ do Michael Turner tại trường Đại học Chicago đặt ra để đối ứng với vật chất tối (và thỉnh thoảng bị nhầm lẫn). Cả hai đều tối theo nghĩa là chúng không nhìn thấy được, và cả hai đều tối theo nghĩa là chúng bí ẩn.

Nhưng vật chất tối có vẻ như gồm một loại hạt nào đó, và nó tác dụng một lực hút hấp dẫn có xu hướng mang vạn vật đến gần nhau. Nó kết dính các thiên hà và đám thiên hà, và có thể cung cấp lực hút bổ sung cho phép những cấu trúc này được tạo ra lúc ban đầu.

Mặt khác, năng lượng tối thì ít được hiểu hơn vì nó có vẻ là một dạng năng lượng thấm đẫm vào cấu trúc của không gian, và nó lực một lực đẩy - gần giống như lực phản hấp dẫn - trên những cự li thật xa. Khó hiểu hơn nữa, năng lượng tối tương đương với khối lượng và khi bạn cộng gộp toàn bộ khối lượng đó, thì năng lượng tối là thành phần trội của vũ trụ.

6. Chất liệu tối thật sự trội

Dựa trên những quan trắc mới nhất từ đài thiên văn Planck, vũ trụ gồm 68,3% năng lượng tối, 26,8% vật chất tối, và 4,9% vật chất bình thường. Một viễn cảnh u ám: hơn 95% vũ trụ là tối tăm và về cơ bản không thể quan sát được, phần lớn vũ trụ không bao gồm vật chất, và phần lớn vật chất không bao gồm những nguyên tử giống như những nguyên tử cấu tạo nên chúng ta.

7. Vũ trụ tối cũng có cuộc sống của riêng nó

Năm 2011, Savas Dimopoulos thuộc trường Đại học Stanford cho rằng vật chất tối có thể tạo ra những nguyên tử tối tạo ra ngành hóa học tối. Neal Weiner tại trường Đại học New York còn tiến xa hơn với việc nêu vấn đề: làm thế nào giả thuyết được cấu tạo vật chất tối trong vũ trụ. Câu trả lời là chuyện đó không dễ dàng gì. Và mới đây, một nhóm nhà vật lí Harvard, đứng đầu là JiJi Fan và Lisa Randall, đã lí thuyết hóa rằng một vật chất tối nào đó có thể lạnh đi và co lại giống hệt như khí hydrogen, dẫn tới khả năng có những thiên hà tối, và có lẽ cả những ngôi sao tối và hành tinh tối.

Đọc Thêm…

Mặt trăng có thể khởi nguồn từ sao Kim, và trọng lực của Trái đất đã hút vệ tinh tự nhiên của hành tinh láng giềng để biến nó thành của mình.

Sao Kim (Venus) là hành tinh láng giềng của Trái đất, nhưng gần mặt trời hơn

Giả thuyết mới về nguồn gốc của mặt trăng hoàn toàn tương phản với lập luận trước đây rằng chị Hằng đã hình thành khoảng 4,5 tỉ năm trước, khi một hành tinh va vào Trái đất với tốc độ khủng khiếp.

Dave Stevenson, giáo sư khoa học hành tinh của Đại học Caltech (Mỹ), đã đưa ra giả thuyết trên sau khi cho rằng sao Kim không có mặt trăng nào cả, và giới thiên văn cần nghiên cứu thêm về hành tinh láng giềng của Trái đất.

Giả thuyết 'cướp mặt trăng' lập luận rằng Trái đất đã dùng trọng lực để thu hút vệ tinh này vào quỹ đạo của mình.

Tuy nhiên, kết cấu hóa địa của Trái đất và mặt trăng nhiều khả năng phủ nhận giả thuyết mới, theo SPACE.com.

Kết quả phân tích đá mặt trăng được mang về từ các sứ mệnh Apollo của NASA cho thấy chị Hằng có kết cấu đồng vị rất tương đồng với Trái đất.

Nếu cả mặt trăng và Trái đất có đồng vị tương tự nhau, giả thuyết trên không có căn cứ thuyết phục, theo giáo sư Alex Halliday của Đại học Oxford (Anh).

Tuy nhiên, giáo sư Halliday cũng ấn tượng trước một số khía cạnh trong giả thuyết mới, vì trên thực tế Trái đất và sao Kim có tỷ số khối tương đồng, và có thể được tượng hình theo cùng một cách thức.

Đọc Thêm…

( Khoa học) - Paul Barnett - một người làm vườn sống ở Chidham, gần Chichester, West Sussex (nước Anh) đã dành 24 năm để tạo ra một cây táo đặc biệt gồm có 250 giống khác nhau.

Trên cây táo độc đáo này có cả những loại táo hiếm như Withington Fillbasket và Magnum Eady...

Paul Barnett bên cạnh tác phẩm của mình

Ông Barnett thường gieo táo vào mùa hè và tiến hành ghép táo vào mùa đông hàng năm. Ông cũng là chủ nhân của một trang trại hoa quả trồng khoảng 90 giống táo khác nhau.

Barnett đã phải sử dụng các thanh gỗ để chống đỡ các cành táo sai trĩu quả.

Cây táo sai trĩu quả.

Táo giống được ông mua tại Trung tâm Lưu trữ giống cây ăn quả quốc gia, nơi có 2.200 trong số 6.000 giống táo được con người biết tới.

Ông dự kiến sẽ tiến hành thu hoạch các loại táo từ cây đặc biệt này và tham gia hội chợ làm vườn trong tháng tới.

Đọc Thêm…