Giới khoa học đang chấn động. Những khám phá mới từ Kính viễn vọng Không gian James Webb (một dự án hợp tác giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu – ESA, NASA và Cơ quan Vũ trụ Canada – CSA) không chỉ gây bất ngờ, mà còn thách thức tận gốc những giả định lâu nay về cách vũ trụ vận hành.

Về cơ bản, dường như vũ trụ không còn tuân theo những “luật chơi” mà con người vẫn tưởng rằng mình đã hiểu.

Vậy điều đó có ý nghĩa gì cho thám hiểm không gian, công nghệ vũ trụ và những bước tiến deep tech trong tương lai? Và các doanh nghiệp công nghệ vũ trụ, nhà sáng chế, nhà đầu tư và quỹ VC ở châu Âu cần cân nhắc điều gì trước những phát hiện mới này?

Tại Beyond Earth Ventures, chúng tôi tập trung vào các startup xây dựng tên lửa, AI cho vệ tinh, công nghệ sinh học không gian và đột phá trong nhiệt hạch.

Nhưng với niềm đam mê vũ trụ, chúng tôi còn thích nhìn xa hơn – vượt qua bảng vốn và những bản tóm tắt trực quan – để đi sâu vào nơi mà lý thuyết sụp đổ và bí ẩn bắt đầu.

Đó là lý do Kính viễn vọng Webb trị giá 10 tỷ đô la được phóng từ bãi phóng vũ trụ châu Âu ở Guiana thuộc Pháp, nhằm quan sát thứ ánh sáng cổ xưa nhất trong vũ trụ. Được phóng vào năm 2021, Webb chính thức đi vào hoạt động toàn diện từ tháng 7/2022.

Webb không chỉ là bản nâng cấp của Hubble. Nó là một cỗ máy du hành thời gian, một “người gác cổng” hồng ngoại, và quan trọng hơn cả – một “kẻ hủy diệt” những giả định khoa học vốn khiến chúng ta yên tâm bấy lâu nay.

Nhờ Webb, ngày càng rõ ràng rằng chúng ta đang đứng trước một cuộc chuyển mình lớn trong vật lý lý thuyết và vũ trụ học. Trong vài năm tới, hãy chờ đón làn sóng những giả thuyết táo bạo, sự viết lại giáo trình, và những cuộc tranh luận sôi nổi về mọi thứ – từ lực hấp dẫn cho đến nguồn gốc của các thiên hà.

Trước khi bàn sâu về tác động, hãy cùng điểm lại những phát hiện lớn từ Webb – những khám phá đang đục thủng bức tường kiến thức mà loài người từng nghĩ là vững chắc. Một số đã tạo ra khủng hoảng lý thuyết, số khác có thể khai sinh những lĩnh vực nghiên cứu và sáng chế hoàn toàn mới.

Những cuộc cách mạng vĩ đại nhất bắt đầu từ khi lý thuyết không còn khớp với dữ liệu. Đó là điều đã xảy ra với cơ học lượng tử, với thuyết tương đối rộng, với DNA. Và có lẽ, giờ đây là với Kính viễn vọng Webb.

Đây là 10 phát hiện của nó thách thức các lý thuyết của chúng ta về vũ trụ:

1. Vũ trụ đang giãn nở nhanh hơn dự kiến

Chúng ta đã biết về "Căng thẳng Hubble," nhưng Webb vừa xác nhận điều đó với độ chính xác cao hơn. Theo tính toán, vũ trụ đang giãn nở với tốc độ 70-76 km/giây/megaparsec (km/s/Mpc) — nhanh hơn nhiều so với 67 km/s/Mpc được dự đoán bởi các mô hình dựa trên vũ trụ sơ khai (bức xạ nền vi sóng vũ trụ). Nói cách khác: có điều gì đó trong vật lý hiện tại của chúng ta đang sai, hoặc ít nhất là chưa đầy đủ. Liệu có cần điều chỉnh khái niệm năng lượng tối? Một lực mới chưa được biết đến? Hay sự hiểu lầm về vũ trụ thời kỳ sơ khai? Cánh cửa cho những giả thuyết mới đang mở ra.

2. Các thiên hà trưởng thành quá nhanh

Webb đã phát hiện những thiên hà khổng lồ, hoàn chỉnh chỉ 500–700 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn. Chúng to lớn ngang ngửa Dải Ngân Hà, nhưng sự xuất hiện sớm này lại đi ngược hoàn toàn với khoa học hiện nay. Theo mô hình vũ trụ học chuẩn, các thiên hà phải phát triển chậm rãi. Nhưng thực tế cho thấy chúng đã “phình to” cực nhanh. Hoặc là chúng ta đang bỏ lỡ một yếu tố quan trọng — hoặc vũ trụ sơ khai đã vận hành hiệu quả hơn rất nhiều so với suy nghĩ trước đây.

3. Vật chất tối có thể sai — MOND mới đúng?

Đây là một phát hiện gây tranh cãi: dữ liệu từ Webb có vẻ phù hợp hơn với Động lực học Newton Hiệu chỉnh (MOND) so với thuyết vật chất tối vốn được coi là nền tảng. MOND từ lâu bị coi là “kẻ ngoài lề” trong các lý thuyết về lực hấp dẫn. Nhưng nếu những thiên hà sơ khai sáng hơn và lớn hơn dự đoán — đúng như MOND tiên đoán — thì có lẽ chúng ta phải cân nhắc lại “bàn tay vô hình” nào thực sự đang định hình vũ trụ.

4. Lỗ đen quá tham vọng

Làm sao có thể hình thành một lỗ đen nặng 9 triệu khối lượng Mặt Trời chỉ 570 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn? Đó chính là điều Webb tìm thấy. Theo các mô hình hiện tại, vũ trụ sơ khai không có đủ thời gian hoặc vật chất để tạo ra những lỗ đen lớn nhanh như vậy. Điều này gợi ý hoặc tồn tại vật lý chưa được biết đến, hoặc có cơ chế hình thành hoàn toàn khác. Một số lỗ đen trong những thiên hà sơ khai còn nặng gấp 1.000 lần (tương quan với thiên hà) so với lỗ đen trong vũ trụ ngày nay. Hoặc là chúng được sinh ra từ một cơ chế “dị thường”, hoặc ngay từ đầu chúng đã khởi phát từ thứ gì đó lớn hơn nhiều so với các ngôi sao.

5. Hóa học phức tạp xuất hiện quá sớm:

Thiên hà JADES-GS-z14-0, chỉ mới 300 triệu năm tuổi, đã chứa nhiều nguyên tố nặng như nitơ — vốn thường cần hàng tỷ năm và nhiều thế hệ sao mới hình thành được. Làm sao những nguyên tố này có mặt sớm đến vậy? Hoặc các ngôi sao đầu tiên đã hình thành và chết đi nhanh hơn nhiều so với dự đoán, hoặc Vụ Nổ Lớn đã để lại cho vũ trụ một “bản dựng sẵn” giàu vật chất hơn chúng ta nghĩ.

6. Các ngôi sao ra đời với tốc độ chóng mặt

Webb cho thấy các thiên hà sơ khai là những “nhà máy sao” bùng nổ dữ dội — điều khiến các nhà khoa học bất ngờ. Các mô hình từng dự đoán sự hình thành sao diễn ra chậm và đều đặn. Nhưng thay vào đó, chúng ta thấy những “quả cầu khổng lồ đầy sao non”. Có lẽ do thiếu bụi vũ trụ, hoặc do một dạng vật lý khác, đã thúc đẩy quá trình này nhanh hơn rất nhiều. Một lần nữa, các mô hình hiện tại không theo kịp thực tế.

7. Đĩa hành tinh tồn tại lâu hơn dự đoán

Các đĩa khí bụi quanh sao — nơi hình thành hành tinh — vốn được cho là biến mất nhanh chóng. Nhưng Webb phát hiện chúng có thể tồn tại 20–30 triệu năm. Đây là tin cực kỳ tốt cho việc hình thành ngoại hành tinh, và thậm chí cả sự sống. Nếu các hệ hành tinh có nhiều thời gian để phát triển, thì những môi trường phù hợp cho sự sống có thể phổ biến hơn chúng ta từng dám hy vọng.

8. Các thiên hà có hình dạng kỳ lạ

Một nửa số thiên hà sơ khai trông giống mì ống hay ván lướt sóng, chứ không phải những đốm tròn nhỏ như dự đoán. Mô hình chuẩn cho rằng các cấu trúc phức tạp sẽ hình thành muộn hơn. Nhưng Webb đang cho thấy các thiên hà đã sớm “có tổ chức” — và còn ở những hình dạng bất ngờ. Điều này cho thấy chúng ta cần suy nghĩ lại về động lượng góc và cách vật chất vận động trong vũ trụ sơ khai.

9. Các mô hình khí quyển ngoại hành tinh đều sai

Nhờ khả năng quang phổ siêu chính xác, Webb đã chỉ ra rằng các mô hình hiện nay về khí quyển ngoại hành tinh không thể phân biệt rõ ràng các loại khác nhau. Điều này làm lung lay mọi thứ, từ đánh giá khả năng sống cho tới việc tìm kiếm dấu hiệu sinh học. Nói nôm na: “dấu vân tay quang phổ” mà chúng ta dựa vào hóa ra bị nhòe — và giới khoa học phải làm lại từ đầu.

10. Mạng lưới vũ trụ đã có từ rất sớm

Webb tìm thấy một sợi chỉ dài 3 triệu năm ánh sáng — một phần của mạng lưới vũ trụ — chỉ 830 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn. Cấu trúc này vốn được cho là phải mất hàng tỷ năm mới hình thành. Nghĩa là, hoặc vũ trụ sơ khai đã xây dựng mọi thứ cực nhanh, hoặc chúng ta đang hiểu sai căn bản về dòng thời gian của vũ trụ.

Châu Âu tập trung vào ý tưởng

Theo quan điểm của chúng tôi, châu Âu có vị trí độc đáo để dẫn đầu làn sóng đổi mới tiếp theo được thúc đẩy bởi những phát hiện của James Webb. Dữ liệu đang chảy vào đã thúc đẩy những nỗ lực nghiên cứu mới tại các trung tâm hàng đầu như Viện Max Planck của Đức, Đại học Cambridge ở Anh và ETH Zurich ở Thụy Sĩ.

Trong khu vực tư nhân, một thế hệ startup công nghệ sâu châu Âu mới đang vươn lên để đối mặt với thách thức.

Space Forge (Anh) đang phát triển vệ tinh có thể tái sử dụng để cho phép sản xuất các vật liệu tiên tiến trong không gian như chất bán dẫn có thể giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng và phát thải carbon, với những ảnh hưởng lớn đến khủng hoảng khí hậu. BioOrbit (Anh) đang thúc đẩy sản xuất các chất sinh học chống ung thư trong môi trường vi trọng lực, với tiềm năng chuyển một số liệu pháp từ truyền dịch tại bệnh viện sang tiêm tự quản lý tại nhà, cải thiện đáng kể khả năng tiếp cận và thoải mái của bệnh nhân. AIrmo (Đức) đang triển khai một đội vệ tinh và máy bay không người lái được trang bị LIDAR để theo dõi chính xác lượng khí thải nhà kính trong thời gian thực hỗ trợ các ngành công nghiệp đáp ứng các quy định ngày càng nghiêm ngặt của EU về báo cáo khí thải GHG.

Các công ty công nghệ sâu châu Âu ngày càng được hỗ trợ bởi Horizon Europe, chương trình nghiên cứu và đổi mới hàng đầu của EU (2021-2027) với tổng ngân sách 95,5 tỷ euro. Horizon Europe hỗ trợ các dự án rủi ro cao, phần thưởng cao trong các lĩnh vực khí hậu, kỹ thuật số và công nghệ sâu, đóng vai trò là cầu nối quan trọng giữa những phát hiện khoa học tiên phong như những gì được tiết lộ bởi JWST và các ứng dụng thương mại đột phá.

Những phát hiện của Webb có thể châm ngòi cho một kỷ nguyên mới của đổi mới bằng cách lật đổ mọi thứ chúng ta nghĩ rằng mình biết về vũ trụ. Bằng cách đầu tư vào công nghệ sâu, châu Âu có thể biến những tiết lộ của Webb thành những thành công thương mại, định hình tương lai của khoa học và xã hội. Những khám phá mới này không chỉ mở ra cơ hội cho các startup công nghệ mà còn thách thức chúng ta suy nghĩ lại về những giả định cơ bản nhất về vũ trụ và vai trò của chúng ta trong đó.