+ Reply to Thread
Page 20 of 20 FirstFirst ... 101617181920
Results 191 to 199 of 199

Thread: Thuyết Bất Biến - The Theory Of Invariance

  1. #191
    Kuky Bar Kid
    Khách
    WOW!

    https://www.knygos.lt/lt/elektronine...9781491783481/


    James Clerk Maxwell turned the scientific world upside down in the late nineteenth century with his theory of electromagnetism, which predicted that an electromagnetic wave would propagate in vacuum with a constant speed.

    His prediction was at odds with classical mechanics, and some scientists devised new ideas to reconcile the discrepancy. One of them was Albert Einstein, who proposed the theory of relativity in the early twentieth century, which became a pillar of science.

    The equation E = mc2 sparked a revolution of perspective-resulting in the perspective of absolute time and space that had prevailed in Newtonian mechanics being displaced by the perspective of relativistic space-time in Einstein's theory.

    Thanh Giang Nguyen, however, realized while studying the theory of relativity that fundamental concepts in Newtonian mechanics can also be used to show E = mc2, as outlined in this book.

    Join the author on an incredible journey into a distinct world that is defined by absolute space and time when you go Beyond the World of Relativity to the World of Invariance.





    Quote Originally Posted by CindyNg View Post
    Chào các bạn,

    Cuối cùng th́ thuyết bất biến cũng đă được xuất bản và phát hành bởi tác giả với tựa sách là:

    Beyond the World of Relativity to the World of Invariance

    ISBN: 978-1-4917-8349-8 (sc) (soft cover)
    ISBN: 978-1-4917-8348-1 (e)

    Sách mơng, Anh ngữ, viết từ những kiến thức vật lư cơ bản và tŕnh độ toán trung học, thích hợp cho học sinh, sinh viên, giáo sư ngành vật lư, có thể mua từ Amazon hoặc từ các tiệm sách trên toàn nước Mỹ.

    Tác giả đưa ra lời giải thích tại sao vận tốc ánh sa'ng không đổi, đồng thời phác hoạ các h́nh ảnh của thiên nhiên trong không gian và thời gian tuyệt đối.

    Mời các bạn đón xem.

  2. #192
    Em đây
    Khách


    Best-selling author and Secret Space Program researcher Bara brings us this lavishly illustrated volume on alien structures on the Moon. He looks into the history of lunar anomalies and the early NASA programs. He gives us an examination of ruins on the Moon in the Sinus Medii region. Using images from the Surveyor, Lunar Orbiter and Ranger missions. He looks at the Apollo lunar missions to the Moon and the photographic evidence supporting the "transparent dome theory,” plus he looks at further anomalies in the Mare Crisium region, including the hexagonal shape of the Crisium region itself, watch- crystal type glass domes over the craters Cleomedes F and Cleomedes F/a, and an historical image of a giant shard of transparent material that was whitewashed from later versions of the same image. Bara discusses the popular theory that the film "2001 -A Space Odyssey” was used as a


    http://www.amazon.com/Ancient-Aliens.../dp/193548785X


    Không nhất thiết các cuốn sách in và bán có thể đưa đến sự công nhận của các giới khoa học , để đưa vào dạy trong các trường học . Nhất là tác giả không có bằng Doctor of philosophy ( viết tắt là Dr đứng trước tên ) , sự suy nghĩ của một người không nhất thiết là đúng , cũng không nhất thiết là sai .

    Nữ tác giả sách Harry potter kiếm hàng trăm triệu Mỹ kim , nhờ vào những suy nghĩ và trí tưởng tượng của ḿnh mà không cần chứng minh.

    Sự đúng và sai của khoa học , trái lại cần chứng minh bằng thực nghiệm , những con toán và phương tŕnh để diễn giải trên sách vở , dùng để phỏng đoán " hiện tượng xảy ra tự nhiên " .

    Nói như thế , tức là " một hiện tượng xảy ra tự nhiên " ai cũng nhận thấy được , sẽ có nhiều cách diễn giải qua các phép tính và phương tŕnh , các cách tính phương tŕnh đó , khác nhau dựa vào cách nh́n vào vấn đề của tác giả dưới lăng kính nào.

  3. #193
    Member
    Join Date
    30-05-2012
    Posts
    141

    Beyond the World of Relativity to the World of Invariance

    Quote Originally Posted by Em đây View Post
    Sự đúng và sai của khoa học , trái lại cần chứng minh bằng thực nghiệm , những con toán và phương tŕnh để diễn giải trên sách vở , dùng để phỏng đoán " hiện tượng xảy ra tự nhiên " .
    Bạn nói không sai.

    Các lư thuyết khoa học ra đời nhằm giải thích các hiện tượng tự nhiên. Không có cách nào để chứng minh một lư thuyết khoa học là đúng. Nhưng lại có thể chứng minh nó là sai bằng cách này hay cách khác.

    Thực nghiệm, đúng như bạn nói, là một cách để chứng minh một lư thuyết là sai. Chỉ cần có một kết quả thực nghiệm khác biệt rơ ràng so với kết quả tính toán từ lư thuyết đó, th́ đă có thể kết luận lư thuyết là sai.

    Và bởi v́ một lư thuyết khoa học cần phải đáp ứng những điều kiện nhất định (thí dụ như phải logic), cho nên nếu t́m ra được một điều kiện mà một kư thuyết không thoả măn, th́ nó không c̣n là một lư thuyết nữa.

    ------------------

    Trên nguyên tắc là vậy, nhưng thực tế th́ phức tạp và khó khăn hơn nhiều:

    Về mặt lư thuyết, vẫn có trường hợp các nhà khoa học không đồng ư với nhau là lư thuyết X đă đáp ứng đủ các điều kiện của một lư thuyết hay không.

    Về mặt thực nghiệm, thứ nhất khả năng đo lường của các thiết bị kỷ thuật bao giờ cũng có giới hạn. Thứ hai, thí nghiệm được thực hiện trong thế giới thật có thể không như được mô tả trong lư thuyết ( thí dụ như trong free space, không thể nào t́m ra được một free space để làm thí nghiệm). Thứ ba, khi có một khác biệt không lớn giửa kết quả thực nghiệm và kết quả tính theo lư thuyết, các nhà khoa học có thể không đồng ư với nhau rằng lư thuyết đó pass hay fail.

    Vă lại, khoa học không phải là một sự bỏ phiếu dân chủ. Đa số các nhà khoa học đồng ư một lư thuyết là sai, cũng không có nghĩa nó là sai.

    C̣n nữa, thế giới chúng ta đang sống hiện nay rất bận rộn, nhất là các nhà khoa học. Rất khó t́m được những khoa học gia sẵn ḷng t́m hiểu và đánh giá một lư thuyết mới. Cho nên, giới sinh viên, học sinh, giáo chức có thể t́m hiểu trước, cho đến khi nào họ không bắt bẻ dược lư thuyết mới, th́ lúc đó các nhà khoa học mới có thể tham gia.

    Dẫu sao, th́ với quyền tự do tư tuỏng và ngôn luận, mọi người đều có thể đưa ra những ư kiến, và quan điểm khác nhau.

  4. #194
    Member
    Join Date
    30-05-2012
    Posts
    141
    Quote Originally Posted by CindyNg View Post
    Chào các bạn,

    Cuối cùng th́ thuyết bất biến cũng đă được xuất bản và phát hành bởi tác giả với tựa sách là:

    Beyond the World of Relativity to the World of Invariance

    ISBN: 978-1-4917-8349-8 (sc) (soft cover)
    ISBN: 978-1-4917-8348-1 (e)

    Sách mơng, Anh ngữ, viết từ những kiến thức vật lư cơ bản và tŕnh độ toán trung học, thích hợp cho học sinh, sinh viên, giáo sư ngành vật lư, có thể mua từ Amazon hoặc từ các tiệm sách trên toàn nước Mỹ.

    Tác giả đưa ra lời giải thích tại sao vận tốc ánh sa'ng không đổi, đồng thời phác hoạ các h́nh ảnh của thiên nhiên trong không gian và thời gian tuyệt đối.

    Mời các bạn đón xem.
    Không như các lư thuyết vật lư hiện đại, đ̣i hỏi người t́m hiểu phải có tŕnh độ cao, những ǵ tác giả phác hoạ dựa trên những kiến thức khoa học và toán học cơ bản, cho nên những điều mà tác giả tŕnh bày sẽ khó rơi vào t́nh trạng khó xác định. Cái ǵ càng đơn giản càng dễ thấy đúng sai một cách rơ ràng, như 2 + 2 =4. Không bằng 4 là sai.

    (Không như thuyết tương đối, sau hơn 100 năm, vẫn có người không chấp nhận. Một lư do là nó quá phức tạp, mà kết quả lại không rơ ràng: Albert Einstein,cha đẻ của thuyết tương đối, dựa trên thuyết tương đối của ông, phán rằng hố đen và sóng hấp dẫn không tồn tại; trong khi đó, nhiều nhà khoa học hiện nay nói khác, họ nói rằng hố đen và sóng hấp dẫn là hệ quả của thuyết tương đối.)

  5. #195
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    85
    Sự đúng và sai của khoa học , trái lại cần chứng minh bằng thực nghiệm , những con toán và phương tŕnh để diễn giải trên sách vở , dùng để phỏng đoán " hiện tượng xảy ra tự nhiên " .

    Bức ảnh về nhật thực toàn phần vào ngày 29/5/1919 cho thấy một trong những ngôi sao được dùng để chứng minh thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.
    Dấu chấm đỏ cho thấy vị trí mà đáng lẽ ngôi sao đă ở đó nếu không chịu tác động từ trọng lực mặt trời. Nguồn: Đài quan sát Hoàng gia, Greenwich.


    Khi nhận được kết quả từ quan sát thực nghiệm nhật thực tại Brasil và đảo Principe vào năm 1919 tiến hành bởi đội quan trắc của nhà thiên văn Anh Arthur Eddington xác nhận đường đi ánh sáng bị uốn cong khi đi qua mặt trời chính xác như tính toán của Einstein th́ ông hóm hỉnh trả lời: "nếu không thư thế th́ có lẽ Thượng Đế đă sai"
    Last edited by BlackHole; 29-12-2017 at 06:28 AM.

  6. #196
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    85
    . . .Không như thuyết tương đối, sau hơn 100 năm, vẫn có người không chấp nhận. Một lư do là nó quá phức tạp, mà kết quả lại không rơ ràng: Albert Einstein,cha đẻ của thuyết tương đối, dựa trên thuyết tương đối của ông, phán rằng hố đen và sóng hấp dẫn không tồn tại; trong khi đó, nhiều nhà khoa học hiện nay nói khác, họ nói rằng hố đen và sóng hấp dẫn là hệ quả của thuyết tương đối . . .
    Câu chuyện 100 năm đi t́m bằng chứng cho dự đoán "hoang đường" của Einstein


    Ngày 11/02/2016 giới khoa học thế giới đă chao đảo với đầy sự phấn khích bởi người ta đă t́m thấy sóng hấp dẫn, "tận tai nghe được âm thanh từ vụ va chạm của 2 lỗ đen", vật lư học lại bước sang một trang mới và phát hiện này được ví như tầm quan trọng của tia X đối với ngành y học vậy. Nhân đây, xin kể câu chuyện thú vị về quá tŕnh các nhà khoa học t́m ra nhân tố bí ẩn của vũ trụ này, từ đó phần nào hiểu được những khó khăn mà họ phải trải qua, những kỳ diệu của tạo hóa và cả bộ năo tiên tri đi trước thời đại hàng trăm năm của thiên tài Albert Einstein.

    Bài có vẻ khá dài nên ḿnh tóm tắt lại bằng mindmap bên dưới đây cho các bạn tiện theo dơi, tuy nhiên nếu đă đọc th́ nhiều cái thú vị lắm




    Chiến tranh giữa các lỗ đen: cách đây rất lâu, ở nơi rất xa trong vũ trụ,...

    Cách đây chỉ khoảng vài tỷ năm, nhiều triệu thiên hà đă có mặt, một cặp lỗ đen không biết v́ hiềm khích ǵ đă lao đầu vào nhau, mở đầu cho một trong những câu chuyện hấp dẫn nhưng đầy thách thức của vật lư học hiện đại. Khi đó chúng cuộn xoắn, ngày càng tiến vào nhau trong khoảng một tỷ năm với vũ điệu có thể nói là dữ dội nhưng cũng lăng mạn nhất vũ trụ. Tại thời điểm chỉ c̣n cách nhau khoảng vài trăm kilomet, chúng đột ngột đảo ngược với tốc độ gần như của ánh sáng, đồng thời "rùng ḿnh" phát ra năng lượng hấp dẫn. Không gian và thời gian khi đó đă bị bóp méo tương tự như bọt nước lăn tăn khi đun sôi lên.


    Trong khoảng khắc sắp phải sáp nhập với nhau, chúng phát xạ ra lượng năng lượng lớn hơn bất kỳ ngôi sao nào trong vũ trụ. Một lỗ đen mới được h́nh thành, nặng hơn Mặt Trời của chúng ta 62 lần và gần như chỉ rộng bằng một tiểu bang Maine của Mỹ. Sau đó, dường như nó có thể tự đánh bóng bôi trơn, tạo thành h́nh cầu hơi phẳng và bắt đầu thu lấy năng lượng đă trốn thoát. Sau đó, không gian và thời gian lại tiếp tục im lặng một cách đáng sợ như chưa có chuyện ǵ xảy ra.

    Những gợn sóng hấp dẫn được đẩy đi ra mọi hướng và càng đi xa càng suy yếu dần. Khi đó trên Trái Đất, khủng long đă phát sinh, đă phát triển và đă tuyệt chủng nhưng rồi những con sóng ấy vẫn tiếp tục được duy tŕ dù ngày càng yếu đi. Khoảng 50 ngàn năm trước đây, những con sóng hấp dẫn này đă đi vào thiên hà Milky Way của chúng ta, cũng trong khoảng thời gian đó, Homo sapiens bắt đầu lên thống trị hành tinh mang tên Trái Đất. Và rồi loài người cứ phát triển, xây dựng nền văn minh của họ cho tới cách đây khoảng 100 năm, Albert Einstein, một trong những thành viên cao cấp của Homo sapiens, đă dự đoán sự tồn tại của những con sóng hấp dẫn này và từ đó, ông đă truyền cảm hứng cho những suy đoán và t́m kiếm trong vô vọng suốt nhiều thập kỷ nay.

    Lần đầu phát hiện ra sóng hấp dẫn, thế giới rúng động với sự phấn khích và hoài nghi của chính người phát hiện

    Lại nói tới chuyện cách đây 22 năm, người ta bắt đầu xây dựng Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế (LIGO). Sau đó tới 14/9/2015, một con sóng hấp dẫn đă đi tới Trái Đất và khi đó, Marco Drago, một nghiên cứu sinh tiến sĩ người Ư 32 tuổi đă trở thành người đâu tiên thông báo điều này. Khi đó, ông đang ngồi trước màn h́nh máy tính tại học viện Albert Einstein ở Hannover, Đức và theo dơi dữ liệu từ LIGO.

    Macro Drago - người đầu tiên quan sát được tín hiệu của sóng hấp dẫn


    Những con sóng khi đó xuất hiện trên màn h́nh như sóng bị nén lại, nhưng với đôi tai thính nhất mà con người tạo ra của LIGO, những rung động tinh tế chưa tới 1 phần ngàn tỷ cm đă được nghe bởi các nhà khoa học và họ gọi đây là tiếng hót mờ nhạt của vũ trụ. Hôm nay, tại một cuộc họp báo tại Mỹ, nhóm nghiên cứu LIGO chính thức tuyên bố đó thật sự chính là tín hiệu của sóng hấp dẫn - lần đầu tiên trong lịch sử nó được quan sát trực tiếp, nghe tận tai.
    Khi Drago nh́n thấy tín hiệu này, ông đă không khỏi choáng váng: "Thật là khó để biết tôi phải làm ǵ tiếp theo khi chứng kiến điều đó." Khi đó ông đă thông báo với một đồng sự, người đă nhanh trí gọi điện cho pḥng vận hành LIGO ở Livingston, Louisiana. Giới khoa học bắt đầu lan truyền với nhau và ngày càng có nhiều người tham gia vào dự án. Tại California, Mỹ, David Reitze, giám đốc điều hành của LIGO cho biết: "Tôi không nhớ là lúc đó đă nói ǵ nữa. H́nh như là chết tiệt, cái quái ǵ đây".

    Vicky Kalogera, giáo sư vật lư và thiên văn học tại Đại học Northwestern cho biết: "Chồng tôi gọi nhưng tôi bỏ mặc. Tôi hoàn toàn lờ đi và chỉ chạy tới lướt qua hàng loạt các email lạ và nghĩ rằng, điều ǵ đang xảy ra vậy." Trong khi đó, Rainer Weiss, nhà vật lư học đă lần đầu tiên đề xuất xây dựng LIGO vào năm 1972 lúc đó đang đi nghỉ mát nhận được tin đă đăng nhập vào hệ thống, nh́n thấy tín hiệu và hét lên "Chúa ơi". Tiếng hét đủ lớn để con trai và vợ của ông phải chạy đến hỏi xem có chuyện ǵ khủng khiếp đă xảy ra. Thật sự quá khủng khiếp.

    Một phát hiện phi thường cần những bằng chứng phi thường

    Vui đủ rồi, đội ngũ pḥng thí nghiệm bắt đầu tiến hành một quá tŕnh gian khổ để kiểm tra dữ liệu, không chỉ 1 lần mà 2 lần, 3 lần, 4 lần,... Reitze cho biết: "Chúng tôi thường nói với nhau rằng Chúng ta đă thực hiện những phép đo chỉ bằng 1 phần nhiều ngàn đường kính của một proton và điều đó sẽ kể với chúng ta câu chuyện về 2 lỗ đen sáp nhập với nhau cách đây hàng tỷ năm. Đây là một tuyên bố phi thường và nó cần phải có những bằng chứng phi thường để xác thực."

    Cùng lúc đó, các nhà khoa học tại LIGO đă tuyên thệ tuyệt đối giữ bí mật quá tŕnh nghiên cứu của họ. Tuy nhiên, không tránh khỏi những tin đồn lan rộng ra trong giới khoa học từ tháng 9 năm ngoái cho tới mới đây, các phương tiện truyền thông, các báo khoa học cứ lâu lâu lại đưa tin và có khi, người ta c̣n dự đoán về một giải Nobel được trao cho nhóm nghiên cứu. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vẫn tiếp tục âm thầm làm việc và nếu có ai hỏi th́ câu trả lời cứ là "vẫn đang phân tích dữ liệu, chưa có ǵ để thông báo." Thậm chí, các nhà nghiên cứu c̣n không được nói với chồng hoặc vợ của họ.

    Sơ qua một chút về LIGO

    LIGO bao gồm 2 cơ sở cách nhau gần 3000 km, khoảng 3,5 giờ bay bằng máy bay chở khách nhưng đối với sóng hấp dẫn, nó chỉ mấy khoảng 10 phần vài ngh́n giây để bay tới. Một máy ḍ được đặt ở Livingston, Louisiana, nằm trong một khu đầm lầy ở phía đông Baton Rouge, bao quanh là những từng thông. Cái c̣n lại đặt ở Hanford, Washington, nằm ở ŕa phía tây nam của một trong những khu vực sa mạc bị ô nhiễm hạt nhân cao nhất ở Hoa Kỳ mặc dù các ḷ phản ứng ở đây đă ngừng hoạt động.

    [IMG][/IMG]

    Ở cả 2 khu vực, một cặp ống bê tông cao 3,6 mét kéo dài về 2 phía gần như vuông góc với nhau, do đó nh́n từ trên cao xuống trông như một cái eke mà chúng ta hay dùng để vẽ góc vuông. Mỗi đường ống dài khoảng 4 km và phải được nâng lên khỏi mặt đất khoảng 1 mét ở mỗi đầu để giữ cho chúng nằm thẳng trên mặt đất vốn dĩ cong ở bên dưới. Xây ra công tŕnh lớn và đầy tốn kém như thế nhưng mục đích cuối cùng là khám phá ra thêm bằng chứng về thuyết tương đối phổ quát của Einstein. Lư thuyết được Einstein đưa ra một cách đơn giản nhưng ông nào biết quá tŕnh chứng minh nó khó khăn đến thế. Theo ông th́ không thời gian sẽ bị bẻ cong khi có sự hiện diện của khối lượng và độ cong này sẽ tạo ra một hiệu ứng gọi là sự hấp dẫn.

    Khi 2 lỗ đen đi vào quỹ đạo của nhau, chúng sẽ kéo căng và siết chặt không thời gian giống như trẻ em đang chạy chơi trên một tấm đệm ḷ xo, h́nh thành nên những rung động rất mạnh và những rung động này được gọi là sóng hấp dẫn. Các sóng này luôn du hành từ nguồn phát tới khắp vũ trụ, tới cả chúng ta và về cơ bản th́ nó yếu hơn rất nhiều so với các lực cơ bản khác, do đó chúng ta không bao giờ cảm nhận được chúng. Chính Einstein c̣n nghĩ rằng gần như không bao giờ phát hiện ra được sóng hấp dẫn. Thậm chí có 2 lần Einstein c̣n cho rằng nó không tồn tại, sau đó lại đổi ư và cho rằng nó tồn tại. Nói vậy chứ chỉ riêng thiết kế và xây dựng nên LIGO cũng mất của các nhà khoa học vài thập kỷ gian khổ chứ chẳng chơi.

    Thất bại của Joe Weber và thành công của những người đi sau ông

    Gần 5 thập kỷ sau tuyên bố của Einstein, chưa có ai nghĩ tới chuyện sẽ xây dựng một công cụ để phát hiện sóng hấp dẫn. Người đầu tiên nghĩ tới chuyện đó là giáo sư Joe Weber tại Đại học Maryland. Ông đă đặt tên cho thiết bị này ăng ten cộng hưởng. Đó là một ống bằng nhôm, về cơ bản hoạt động như một cái chuông và ông tin rằng nó sẽ giúp khuếch đại tín hiệu yếu ớt của sóng hấp dẫn. Khi sóng hấp dẫn chạm vào ống này, nó sẽ rung động rất nhẹ và bằng cách sử dụng những cảm biến xung quanh nó để chuyển thành tín hiệu điện để quan sát được.

    Nhằm đảm bảo triệt tiêu hết những dao động khác như xe chạy, động đất nhẹ,... có thể gây nhiễu kết quả, Weber đă phát triển một số biện pháp bảo vệ: ông đặt các ăng ten vào trong chân không, đồng thời chế ra 2 cái để cùng nhau chạy ở 2 vị trí riêng biệt. Nếu cả 2 cùng có phản ứng giống nhau trong gần như cùng một thời điểm th́ ông sẽ kết luận rằng đó có thể là sóng hấp dẫn. Vào tháng 6/1969, Weber tuyên bố rằng ăng ten của ông đă có một phát hiện ǵ đó. Khi đó giới vật lư và báo chí tưởng chừng như Weber đă thành ông. Tờ Time giật tít "một chương mới trong quá tŕnh quan sát vũ trụ của con người đă mở ra".

    Thiết bị ḍ sóng hấp dẫn của Joe Weber


    ]Sau đó, Weber công bố những tín hiệu mà ông thu thập được. Tuy nhiên, những nghi ngờ bắt đầu xuất hiện khi mà các pḥng thí nghiệm khác cũng chế tạo thiết bị ḍ giống như Weber nhưng không đạt được kết quả như ông. Vào năm 1974, nhiều người kết luận rằng Weber đă sai lầm. Mặc dù vậy, ông tin rằng ḿnh vẫn đúng và vẫn tiếp tục các thử nghiệm cho tới khi qua đời hồi năm 2000. Mặc dù thất bại, nhưng Weber đă để lại một di sản cho những nghiên cứu đi sau ông. Nó cung cấp một lời cảnh báo cho những "thợ săn sóng hấp dẫn" sau này rằng "tất cả chỉ là lừa dối, hăy cẩn thận và chỉ có Chúa mới biết điều ǵ đă xảy ra."

    Và quên kể với các bạn rằng mặc dù mặc dù các nhà khoa học đă không thu được kết quả khi thử chế tạo ra thiết bị giống như của Weber nhưng họ đă được kích thích phải làm cái khác tốt hơn. Một trong số đó chính là nhà vật lư học tại MIT Rainer Weiss và ông chính là người đă bắt đầu thiết kế cái mà bây giờ chúng ta gọi là LIGO. Ông cho biết: "Tôi không thể hiểu những ǵ Weber đă đạt được. Tôi không nghĩ là nó đúng. Do đó tôi quyết định tự làm một cái khác."

    Cách hoạt động của LIGO - thiết bị khổng lồ có h́nh chữ L

    Theo nhà nghiên cứu Fred Raab, lănh đạo pḥng thí nghiệm tại LIGO tại Hanford th́ trong quá tŕnh t́m kiếm sóng hấp dẫn "hầu hết các hoạt động diễn ra bằng điện thoại." Hàng tuần có một cuộc họp để thảo luận dữ liệu và mỗi 2 tuần có thêm một cuộc họp để phối hợp dữ liệu thu được từ 2 máy ḍ với sự cộng tác của các nhà nghiên cứu đến từ Úc, Ấn Độ, Đức, Anh,... Raab cho biết: "Khi thức dậy vào lúc nửa đêm, cái chúng ta tôi mơ đều là máy ḍ. Các bạn có thể hiểu được sự thân quen của nó đối với chúng tôi."
    Và cách ḍ của Weiss đề xuất hoàn toàn khác với cách của Weber và nói nôm na chính là một đài quan sát dạng chữ L. Có thể h́nh dung rằng nó giống như 2 người đang nằm trên sàn nhà, đầu chụm lại và phần cơ thể mở ra để h́nh thành nên một góc. Khi sóng hấp dẫn chạm vào, một người sẽ được nâng cao lên và người kia sẽ bị nhấn xuống. Một lát sau, điều ngược lại sẽ xảy ra. Và dựa theo ư tưởng này, Weiss đă phát triển nên một thiết bị với kích cỡ cực lớn để theo dơi sự chênh lệch độ cao giữa 2 nhánh của chữ L.


    Để đảm bảo độ chính xác của LIGO, Weiss đă sử dụng ánh sáng như một chiếc thước đo. Weiss đă cho đặt bộ tia laser vào trong chỗ gấp khúc của chữ L và nó sẽ phát ra tia laser chạy dọc theo chiều dài của mỗi ống. Tia laser này sẽ chiếu vào một cái gương đặt ở cuối đầu ống, sau đó phản xạ lại máy ḍ. Tốc độ của ánh sáng di chuyển trong ḷng ống là cố định nên không cần biết là nó dài bao nhiêu, chỉ cần đảm bảo không có không khí lọt vào bên trong th́ ở điều kiện b́nh thường, 2 tia phản xạ lại sẽ cùng gập nhau ở góc chữ L. Khi có sóng hấp dẫn bước vào, chiếc gương và tia laser sẽ bị xô lệch đi một chút, dẫn tới sự mất đồng bộ khi phản xạ lại và đây chính là tín hiệu mà người ta t́m kiếm.

    Tuy nhiên, trên đây chỉ là ư tưởng mà Weiss đă viết trong một báo cáo vào mùa xuân năm 1972 và thật sự nó chưa bao giờ được công bố rộng răi. Tuy nhiên, theo Kip Thorne, giáo sư danh dự tại Caltech th́ đây là một trong những tờ giấy vĩ đại nhất từng được viết ra. Tuy nhiên, ban đầu Thorne đă xem nhẹ thiết kế của Weiss và thậm chí ông c̣n từng ra bài tập cho sinh viên của ông, yêu cầu chứng minh rằng việc đo lường sóng hấp dẫn bằng laser kế là phi lư.

    2 người đàn ông trong cùng một pḥng khách sạn - cuộc nói chuyện định mệnh giữa đêm khuya

    Dù vậy, Thorne đă nhanh chóng thay đổi quan điểm khi ông có cuộc gặp gỡ với Weiss vào năm 1975, khi 2 người cùng được mới tới một cuộc trao đổi do NASA tổ chức. Vào đêm đó, 2 người đàn ông đă nói chuyện với nhau. Weiss hồi tưởng lại: "Tôi không nhớ nó đă xảy ra như thế nào nhưng chúng tôi đă ở chung pḥng vào đêm đó. Chúng tôi đă ngồi với nhau trên một chiếc bàn nhỏ, cùng nhau viết nên những tờ phác thảo và các phương tŕnh. Không có nhiều người trên thế giới này có thể nói chuyện như Thorne, nói về cái mà cả 2 đều suy nghĩ trong nhiều năm nay."

    Nhà vật lư học Rainer Weiss và giáo sư Kip Thorne, 2 người có công lớn trong quá tŕnh phát triển LIGO​


    Và sau cuộc nói chuyện định mệnh đó, Weiss đă trở về MIT và chế tạo nên một phiên bản nhỏ của máy ḍ với mỗi đường ống dài 1,5 mét để thử nghiệm. Tuy nhiên, lănh đạo tại MIT và một số đồng nghiệp của ông lại không đánh giá cao nghiên cứu của ông. Trong đó có cả Phillip Morrison, một nhà vậy lư thiên văn vốn có sức ảnh hưởng lớn trong giới vốn cho rằng lỗ đen không tồn tại, cũng tỏ ra không chú ư tới Weiss. Thật ra vào thời điểm đó th́ đa số ư kiến cũng không tin là lỗ đen tồn tại bởi đó cũng chỉ là một hiện tượng giả thuyết, đồng thời nếu có th́ sóng hấp dẫn do nó phát ra cũng rất yếu nên Morrison không tin rằng thiết bị của Weiss có thể phát hiện được.

    Tuy nhiên, Thorne đă bị Weiss dụ thành công. Vào năm 1981, một nguyên mẫu thiết bị ḍ đă được Thorne chế tạo ở Caltech với 2 ống ḍ dài tới 40 mét. Đồng thời, một nhà vật lư người Scotland đă theo dơi toàn bộ quá tŕnh và ông tiến hành cải thiện thiết kế ban đầu của Weiss.

    Vào năm 1990, sau 1 năm nghiên cứu, nhóm 3 người là Weiss, Thorne và Drever đă cùng nhau thuyết phục quỹ khoa học quốc gia (NSF) để tài trợ xây dựng LIGO. Tổng chi phí ước tính của dự án là khoảng 272 triệu đô la, số tiền nhiều hơn bất cứ nghiên cứu nào được tài trợ bởi quỹ này. Và điều này lại tiếp tục là một cuộc chiến khi mà nhiều nhà khoa học cho rằng dự án LIGO rồi cũng chẳng đi tới đâu và cuối cùng chỉ là phí tiền. Khi đó giám đốc của NSF là Rich Isaacson đă rất đắn đó xem có nên tài trợ cho dự án hay không.

    Rich Isaacson cho biết: "Nó không nên được xây dựng. Một vài thiết bị điên khùng chạy xung quanh nhưng không có tín hiệu nào được phát hiện, đồng thời nó c̣n phải sử dụng những thiết bị tạo chân không, triệt tiêu xung động địa chấn, hệ thống phản hồi... và có những thứ mà chưa bao giờ được phát minh ra." Tuy nhiên, may mắn là Isaacson đă từng viết một nghiên cứu về bức xạ hấp dẫn và ông tin rằng LIGO có thể là ch́a khóa của vấn đề. Sau quá tŕnh thuyết phục day dẳn, cuối cùng th́ dự án cũng được chấp nhận và khởi công vào năm 1994.

  7. #197
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    85
    Xây LIGO: ống chân không tinh khiết nhất thế giới, thiết bị đo nhạy nhất thế giới và c̣n nhiều cái nhất nữa,...

    Thật ra chuyện chưa dừng lại ở đó và người ta phải mất nhiều năm tiếp theo để phát triển đầy đủ những thiết bị ḍ nhạy nhất trong lịch sử nhân loại với khả năng không bắt được bất cứ thứ ǵ khác ngoài sóng hấp dẫn. Đơn cử việc rút không khí ra khỏi ống đă mất hết 40 ngày và kết quả là một ống chân không tinh khiết nhất từng được tạo ra trên Trái Đất. Chưa hết, người ta c̣n phải t́m cách loại bỏ ảnh hưởng của gió, của sóng biển, biến động trong lưới điện, nhiễu jitter của bản thân các nguyên tử, các cơn băo, sấm sét từ rất xa,... vốn có thể làm sai lệch kết quả đo, gây nhầm lẫn với sóng hấp dẫn.

    Tất cả mọi thứ đều được loại bỏ hoặc kiểm soát tuyệt đối. Một hệ thống giảm sốc cực nhạy được trang bị cho gương phản chiếu để triệt tiêu các chấn động địa chấn. Các hệ thống cảm biến nhận diện chuyển động gây nhiễu của xe cộ, máy bay, động vật,... cũng được trang bị để tạo nên thứ tinh khiết nhất trên hành tinh này. Nếu được lựa chọn th́ có lẽ đây là một trong những nơi yên tĩnh nhất hành tinh chúng ta.
    Weiss chia sẻ: "Có hàng chục ngàn thứ, tôi nhấn mạnh là hàng chục ngàn thứ cần phải được kiểm soát. Mọi thứ đều phải được thực hiện một cách hoàn hảo nhất để không ǵ có thể gây nhiễu tín hiệu. Khi cần tiến hành tinh chỉnh, chúng tôi phải làm việc trong một căn pḥng cực kỳ sạch sẽ, khử trùng tất cả mọi thứ, mặc những bộ đồ đảm bảo kín 100% bởi dù một tế bào da hoặc một hạt bụi nhỏ cũng vô t́nh phá hủy thí nghiệm."

    Các nhà khoa học đang làm việc bên trong đường ống dẫn của LIGO​


    Các thiết bị đều được kiểm tra cẩn thận trong điều kiện tuyệt đối vô trùng​


    Bên trong pḥng điều hành của LIGO​


    Kiểm tra chất lượng quang học của thấu kính trong LIGO, giá mỗi cái chỉ có nửa triệu đô la


    Cuối cùng vào năm 2001, phiên bản đầu tiên của LIGO đă chính thức đi vào hoạt động. Và trong 9 năm tiếp theo đó, các nhà khoa học liên tục theo dơi hiệu suất hoạt động của các thiết bị, đồng thời không ngừng cải thiện thuật toán phân tích dữ liệu của họ. Bên cạnh đó, 2 pḥng thí nghiệm tại Caltech và cơ sở ở Đức liên tục phát triển những thiết bị mới, nâng cao độ nhạy của gương, laser, các công nghệ loại bỏ địa chấn, khử nhiễu,... để ngày càng hoàn thiên LIGO. Tới năm 2010, LIGO tạm dừng hoạt động để nâng cấp trong 5 năm với tổng chi phí 200 triệu đô la. Sau lần nâng cấp này, khả năng của LIGO đă được nâng lên gấp hàng ngh́n lần so với trước đó.

    Tính riêng cái gương thôi đă rất kỳ công rồi. Mỗi bộ phận gương chỉ rộng khoảng 30 cm, nặng gần 40 kg và mỗi inch vuông trên đó được đánh bóng hàng trăm triệu lần để đảm bảo tạo ra một chiếc gương cầu hoàn hảo. Tiết lộ nhỏ thôi, mỗi chiếc có giá khoảng nửa triệu đô la để hoàn thành. Ban đầu th́ những chiếc gương này được treo lên bằng dây thép nên mặc dù đă được xử lư giảm chấn nhưng vẫn chưa hoàn hảo. Sau lần cập nhật, người ta đính nó vào một hệ thống con lắc để hoàn toàn cách ly nó khỏi các chấn động.

    Thành công

    Vào ngày 13/9, các nhà khoa học vẫn c̣n dành ra suốt một ngày để tiến hành các bài test thiết bị trong LIGO. Gần như tất cả mọi bài test đều hoàn thành nhưng muộn hơn dự kiến, vẫn c̣n bài kiểm tra mô phỏng một chiếc xe tải nhấn phanh ở gần máy ḍ chưa làm, tuy nhiên vào 4 giờ sáng, nhóm vận hành quyết định đóng máy đi về, để cho LIGO tiếp tục tự thu thập dữ liệu. Không lâu sau đó, vào 4:50 theo giờ địa phương, một tín hiệu đă chạy qua 2 máy ḍ trong khoảng thời gian chưa tới 7 mili giây mỗi cái. Đó là thời điểm chỉ 4 ngày sau khi LIGO chính thức vận hành trở lại.​




    Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại LIGO đă lập hẳn một đội ngũ khách quan kiểm chứng lại kết quả này. Mặc dù rất tin tưởng vào kết quả, nhưng nhóm 4 thành viên này phải xem như mù, độc lập kiểm tra lại rất nhiều lần kết quả thu được và cuối cùng, họ xác nhận rằng các sóng hấp dẫn này đến từ đâu đó ở cḥm sao Đại Khuyển (Canis Major). Dù vậy, họ vẫn chưa công bố vội và vẫn tiếp tục củng cố bằng chứng. Thậm chí, họ tự đặt ra câu hỏi rằng "có phải ai đó trong nhóm đă làm giả tín hiệu mà chúng ta không biết?". Và công tác kiểm chứng cứ tiếp tục cho tới khi các nhà khoa học đều tin rằng không một ai có thể qua mặt được các tính toán thực hiện bởi các hệ thống mạnh mẽ và những thuật toán chính xác thuộc hàng nhất thế giới này.

    Nhóm quyết định lập hồ sơ tuyên bố kết quả, bao gồm cả nêu rơ cách họ canh chỉnh thiết bị, chia sẻ mă nguồn phần mềm họ sử dụng, lên danh sách những nhiễu loạn và cách loại bỏ chúng, bao gồm cả những cơn băo ở Thái B́nh Dương, các dao động ở tầng điện ly, một trận băo sét lớn ở châu Phi,.... Cuối cùng, họ tuyên bố rằng loại bỏ các yếu tố gây nhiễu th́ phát hiện lần này đạt ngưỡng 5 sigma (một tiêu chuẩn vàng khi tuyên bố một khám phá vật lư).

    Giáo sư Reitze cho biết: "Thật sự th́ việc kết quả đến sớm như vậy sẽ dẫn tới không ít hoài nghi bởi máy mới vừa được hoạt động trở lại không lâu. Tôi từng nói với mọi người rằng chúng ta sẽ không t́m thấy ǵ cho tới năm 2017 hoặc 2018 đâu." Nhưng rồi sau khi kiểm tra lại, kết quả đó thật sự là thật. Janna Levin, một giáo sư vật lư thiên văn tại Đại học Columbia, người không thuộc nhóm LIGO nhưng đă ngạc nhiên chia sẻ: "Khi tin đồn bắt đầu loan đi, tôi đă nhủ rằng Đến đi nào. Tín hiệu gần như quá hoàn hảo. Phần lớn chúng ta đều tin rằng nó là hoàn hảo khi mà đă có rất, rất nhiều máy tính, rất nhiều tính toán được tiến hành để tách nó ra khỏi nhiễu âm."

    Quan trọng hơn nữa, họ khẳng định đây chính là sóng hấp dẫn đến từ một cặp lỗ đen va vào nhau. Bằng cách khai thác thêm thông tin từ sóng hấp dẫn, họ biết được thêm về kích thước, khối lượng của lỗ đen, tốc độ quỹ đạo của nó, thời điểm chính xác mà chúng va vào nhau và một lần nữa, khẳng định rằng lỗ đen có tồn tại 100%, không c̣n bất cứ nghi ngờ nào nữa. Phát hiện lần này đă chứng minh rằng Einstein đă đúng khi nó về khía cạnh vật chất của vũ trụ.

    Mặc dù lư thuyết của Einstein nói về lực hấp dẫn nhưng trước giờ người ta mới kiểm chứng được trong khuôn khổ của Hệ Mặt Trời, bây giờ người ta mở rộng ra tính đúng đắn của nó trên phạm vi toàn vũ trụ. Weiss cho biết: "Bạn nghĩ rằng lực hấp dẫn của Trái Đất là cái khiến bạn mệt khi leo cầu thang. Chưa đâu! Khi mà vật lư ngày càng phát triển, đó chỉ là một hiệu ứng nhỏ, vô cùng nhỏ, cực kỳ nhỏ của lực hấp dẫn mà thôi." Vậy làm thế nào hồi năm 1916 Einstein có thể nghĩ ra được điều này, điều mà măi 100 năm sau người ta mới thật sự quan sát được. Tưởng tượng gương mặt của Einstein sẽ ra sao khi ông biết được ḿnh đă đúng sau 100 năm? Có lẽ ông đang mỉm cười dưới ngôi mộ kia.

    Vật lư sẽ không chết, tương lai của vật lư học hiện đại đă khởi đi từ hôm nay

    đây là một thành công vượt bậc, một thành công mà suốt 100 năm qua, nhiều người cho tới lúc nhắm mắt vẫn mong muốn một lần chứng kiến. Cách đây không lâu ḿnh đọc một bài phân tích rằng vật lư học rồi sẽ chết bởi nó đă đạt tới ngưỡng không thể giải thích được các lư thuyết. Phát hiện lần này đă phủ nhận hoàn toàn điều đó.
    Kể từ thời của Galileo, người ta cho tới nay vẫn dựa vào ánh sáng để khám phá vũ trụ. Tuy nhiên, thành công lần này của LIGO đă cung cấp thêm một công cụ mới, vẫn đảm bảo tính sờ tận tay, nghe tận tai, thấy tận mắt của khoa học và đưa con người tiến xa hơn vào những bí ẩn của vũ trụ. Con người sẽ bớt sợ vũ trụ hơn, nhiều khám phá khác sẽ được thực hiện trong tương lai.

    Tham khảo Komar, SM (1), (2), (3), Physufl, UMD, Forbes, Naure, NY, Wiki, Lavin​
    Tinhte

  8. #198
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    85
    Tiếng vọng từ Sáng Thế



    Năm 2016, đúng 100 năm sau khi Einstein tiên đoán về sóng hấp dẫn, trạm quan trắc LIGO của Hoa Kỳ lần đầu tiên ḍ t́m được sóng hấp dẫn của vũ trụ.
    Năm 2017 thế giới tôn vinh kỳ công chứng thực dự đoán 100 trước này với giải thưởng danh giá nhất, cao quư nhất: Nobel Vật lư.

    Năm 1915, Einstein đề xuất Thuyết tương đối rộng, mô tả một vũ trụ mà trong đó không gian và thời gian bị lực hấp dẫn “sử dụng” để tác động đến sự vận hành của cả vũ trụ.
    Năm 1916, Einstein dự đoán bằng mô h́nh toán học cách thức mà lực hấp dẫn tác động đến không gian và thời gian: sóng hấp dẫn. Cũng năm đó, một sĩ quan pháo binh 42 tuổi tên là Karl Schwarzschild giữa những trận chiến đấu trên đất Nga đă giải phương tŕnh của Einstein và t́m thấy nghiệm ẩn chứa một điểm mà trọng lực lớn vô giới hạn (về sau được gọi là “hố đen”).

    Năm 1543, khi biết ḿnh sắp qua đời, Nicolaus Copernicus, nhà toán học và thiên văn học, đă liều mạng xuất bản tác phẩm Về chuyển động quay của các thiên thể (On the Revolutions of the Celestial Spheres). Năm 1616, Giáo hội Công giáo La Mă đưa công tŕnh này của Copernicus vào danh mục sách cấm.
    Công tŕnh của Copernicus đă xây một mô h́nh vũ trụ trong đó có tâm là Mặt trời, một mô h́nh hoàn toàn đối lập với vũ trụ có tâm là Trái đất, vốn tồn tại cả ngàn năm như một nền tảng vững chắc trong vũ trụ quan Kitô và cũng là nền tảng khoa học của loài người cho đến lúc đó.
    The neo-classical statue of Nicolaus Copernicus with a compass and armillary sphere was sculpted by Bertel Thorvaldsen (1770-1844) and unveiled outside the headquarters of the Polish Academy of Science.
    Mặc dù ư tưởng về một vũ trụ trong đó có tâm là Mặt trời, c̣n Trái đất xoay ṿng quanh nó (thuyết Nhật tâm) đă được Aristarchus đảo Samo (310-230 trước Công nguyên) đưa ra từ rất sớm, nhưng bị thuyết Địa tâm của Aristotle và Ptolemy phủ nhận.

    ***

    Claudius Polemaeus - tức Ptolemy, nhà thiên văn học làm việc tại thư viện Alexandria danh tiếng hồi thế kỷ thứ 2 - đă xây dựng một lư thuyết giải thích vũ trụ trong đó Trái đất có h́nh cầu, c̣n Mặt trời và các thiên thể khác như Mặt trăng và các v́ sao sẽ quay ṿng quanh Trái đất.
    Trong mô h́nh vũ trụ của Ptolemy, mỗi thiên thể được gắn trên một thiên cầu bằng pha lê. Mỗi thiên cầu ấy là một tầng trời. Có bảy tầng trời ứng với bảy thiên thể mà con người bằng mắt trần quan sát được chuyển động của chúng (Mặt trăng, Mặt trời, sao Kim, sao Thủy, sao Hỏa, sao Mộc, sao Thổ). Bên ngoài thiên cầu này là tất cả những v́ sao c̣n lại.
    Vũ trụ của Ptolemy tồn tại nhiều thế kỷ, đến khi công tŕnh bị cấm đoán của Copernicus dần dần được công nhận và trở thành một cuộc cách mạng khoa học.
    Gần 50 năm sau khi Copernicus qua đời, công tŕnh của ông đă đến tay một sinh viên thần học thuộc nhánh Tin lành Kháng cách, một ư thức hệ Kitô giáo mới mẻ sinh ra từ sự bất măn, chán ghét sự giàu có và sa ngă của Giáo hội Kitô La Mă.

    Nicolaus Copernicus với thuyết Nhật tâm (Heliocentric theory)
    The neo-classical statue of Nicolaus Copernicus with a compass and armillary sphere was sculpted by Bertel Thorvaldsen (1770-1844) and unveiled outside the headquarters of the Polish Academy of Science.


    Người chủng sinh ấy vốn say mê thiên văn học từ nhỏ khi được chứng kiến Sao chổi (1577) và Nguyệt thực (1580). Trong lúc học thần học tại Đại học Tübingen, anh được tiếp cận cả thuyết Địa tâm của Ptolemy lẫn thuyết Nhật tâm bị cấm đoán của Copernicus.
    Thế rồi như nhận ra con đường của ḿnh là phải phục vụ Thiên Chúa theo một cách rất khác, anh bỏ dở con đường trở thành mục sư để xin một chân giáo viên dạy toán trong một trường trung học Tin lành ở Graz. Tên người thanh niên ấy là Johannes Kepler.

    Thầy giáo toán Kepler vừa mặc cảm tội lỗi, một tội lỗi thần thánh, v́ đă tin vào thuyết Nhật tâm, lại vừa cho rằng định mệnh của ḿnh là phải chứng minh cái thuyết đầy báng bổ ấy là đúng.
    Nhờ tiền tài trợ, thường từ các vị quư tộc giàu có, Kepler xây dựng các mô h́nh thực nghiệm nhưng đều thất bại. Cuối cùng nhờ tài năng toán học ngày càng nổi tiếng của ḿnh, Kepler tiếp cận được nhà toán học của đế chế La Mă thần thánh, nhà thiên văn học Tycho Brahe.
    Tycho có nguồn lực vô cùng lớn để phát triển các thiết bị quan sát thiên văn tốt nhất thời bấy giờ. Dữ liệu ông thu thập được được coi là thiêng liêng nên được gia đ́nh bảo mật kỹ càng.
    Tá túc trong dinh thự của Tycho sống qua ngày, rất hiếm khi Kepler được Tycho chia sẻ dữ liệu. Nhưng rồi dữ liệu quư giá mà Tycho thu thập bằng cách đo đạc vũ trụ suốt 30 năm cuối đời, trong lúc hấp hối, Tycho đă bắt gia đ́nh trao hết cho Kepler.
    Cũng như Galilei, Tycho, nhà toán học Kepler rất tôn sùng h́nh học Euclid và các đa diện thần thánh của Pythagoras. Dù là những bộ óc cấp tiến nhất của thời đại, họ hết mực tin rằng đường tṛn là cái ǵ đó hoàn mỹ nhất của tạo hóa: tất cả các hành tinh phải chuyển động theo đường tṛn.

    Cho đến một ngày, Kepler tư duy vượt ra khỏi khuôn khổ ấy. Năm 1618, định luật 1 của Kepler ra đời. Nó được phát biểu như sau: Các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt trời theo đường elip với Mặt trời là một tâm (trong số hai tâm) của đường elip ấy.
    Từ định luật có tính đột phá này, Kepler sử dụng toán học để mô h́nh hóa chuyển động của các hành tinh trong hệ Mặt trời. Trong định luật 2 của Kepler, nếu lấy một sợi dây nối Mặt trời với hành tinh đang bay quanh nó, sợi dây này sẽ quét được những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau.
    Từ đây Kepler đưa ra định luật 3, vẽ nên sự hài ḥa cực kỳ tao nhă của vũ trụ: lấy b́nh phương thời gian một hành tinh bay trọn một ṿng quanh Mặt trời (tức là một chu kỳ, tính theo năm) sẽ bằng với lập phương khoảng cách trung b́nh của hành tinh này tới Mặt trời (tính bằng đơn vị thiên văn, một đơn vị thiên văn bằng khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời): P2=a3.
    Tức là hành tinh nào càng xa Mặt trời, nó dịch chuyển càng chậm. Thế nhưng Kepler bất lực trong việc giải thích nguyên nhân sâu xa nào khiến Mặt trời bắt các hành tinh khác bay xung quanh, theo một quỹ đạo có chu kỳ đều đặn và cân bằng một cách đẹp đẽ như vậy.


    Johannes Kepler (T) và Issac Newton (P)

    Gần 50 năm sau, năm 1666, một thanh niên 23 tuổi tên là Issac Newton mải miết nghĩ về chuyện này. Anh tự hỏi nếu Trái đất không có cách nào đó để “giữ” Mặt trăng, hẳn Mặt trăng sẽ rời quỹ đạo xung quanh Trái đất của ḿnh rồi trôi đi lang thang vào trong vũ trụ.
    Newton phát hiện cái lực mà Trái đất níu giữ Mặt trăng bay quanh quỹ đạo Trái đất cũng là lực làm trái táo rụng từ trên cây xuống. Đó là lực hấp dẫn.
    Là một nhà toán học siêu đẳng, Newton đă sử dụng toán để mô h́nh hóa cách mà lực hấp dẫn “bắt” Mặt trăng bay quanh Trái đất và “bắt” các hành tinh bay quanh Mặt trời. Lực hấp dẫn tác động lên tất cả, không chỉ trên Trái đất mà c̣n trong toàn bộ vũ trụ, v́ vậy mô h́nh của Newton có tên Định luật vạn vật hấp dẫn.

    Định luật này cho biết lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với tích khối lượng của hai vật hút nhau và tỉ lệ nghịch với b́nh phương khoảng cách giữa chúng. Tức là hai vật càng nặng th́ càng hấp dẫn nhau mạnh. Hai vật càng xa nhau, lực càng yếu đi. Nếu xa nhau thêm 10 lần, lực sẽ yếu đi b́nh phương của 10, tức là yếu đi 100 lần.
    Newton đă giải thích được vận động của toàn thể vũ trụ, những vận động vĩ đại, vi diệu và cực kỳ hài ḥa, của Mặt trời, Trái đất và những hành tinh.
    Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loài người lên quỹ đạo Trái đất, đưa phi hành gia đầu tiên của loài người lên vũ trụ.
    Mỹ đưa những con người đầu tiên đổ bộ lên Mặt trăng. C̣n SpaceX của Elon Musk đang đưa con người lên sao Hỏa. Tất cả những việc lớn lao và kỳ diệu này đều dựa trên nền tảng các định luật của Newton.
    Thế nhưng ngay khi ra đời, các định luật của Newton lại mở ra những thắc mắc sâu xa hơn nữa về bản chất của vũ trụ.
    Có vẻ như vũ trụ không hữu hạn với bảy tầng trời. Bởi nếu nó hữu hạn và bởi lực hấp dẫn chỉ hút chứ không đẩy, th́ tập hợp hữu hạn các hành tinh và các ngôi sao sẽ bị hút gần về nhau cho đến khi chúng suy sụp vào chính ḿnh.
    Nếu nó vô hạn, chỉ cần một biến cố nhẹ, các hành tinh bị rung lắc và trượt khỏi các quỹ đạo cực kỳ ổn định của ḿnh th́ cân bằng bền vững nhờ lực hấp dẫn sẽ bị phá vỡ, các hành tinh sẽ bay tứ tung, vũ trụ hài ḥa của chúng ta sẽ bị xé tan tành.
    Newton quả thật bối rối, ông đành giải quyết nó bằng cách tự nguyện chấp nhận một vũ trụ vô hạn, cực kỳ đồng nhất, và tĩnh tại. Nhưng ông không giải quyết được một câu hỏi khác: Bằng cách nào lực hấp dẫn của Mặt trời tác động đến Trái đất và các hành tinh khác?

    ***

    Gần 250 năm sau, năm 1915, một trụ cột mới của vũ trụ học ra đời: Thuyết tương đối rộng của Einstein. Einstein cho rằng lực hấp dẫn làm cong không gian ở quanh nó. Giống như ta đặt một trái bowling lên tấm đệm mút, trái bowling sẽ làm toàn bộ tấm đệm mút bị uốn cong theo sức nặng của nó.
    Mặt trời uốn cong toàn bộ không gian xung quanh. Theo Einstein, các hành tinh chuyển động trong không gian ấy sẽ tự động chọn con đường ngắn nhất và ít bị cản trở nhất để đi và đó chính là các quỹ đạo elip bao quanh Mặt trời.
    Ngay cả ánh sáng, từ một v́ tinh tú xa xăm, khi đi ngang Mặt trời để đến Trái đất cũng sẽ phải lượn theo đường cong của không gian vốn bị khối lượng Mặt trời làm cong rồi mới đến Trái đất. Do đó nếu quan sát từ Trái đất, ta sẽ nh́n thấy v́ tinh tú kia ở một vị trí hơi khác với vị trí thực của nó.
    Bằng cách quan sát này, năm 1919 một nhóm nhà thiên văn do Arthur Eddington dẫn đầu đă đến một ḥn đảo ở vịnh Guine đo đạc thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm đă chứng minh Thuyết tương đối rộng của Einstein là đúng.

    Theo Thuyết tương đối hẹp của Einstein, vận tốc tối đa, mang trị số tuyệt đối của vũ trụ (tức là không ǵ có thể chạy nhanh hơn vận tốc này và vận tốc này luôn nhất định không thay đổi) chính là vận tốc ánh sáng (gần 300.000 km/giây). Ánh sáng đi từ Mặt trời đến Trái đất mất 8 phút. Nếu Mặt trời biến mất, không gian quanh Mặt trời không bị uốn cong nữa, Trái đất sẽ di chuyển theo một quỹ đạo hoàn toàn khác.
    Nhưng ở đây sẽ có một nghịch lư: nếu Mặt trời đột ngột biến mất, không gian đột ngột hết bị khối lượng của Mặt trời uốn cong, Trái đất sẽ văng vào vũ trụ với vận tốc 1.600 km/h, nhưng ánh sáng từ Mặt trời phải mất 8 phút sau mới tắt hẳn trên Trái đất.
    Tức là bằng cách nào đó lực hấp dẫn chạy nhanh hơn cả ánh sáng. Điều này là không thể. Vậy lực hấp dẫn lan truyền trong không gian như thế nào?

    Năm 1905 - 1915 chàng thanh niên trẻ Einstein làm việc tại pḥng cấp bằng Zurich, Thụy Sĩ,
    công bố một hệ thống lư thuyết mới mà sau đó đă trở nên trụ cột cho ngành Vật lư Vũ Trụ học:
    Lư thuyết Tương Đối hẹp (Theory of Special Relativity_1905) và lư thuyết Tương Đối rộng (Theory of Special Relativity_1905)


    Năm 1916, Einstein đă đề xuất sự tồn tại của một sóng gọi là sóng hấp dẫn, một loại sóng mang lực hấp dẫn lan truyền trong không gian với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng.
    Einstein t́m thấy sóng trên lư thuyết bằng cách giải các phương tŕnh của ḿnh, dự báo các ngôi sao đôi sẽ quay sát lại gần nhau để rồi lao vào nhau do năng lượng mất dần do bị bức xạ vào không gian dưới dạng sóng hấp dẫn.
    Đến năm 1920, năm mà hào quang của Einstein chói lọi nhất, con người vẫn cho rằng Ngân hà mà ta đang sống là tất cả vũ trụ.
    Thế rồi một nhà thiên văn tên là Edwin Hubble, bằng việc quan sát tinh vân Tiên Nữ (Andromeda) đă phát hiện tinh vân xoắn ốc này nằm trong một vũ trụ hoàn toàn khác với Ngân hà của chúng ta. Hóa ra vũ trụ rộng hơn cái mà con người biết rất rất nhiều. Ngân hà của chúng ta chỉ là một thiên hà trong hàng tỉ thiên hà của vũ trụ.
    Dù sống ở thế kỷ 20 và có bộ năo cấp tiến nhưng cũng như Newton, Einstein vẫn khá khó chịu với ư tưởng một vũ trụ không tĩnh và không đồng nhất.
    Trong mô h́nh toán của ḿnh, ông nhận ra một vũ trụ có vẻ như đang co giăn, nên đă cố gắng thêm các tham số mà ông gọi là “hằng số vũ trụ” vào để “bắt” vũ trụ tĩnh tại và đồng nhất. Cho đến khi ông gặp Hubble, một cuộc gặp khá muộn màng, vào năm 1931.

    Einstein đang ngắm cơi trời qua kính viễn vọng của đài thiên văn Mt. Wilson khi ông đến gặp Edwin Hubble (ngậm pipe bên cạnh)
    vào năm 1931


    Để tính toán vận tốc của các thiên thể xa xôi, Hubble sử dụng hiệu ứng Doppler, nhưng là với ánh sáng. Hiệu ứng Doppler âm thanh khá quen thuộc với con người.
    Khi đứng trên đường xe hơi hoặc tàu lửa, tiếng c̣i của xe tiến đến phía ta nghe chói tai hơn tiếng c̣i của chính xe này khi nó băng ngang ta và rời xa. Đó là do tần số âm thanh bị dịch chuyển co rút và kéo dăn bởi tốc độ.
    Tương tự, ánh sáng từ một thiên thể mà ta đang quan sát cũng thay đổi tần số khi chúng tiến đến gần hoặc rời xa Trái đất. Tần số ánh sáng mà ta quan sát thay đổi làm màu sắc của ánh sáng ta nhận thấy cũng đổi theo. Một ngôi sao rời xa Trái đất sẽ ngả màu đỏ (dịch chuyển đỏ- redshift), c̣n ngược lại sẽ ngả màu xanh (dịch chuyển xanh- blueshift).
    Bằng cách quan sát 24 thiên hà, Hubble nhận ra các thiên hà càng xa Trái đất th́ dịch chuyển càng nhanh đi ra xa thêm. Điều này đúng với dự đoán có được từ các phương tŕnh của Einstein. Năm 1931, lần đầu tiên gặp Hubble khi đến thăm đài thiên văn ở núi Wilson, Einstein cuối cùng đồng ư rằng vũ trụ đang giăn nở và thừa nhận việc thêm hằng số vũ trụ vào hệ phương tŕnh của ḿnh là sai lầm lớn nhất trong đời .
    Einstein đă để lại các phương tŕnh toán mà đến tận bây giờ các nhà khoa học vẫn tiếp tục giải để t́m những câu trả lời về việc du hành trong không gian và thời gian, chui qua lỗ sâu đục, hố đen. Tất nhiên có cả về sóng hấp dẫn.

    Từ lúc này, Einstein đối đầu với vũ trụ để cố gắng t́m ra một lư thuyết vật lư bao trùm tất cả. Có lần, ông “đối đầu” với vũ trụ tự xoay - một vũ trụ cho phép con người quay về quá khứ. Đây là một kết quả mà Godel giải ra từ phương tŕnh của Einstein khi hai siêu nhân này cùng làm việc ở Viện nghiên cứu cao cấp Princeton.

    Hai bộ óc siêu việt tại học viện nghiên cứu cao cấp Princeton: Kurt Gödel và Albert Einstein.
    Nếu Einstein được xem như Giáo hoàng của môn Vật Lư th́ Gödel là ông Thánh về thế giới trừu tượng của môn toán học.

  9. #199
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    85
    Tiếng vọng từ Sáng Thế (2)

    Nh́n những gợn sóng vỗ trên bờ biển Santa Barbara, Calif. Einstein đang nghĩ về những dợn sóng vũ trụ thuở hồng hoang ?


    ***

    Từ định luật của Hubble về vũ trụ giăn nở, các nhà vũ trụ đă t́m ṭi được về lịch sử của vũ trụ.
    Sáng thế của vũ trụ bắt đầu với một Vụ nổ lớn (Big Bang). Từ không đến có vũ trụ là một khoảng thời gian cực kỳ ngắn. Trước thời điểm 10-43 giây (0. và 43 số 0), c̣n gọi là thời gian Plank, đơn vị thời gian nhỏ nhất mà môn vật lư và toán học của chúng ta có thể nhận thức được. Vũ trụ từ chưa có chuyển thành một vũ trụ “hư không” rất nhiều chiều, một hư không chỉ có thể hiểu bằng thiền định.
    Từ 10-43 giây đến 10-34 giây, nhiệt độ lúc này là 1032 độ Kelvin (nóng gấp 10 triệu tỷ tỷ lần nhiệt độ mặt trời), vũ trụ h́nh thành và giăn nở với vận tốc tăng dần (lạm phát). Tốc độ giăn nở cao hơn vận tốc ánh sáng nhiều lần.

    Đến thời điểm này, vũ trụ mới chỉ to bằng ngân hà của chúng ta hiện nay. Từ 10-34 giây trở đi, vũ trụ giăn nở b́nh thường đến phút thứ 3 th́ các hạt nhân h́nh thành. Và cần thêm tới 380.000 năm nữa, các nguyên tử mới h́nh thành. Sau 1 tỉ năm mới có các ngôi sao nhờ hiện tượng kết tụ. Kể từ Big Bang đến nay là 13,7 tỉ năm. Vũ trụ đă có vô vàn thiên hà và vẫn tiếp tục giăn nở.
    Ánh sáng đi từ Mặt trời đến Trái đất mất 8 phút. Nhiều ngôi sao chúng ta nh́n thấy bằng mắt thường, ánh sáng của chúng đi tới Trái đất mất khoảng 100 năm ánh sáng, tức là cái ánh sáng mà ta nh́n thấy thật ra đă được phát đi từ 100 năm trước (hay nói rơ hơn chúng ta đang nh́n h́nh ảnh của ngôi sao từ 100 năm trước).
    Ánh sáng mờ nhạt đi từ các thiên hà thật xa, cần cả tỉ năm để đến Trái đất, tức là khi ta nh́n thấy, ánh sáng đó đă được phát ra từ cả tỉ năm trước - một thứ ánh sáng “hóa thạch”.
    Bằng cách này, các nhà thiên văn có thể “khảo cổ” vào quá khứ xa xưa của vũ trụ. Nếu sử dụng một thiết bị thiên văn thật tinh xảo, các nhà khoa học có thể nh́n được những ǵ phát ra từ thuở Sáng thế.
    Năm 2001, Nasa đă phóng lên quỹ đạo của Mặt trời một vệ tinh quan sát thiên văn có tên WMAP (Wilkinson microwave anisotrophy probe - đầu đo dị hướng vi sóng Wilkinson).



    Vũ trụ sơ sinh lúc mới chỉ 380.000 năm tuổi, nhiệt độ 3000° K và các nguyên tử đang được sinh ra. Bức xạ siêu âm nền của vũ trụ (Cosmic Microwave Background Radiation/ CMBR) do vệ tinh WMAP chụp.
    mỗi điểm ảnh ứng với một thăng giáng lượng tử của ánh sáng di tích c̣n lại từ Sáng Thế. Mỗi điểm thăng giáng này giăn nở h́nh thành nên các Thiên Hà ngày nay.


    Vệ tinh này nằm cách Trái đất 1,5 triệu km để tránh các sóng nhiễu loạn của Trái đất, vị trí của nó cũng được tính toán để né sự che khuất do Mặt trời và Mặt trăng trong lúc nó “quét” sóng toàn bộ bầu trời. WMAP đă làm được ba việc dị thường: một là, chụp được bức ảnh sơ sinh của vũ trụ, lúc mới khoảng 380.000 năm tuổi; hai là, đo được nhiệt độ nền của vũ trụ, khoảng 2,7 độ Kelvin (-270,45 độ C) và ba là, vũ trụ h́nh thành với 23% của một chất gọi là vật chất tối và 73% năng lượng vũ trụ là năng lượng tối.
    Đến nay chưa ai thực sự biết năng lượng tối và vật chất tối là ǵ, mặc dù Einstein đă đưa ra "năng lượng tối", chính là hằng số vũ trụ hay vũ trụ hạng, the cosmological constant, từ năm 1917. Sau đó ông gọi "năng lượng tối” là sai lầm lớn nhất.
    Cùng với dữ liệu của vệ tinh COBE và quan sát các siêu sao trong những năm 1990, WMAP đă cho thấy sai lầm của thiên tài hóa ra cũng vẫn có thể đúng. Hằng số vũ trụ ʌ, "sai lầm" của Einstein, bất ngờ sống lại. Ngày nay năng lượng tối được cho là cái tạo ra trường phản hấp dẫn, đẩy các thiên hà ra xa nhau chính xác là tính chất của Vũ trụ hạng

    ***

    Các vật thể chuyển động có gia tốc (chuyển động với vận tốc không đều) và theo quỹ đạo không đối xứng cầu hoặc đối xứng trụ, đều bức xạ năng lượng ra bên ngoài dưới dạng sóng hấp dẫn. Vật thể càng nặng, sóng hấp dẫn phát ra càng mạnh. Hai hành tinh chuyển động quanh nhau như Trái đất và Mặt trời cũng phát ra sóng hấp dẫn.
    Những hệ sao đôi ( binary star), có hai thiên thể chuyển động quanh một trục chung cũng phát ra sóng hấp dẫn, kết quả là chúng mất dần năng lượng, tốc độ quay tăng dần trên quỹ đạo hẹp dần, trở thành h́nh xoáy ốc đến khi sáp nhập thành một.

    Sóng hấp dẫn phát ra từ chúng có tần số tăng dần (hiện tượng di tần). Nếu quan sát được sóng này, từ Trái đất có thể xác định được khối lượng và khoảng cách từ sao đôi đến Trái đất.
    Cũng như các loại sóng khác, sóng hấp dẫn có biên độ, tần số, bước sóng và tốc độ. Tốc độ của sóng hấp dẫn bằng tốc độ ánh sáng. Tần số của sóng hấp dẫn rất thấp nên bước sóng của chúng rất dài, truyền tải năng lượng rất bé. Đây là lư do rất khó bắt được sóng hấp dẫn. Khi lan đến Trái đất, tần số của sóng hấp dẫn vào khoảng 10-16Hz đến 104Hz.
    Nhưng khác các loại sóng như sóng âm thanh, ánh sáng và điện từ, sóng hấp dẫn đi xuyên qua mọi vật chất cản đường nó. Ánh sáng và sóng radio đi từ các thiên hà xa xôi hay đi từ quá khứ của vũ trụ có thể bị các đám bụi sao cản đường khi đang đến Trái đất. Nhưng sóng hấp dẫn th́ không.


    1,3 tỉ năm trước ở một thiên hà rất xa xôi, có hai hố đen bị dính vào một quỹ đạo xoắn ốc, rồi ở khoảnh khắc cuối cùng chúng đâm sập vào nhau với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.
    Vụ va chạm đă tạo ra một hố đen mới nặng bằng 62 lần khối lượng Mặt trời, đồng thời phát ra một nguồn năng lượng khổng lồ và tinh khiết. Toàn bộ năng lượng ấy bức xạ vào vũ trụ chỉ trong khoảng 1/10 giây và làm biến dạng không gian, thời gian xung quanh vụ va chạm trong chớp mắt.
    Bởi vụ va chạm là của hai lỗ đen, nên năng lượng phát ra không phải là sóng ánh sáng mà là sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn này lan trong không gian và liên tục làm co giăn không gian khi nó đi qua.
    Đó chính là không gian - thời gian (Không Thời gian) trong vũ trụ của Einstein, hoàn toàn khác với không gian vũ trụ đồng nhất của Newton. Sóng hấp dẫn ấy phát đi khi ở trên Trái đất, sự sống mới manh nha ở thể đa bào.
    Trong hành tŕnh dài 1,3 tỉ năm để sóng hấp dẫn kia lan đến Trái đất, trên Trái đất cuộc sống đă tiến hóa không ngừng, từ tế bào đến thực vật, từ khủng long đến loài người. Từ Kepler, Newton, Einstein và đến Kip Thorne.
    Năm 1962, hai nhà khoa học là Gertsenshtein và Pustovoit xuất bản một bài báo đề xuất các nguyên tắc ḍ t́m sóng hấp dẫn bước sóng dài bằng giao thoa kế. Năm 1973, Kip Thorne - nhà vật lư lư thuyết ở Học viện Caltech - bắt đầu hành tŕnh săn lùng sóng hấp dẫn của ḿnh.

    Nhà vật lư lư thuyết ở Học viện Caltech, Kip Thorne


    Năm 1984, ông và Ronald Drever, Rainer Weiss thành lập ủy ban lâm thời để xây dựng dự án LIGO (Laser Interferometer Gravitational - Wave Observatory - Trạm quan trắc sóng hấp dẫn giao thoa kế laser). Năm 2002, LIGO bắt đầu ḍ t́m sóng hấp dẫn. Năm 2015, phiên bản hiện đại hơn với tên gọi Advanced LIGO đi vào hoạt động.
    Ngày 11-2-2016, LIGO công bố đă ḍ t́m được sóng hấp dẫn của một vụ sáp nhập hố đen cách chúng ta 1,3 tỉ năm ánh sáng (cũng có nghĩa là sóng từ một vụ sáp nhập cách nay 1,3 tỉ năm).
    Ngày 15-6-2016, LIGO công bố lần thứ hai ḍ được sóng hấp dẫn từ một vụ sáp nhập hố đen cách Trái đất 1,4 tỉ năm ánh sáng.

    ***

    Hai thành phần chính của LIGO là các máy ḍ chuyên dụng đặt ở Washington và Louisiana, được thiết kế để phát hiện ra các gợn sóng nói trên. Bộ đôi máy ḍ này sẽ liên tục quan sát t́m kiếm sóng hấp dẫn phát sinh từ sự sáp nhập của các vật thể siêu dày đặc nằm ở những nơi rất xa trong vũ trụ, thí dụ như các lỗ đen hoặc sao neutron. Khi các vật thể này sáp nhập, chúng sẽ xoắn quanh nhau với tốc độ cực nhanh, khoảng vài lần mỗi giây, trước khi cùng nhau hợp nhất thành một vật thể khác siêu dày đặc. Hành động này được ví như sự khiêu vũ của 2 con quái vật của vũ trụ và cái nó tạo ra chính là những gợn sóng hấp dẫn khổng lồ trong không thời gian, sau đó di chuyển ra xung quanh với tốc độ ánh sáng và cuối cùng là tới Trái Đất. Khi tới nơi, những gợn sóng đă yếu đi rất nhiều nên cần những thiết bị cực nhạy, thí dụ như máy ḍ LIGO để bắt được.

    Hai đài quan trắc săn lùng sóng trọng lực: LIGO Livingston Observatory, Livingston, Luisiana và LIGO Hanford Observatory, Richland Washington


    A technician works on some of the optics for a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory detector. Credit: LIGO Laboratory


    A Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) technician performs a Large optic inspection in this undated photo released by Caltech/MIT/LIGO Laboratory on Tuesday.
    The twin detectors, a system of two identical detectors constructed to detect incredibly tiny vibrations from passing gravitational waves, are located in Livingston, Louisiana, and Hanford, Washington.
    Scientists said February 11, 2016 they have for the first time detected gravitational waves, ripples in space and time hypothesized by physicist Albert Einstein a century ago,
    in a landmark discovery that opens a new window for studying the cosmos. | REUTERS / CALTECH /MIT / LIGO LABORATORY / HANDOUT VIA REUTER


    David Reitze, executive director of the LIGO Laboratory at Caltech, announces that scientists have observed ripples in the fabric of spacetime called gravitational waves for the first time,
    confirming a prediction of Albert Einstein's theory of relativity, during a press conference at the National Press Club in Washington, DC, February 11, 2016. AFP/Getty Images


    LIGO là một thiết bị khổng lồ vô cùng tinh xảo. Máy ḍ sóng hấp dẫn LIGO là hai đường ống dài khoảng 4km, nối với nhau h́nh chữ L. Ống được hút chân không cực cao, chỉ c̣n 1 phần ngàn tỉ áp suất không khí b́nh thường. Trong mỗi ống có một chùm tia laser được chiếu liên tục.
    Hai chùm tia gặp nhau ở góc chữ L. Các sóng laser được tính toán sao cho chúng triệt tiêu nhau và tạo nên giao thoa.
    Do hiện tượng phân cực, hai ống vuông góc với nhau nên chỉ có một ống sẽ bị sóng hấp dẫn đập vào. Khi sóng hấp dẫn đập vào một trong hai ống, chiều dài ống sẽ bị co giăn khác với ống kia, gây ra nhiễu loạn phá vỡ cân bằng của hai chùm laser, và làm mất các vân giao thoa.
    Độ co giăn của một ống dài 4km do ảnh hưởng của sóng hấp dẫn lại rất bé, chỉ cỡ 1/10.000 bề rộng của một hạt proton. Nếu phóng đại chiều dài của ống từ 4km lên tới khoảng cách từ Trái đất đến ngôi sao gần nhất bên ngoài hệ Mặt trời th́ độ co giăn này sẽ có bề dày một sợi tóc.
    Độ co giăn nhỏ như vậy nên LIGO cần các gương phản chiếu laser trong giao thoa kế cực kỳ tinh xảo. Gương được mài nhẵn tới độ phẳng 1/30 tỉ inch và được điều khiển bằng 6 nam châm điện chỉ bé bằng con kiến.

    Toàn bộ đường ống của LIGO được đặt trên các trụ cách ly địa chấn bằng thép và ḷ xo đặc biệt, đứng trên các sàn bêtông dày 76cm, các sàn này không được tựa vào bất cứ bờ tường nào. Theo tính toán, để phát hiện sự va chạm của hai hố đen cách Trái đất 300 triệu năm ánh sáng, LIGO có thể phải chờ đợi từ 1-1.000 năm.
    Cuối cùng, Advanced LIGO phát hiện sự va chạm của hai hố đen cách Trái đất 1,3 tỉ năm chỉ vài tháng sau khi được sửa chữa, nâng cấp.
    Tín hiệu của sóng hấp dẫn ấy ở LIGO thể hiện dưới dạng âm thanh nghe thấy được. Một tiếng kêu khẽ của con sóng vũ trụ: Chirp! (1)


    Tiếng kêu khẽ (chirp) vang vọng từ thuở sáng thế

    Tháng 2/2016. các nhà khoa học tại LIGO tuyên bố đă lần đầu tiên trong lịch sử quan sát được sóng hấp dẫn tạo thành từ 2 lỗ đen hợp nhất nhau cách đây 1,3 tỷ năm ánh sáng. Đây được đánh giá là phát hiện mang tính cách mạng trong lĩnh vực thiên văn học, cho phép các nhà khoa học có một cách hoàn toàn mới để nghiên cứu những vật thể bí ẩn nằm đâu đó trong vũ trụ xa xôi. Sau này, LIGO tiếp tục tuyên bố đă phát hiện thêm 3 lần bắt được sóng hấp dẫn. Và một trung tâm quan sát tại Châu Âu là Virgo cũng đă phát hiện ra sóng hấp dẫn, đồng thời định vị được nguồn sóng với độ chính xác chưa từng có. Laura Cadonati, giáo sư vật lư học tại VIện công nghệ Georgia, một thành viên tại LIGO cho biết “chúng ta đă mở ra một cánh cửa mới để quan sát vũ trụ vốn mới chỉ được khẽ nh́n. Phát hiện này thật sự vĩ đại v́ nó không phải là dấu chấm hết mà là sự mở đầu cho những phát hiện khác.”

    Việc phải đến cuối cùng đă đến với những kỳ công như chuyện giả tưởng nhằm chứng minh cho một tiên đoán cách nay đúng 100 năm đă được tôn vinh với giải thưởng cao quư nhất và danh giá nhất: giải Nobel Vật Lư 2017


    Giải Nobel Vật lư 2017 đă được trao về 3 nhà khoa học Rainer Weiss tại viện MIT cùng Kip Thorne và Barry Barish tại Caltech, Cả 3 giáo sư nói trên đều là những thành viên quan trọng tại LIGO, các giáo sư này gần như là những người tiên phong trong quá tŕnh nghiên cứu. Weiss đă ủng hộ ư tưởng dùng các xung laser dài hàng km để phát hiện sóng hấp dẫn một cách hiệu quả dưới Trái Đất và cuối cùng, ông đă dấu tranh để nó được áp dụng trên LIGO. Đồng thời, ông c̣n là người t́m được cách nhận diện độ nhiễu vốn có thể làm sai kết quả quan sát.

    Trong khi đó, Thorne là người khẳng định rằng các lỗ đen hoặc sao neutron đang cuộn xoắn vào nhau mới là nguồn phát sóng hấp dẫn tốt nhất cho nghiên cứu chứ không phải từ vụ nổ của các ngôi sao như nhiều ư kiến khác. Cuối cùng là giáo sư Barish, người hiện thực hóa mọi chuyện tại LIGO. Ông là điều tra viên chính của LIGO từ 1994 và sau đó trở thành nhân vật đầu tàu trong việc t́m tài trợ và xây dựng cả 2 đài quan trắc LIGO Livingstone và LIGO Hanford từ Quỹ khoa học Quốc gia. Các đồng nghiệp nói ông chính là cầu nối liên kết hàng ngàn nhà khoa học khác để cùng nhau hợp tác trong nghiên cứu.

    ***

    Phát hiện sóng hấp dẫn của LIGO lần đầu tiên giúp khoa học chứng minh trực tiếp bằng thực nghiệm có sự tồn tại của một cặp hố đen, vốn chỉ tồn tại trên lư thuyết.
    Dữ liệu đo được c̣n giúp các nhà khoa học biết về hai hố đen này: khối lượng của hố đen, vận tốc quỹ đạo, thời điểm chúng đâm vào nhau. Có thể dữ liệu ấy c̣n giúp giải thích các hố đen siêu nặng đă h́nh thành như thế nào ở tâm các thiên hà.
    Phát hiện sóng hấp dẫn của LIGO c̣n chứng minh Einstein tiếp tục đúng ở một khía cạnh khác: khía cạnh lực hấp dẫn trong thuyết tương đối kỳ ảo của ông. Lần đầu tiên sóng hấp dẫn được chứng minh bằng bằng chứng thực nghiệm đến từ bên ngoài hệ Mặt trời.
    Rainer Weiss, một trong ba nhà khoa học sáng lập LIGO, rất ngạc nhiên tại sao Einstein có thể tiên đoán việc này từ 100 năm trước.
    Weiss nói rằng vào buổi sáng mà LIGO ḍ thấy sóng hấp dẫn, ông ước ao được mang kết quả thực nghiệm này đến cho Einstein xem và xem mặt của thiên tài khoa học ấy biểu hiện những ǵ. Có lẽ Einstein không nói ǵ, ông lè lưỡi sau khi kêu lên khe khẽ: Chirp.■

    (1): Chirp: tiếng kêu rất khẽ của một con chim hoặc thú nhỏ.

    ________________

    Từ:
    Tiếng vọng Sáng Thế (Nguyễn Phương Văn) TTO 12/12/2016
    Nobel Vật lư 2017 được trao cho 3 nhà khoa học có công trong việc phát hiện ra sóng hấp dẫn (NdMinhDuc) Tinhte.vn
    Bổ túc thêm chi tiết, youtube, h́nh ảnh và phụ chú bới người post bài

+ Reply to Thread

Thread Information

Users Browsing this Thread

There are currently 1 users browsing this thread. (0 members and 1 guests)

Similar Threads

  1. PGHH - 7 Thiện Thuyết - Quư Nhất Trên Đời
    By TuyetNhiNguyen in forum Tôn Giáo - Tâm Linh
    Replies: 0
    Last Post: 29-05-2012, 09:36 PM
  2. Replies: 9
    Last Post: 26-10-2011, 08:45 AM
  3. Replies: 0
    Last Post: 28-08-2011, 11:45 AM
  4. Replies: 2
    Last Post: 12-08-2011, 09:27 PM
  5. Replies: 0
    Last Post: 17-09-2010, 12:00 AM

Bookmarks

Posting Permissions

  • You may not post new threads
  • You may post replies
  • You may not post attachments
  • You may not edit your posts
  •