Results 1 to 1 of 1

Thread: Chụp được ảnh ‘‘hố đen’’: Bước tiến phi thường của nền khoa học nhân loại.

  1. #1
    Member
    Join Date
    27-12-2017
    Posts
    1,083

    Chụp được ảnh ‘‘hố đen’’: Bước tiến phi thường của nền khoa học nhân loại.





    Theo Reuters, một ê-kíp khoa học gia quốc tế hôm 10/04/2019 đă công bố h́nh ảnh đầu tiên trong lịch sử tại một cuộc họp báo qua cầu truyền h́nh, diễn ra đồng loạt tại sáu thành phố, Washington, Bruxelles, Santiago, Thượng Hải, Đài Bắc và Tokyo.

    « Đây là một ngày phi thường đối với ngành vật lư thiên văn. Chúng ta đang nh́n thấy được cái vô h́nh », giám đốc Quỹ National Science Foundation, France Córdova, thốt lên. H́nh ảnh đầu tiên về hố đen là bằng chứng quan trọng xác nhận các dự báo đă được nhà bác học Albert Einstein đưa ra cách nay hơn một thế kỷ, trong học thuyết tương đối tổng quát.
    Nhà vật lư thiên văn Pháp Jean-Pierre Luminet (CNRS), tác giả của mô h́nh số hóa đầu tiên mô phỏng hố đen, năm 1979, nói với AFP : « Chưa bao giờ tôi có thể tin là ḿnh sẽ được nh́n thấy h́nh ảnh một hố đen thực sự khi c̣n sống ».
    Kết quả này có được nhờ tổ hợp Kính thiên văn Event Horizon, mạng lưới gồm tám đài quan sát vô tuyến trên toàn cầu, chuyên nhiệm vụ quan sát các hố đen suốt từ 2012 đến nay.
    H́nh ảnh được các nhà nghiên cứu công bố chính là hố đen nằm ở "trái tim" của thiên hà Messier 87 (M87), thuộc siêu thiên hà Xử Nữ (Virgo), cách trái đất gần 55 triệu năm ánh sáng.
    Đây là h́nh ảnh thực đầu tiên về một hố đen vũ trụ. Tất cả những h́nh ảnh trước đây đều là sản phẩm của trí tưởng tượng hoặc mô phỏng máy tính thông qua dữ liệu và phân tích của các nhà khoa học.
    Tuy nhiên, không giống như những h́nh ảnh mô phỏng bấy lâu, h́nh ảnh được công bố không phải là một khối cầu đen với ṿng xoáy kỳ vĩ và khổng lồ của những vật chất vũ trụ. H́nh ảnh đầu tiên về M87 chỉ là một ṿng tṛn lạ lẫm với màu vàng và cam.

    Nói một cách chính xác hơn, chúng ta chỉ mới nh́n thấy được "chiếc bóng" của hố đen M87, theo Live Science.
    Theo Derek Fox, chuyên gia tại Khoa Thiên văn học và Vật lư thiên văn thuộc Đại học Penn State (Mỹ), hố đen vũ trụ tại M87 không gần Trái Đất nhất nhưng lại có khối lượng lớn nhất. Nó được xem là mục tiêu quan sát hứa hẹn thành công cao nhất cho dự án.

    EHT được cho là nhắm đến hai "ứng viên" để ghi nhận h́nh ảnh hố đen vũ trụ. Truyền thông quốc tế ban đầu dự đoán các nhà khoa học sẽ ghi lại h́nh ảnh của Sagittarius A*, nằm ở trung tâm dải Ngân Hà (Milky Way) của chúng ta, cách Trái Đất khoảng 25.000 năm ánh sáng.
    "Đây là bằng chứng trực quan đầu tiên cho thấy hố đen tồn tại", một nhà khoa học cho biết.
    Tuy nhiên, dự án vẫn chưa dừng lại ở đó bởi họ vẫn c̣n lượng lớn dữ liệu cần dành nhiều thời gian xử lư. Bởi thế, nhóm nghiên cứu có thể sẽ đợi thêm vài tháng để xác nhận rằng những nỗ lực của họ trong suốt thời gian qua có thật sự thành công hay không. Heino Falcke, nhà thiên văn học tại Đại học Radboud, Nijmegen, Hà Lan cho biết rằng: “Thậm chí những h́nh ảnh đầu tiên vẫn c̣n mộc mạc và không mấy hấp dẫn, chúng tôi vẫn có thể lần đâu tiên kiểm chứng một số dự đoán của Einstein khi xưa về hấp dẫn trong môi trường cực hạn của lỗ đen.”

    Được giới thiệu hồi năm 1915, học thuyết của Einstein cho rằng vật chất có thể làm biến dạng hoặc uốn cong cấu trúc h́nh học của không - thời gian, và chúng tôi gọi sự biến dạng đó như tác động của trọng lực. Falcke cho biết: “Sự tồn tại của lỗ đen khổng lồ là một trong những dự đoán đầu tiên của lư thuyết Einstein. Chúng là điểm cuối cùng của không gian và thời gian, và có thể đó chính là "thời điểm" giới hạn cuối cùng của tri thức nhân loại.” Tuy nhiên hiện các nhà thiên văn học chỉ mới suy diễn rằng lỗ đen có thể nằm đâu đó ở trung tâm của các thiên hà lớn trong vũ trụ, và ngay chính Einstein cũng không chắc chắn lắm về sự hiện hữu của chúng trong vũ trụ thực.
    Theo Falcke, những h́nh ảnh đầu tiên này sẽ “biến lỗ đen từ một vật thể tưởng chỉ có trong thần thoại hoang đường thành một thực thể mà chúng ta có thể nghiên cứu.”

    Để có thể thực hiện dự án lần này, như đă nói trên các nhà nghiên cứu đă mất nhiều năm lên ké hoạch, đồng thời cùng nhau hợp tác trên phạm vi quốc tế với các đài quan sát trải dài từ đỉnh núi cao nhất Hawaii cho tới vùng băng tuyết bao phủ ở Đông Nam Cực. Như có thể thấy trong những h́nh ảnh và video clips đính kèm, các nhà nghiên cứu đă liên kết bởi 8 đài quan sát thành một mạng lưới, hoạt động như một chiếc kính viễn vọng khổng lồ rộng như cả một hành tinh. Toàn bộ các kính thiên văn radio (thiên văn sóng điện) này sẽ được đồng bộ để hoạt động cùng nhau nhằm tăng cường độ phân giải và độ nhạy cao hơn bất cứ chiếc kính thiên văn nào trên thế giới, cho phép có thể dùng nó để tiếp cận tới chân trời sự kiện.









    Đài quan trắc Thiên văn Nam Cực (the South Pole Telescope)

    Hệ thống đă đặt mục tiêu tại 2 lỗ đen siêu lớn: một lỗ đen mang tên Sagittarius A*, nặng hơn Mặt Trời 4 triệu lần, nằm ở trung tâm thiên hà Milky Way, và một lỗ đen nặng hơn 1500 lần nằm ở trung tâm thiên hà M87. Trước đây hê thống kính thiên văn chân trời sự kiện đă thăm ḍ khu vực xung quanh của những “con quái vật này” nhưng đây là lần đầu tiên mạng lưới hoạt động một cách đầy đủ với sự góp mặt của cả kính thiên văn Nam Cực và hệ thống ALMA - một tổ hợp 66 đĩa radio ở Chile.

    Với sự hỗ trợ của ALMA, độ nét của kính thiên văn chân trời sự kiện đă tăng gấp 10 lần, cho phép nó có thể xác định được đến chi tiết các kích thước cở một quả bóng golf trên Mặt Trăng, hay nói một cách bóng bẩy hơn như ngồi ở Paris mà có thể đọc được một trang báo tại New York., và cuối cùng là xác định được chân trời sự kiện của 2 lỗ đen. Sau khi nỗ lực giải quyết được tất cả các yếu tố kỹ thuật, công nghệ, trang thiết bị quan sát, các nhà khoa học cuối cùng cũng chờ được ngày mà “Thượng Đế cứu rỗi”: thời tiết tốt.
    Các nhà khoa học đă quan sát những lỗ đen này bằng sóng radio millimetre, dải bước sóng mà ánh sáng có thể dễ dàng đi xuyên qua các đám khí và bụi dày đặc nằm ở Trung tâm thiên hà, du hành tới Trái Đất. Tuy nhiên, nước lại hấp thu và bức xạ radio, khiến cho kết quả của quá tŕnh đo đạc bị nhiễu và sai lệch. Để giảm thiểu vấn đề này, những chiếc kính thiên văn radio được đặt tại những nơi cao, thí dụ trên đỉnh núi, hoặc tại các cao nguyên sa mạc ẩm độ thấp,… Dù vậy th́ những đám mây, mưa, tuyết vẫn có thể khiến cho sự quan sát bị ngắt. Mặt khác những cơn gió giật mạnh trên cao cũng sẽ gây ra chấn động khiến cho một đài quan sát phải ngừng hoạt động.
    Giáo sư Fish cho rằng “tỷ lệ thời tiết tốt ở mọi đài quan sát trong hệ thống là gần như bằng 0.” Chỉ với 5 đêm trong suốt quá tŕnh quan trắc, Fish và các đồng nghiệp phải liên tục gặp nhau mỗi ngày để bàn xem có nên kích hoạt hệ thống vận hành trên mạng lưới hay không dựa trên các thông tin về t́nh h́nh thời tiết tại từng vị trí, đồng thời phải phán đoán xem thời tiết những ngày tới có thuận lợi không. Từ trụ sở ở MIT, Fish đă liên tục theo dơi thời tiết tại từng địa điểm trên màn h́nh máy tính, đồng thời liên tục liên lạc với các đài thiên văn khác

    Cuối cùng th́ 5 ngày căng thẳng cũng trôi qua, nhóm nghiên cứu đă có trong tay dữ liệu quan sát và lúc này, vấn đề chỉ là phân tích dữ liệu thu được nhằm h́nh thành nên h́nh ảnh lỗ đen. Mỗi đài thiên văn đều ghi lại được rất nhiều dữ liệu. Thông tin từ tất cả các kính thiên văn với tổng dung lượng lên tới hơn 5 petabyte, bằng toàn bộ lượng thông tin của Thư viện Quốc Hội Hoa Kỳ. Dữ liệu, theo Dan Marrone, nhà vật lư thiên văn trong dự án EHT, được lưu trữ trong bộ ổ cứng đồ sộ nặng hàng tấn và không thể truyền dữ liệu qua mạng, các nhà vật lư phải gom thông tin từ 8 đài thiên văn về một chỗ bằng cách điều tàu vận chuyển hơn 1024 chiếc ổ cứng về Trung tâm xử lư của kính thiên văn chân trời sự kiện tại MIT và VIện Max Planck, Đức. Duy chỉ có những chiếc ổ cứng từ kính thiên văn Nam Cực là không thể chuyển đi cho tới cuối mùa đông.

    Một khi tất cả dữ liệu đă được gởi tới trung tâm xử lư, một nhóm các máy chủ sẽ đảm nhận nhiệm vụ cực kỳ quan trọng là kết hợp tất cả các tín hiệu lại với nhau cho đồng bộ thời gian tại các đài quan sát. Quá tŕnh so sánh và kết hợp sóng radio phải được tiến hành một cách cực kỳ cẩn thận bởi nó có liên quan tới thông tin quan trọng về kích thước, cấu trúc của chân trời sự kiện, đảm bảo rằng không có một số liệu nào bị sai sót, mất hoặc dư thừa. Doeleman cho biết: “Chúng tôi đang cố gắng kết hợp một mạng lưới có kích thước toàn cầu, chỉ nghĩ tới thôi bạn cũng đủ hiểu đó là một công việc phức tạp ngoài sức tưởng tượng rồi.”
    Trong năm đầu, nhóm nghiên cứu dùng máy tính để lọc và giải mă dữ liệu cho tới khi bức ảnh ra đời. Họ dành tiếp năm sau đó kiểm tra kết quả và viết báo cáo. Do đó, phần lớn công việc trong dự án tính toán cẩn thận để loại trừ tất cả những ǵ không liên quan làm sai lạc nguồn dữ liệu của chính Blackhole.
    Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng thừa nhận rằng họ vẫn chưa thể giải thích những ǵ đang diễn ra bên trong hố đen.
    Theo dự đoán, h́nh ảnh về mục tiêu thứ hai, một hố đen khác thuộc thiên hà Sagittarius A* nằm ở thiên cầu nam tại trung tâm của Ngân Hà sẽ được công bố trong vài ngày tới.



    H́nh ảnh của M87 được xem là một cột mốc lịch sử của vật lư và thiên văn học.

    Dù sự tồn tại đă được dự đoán từ hơn 100 năm trước từ kết quả của nhà toán học Đức Karrl Schwarzschild giải thành công phương tŕnh trường Einstein,và từ đó dù nhiều thế hệ các nhà khoa học của nhân loại đă thu thập được vô số bằng chứng gián tiếp về sự tồn tại của nó nhưng h́nh ảnh ngay cả bóng dáng của thiên thể bí ẩn này chưa bao giờ được ghi nhận trên thực tế. Giới khoa học nhận định việc chụp được h́nh ảnh hố đen vũ trụ có thể mang về một giải Nobel.
    Tháng 2/2016, thế giới từng chấn động trước thông tin một nhóm các nhà vật lư và thiên văn học đă cùng nhau ghi nhận được sóng hấp dẫn phát ra từ sự hợp nhất của 2 hố đen ở cách Trái Đất khoảng 1 tỷ năm ánh sáng, cũng là một tiên đoán khác của Eistein gần 100 năm trước, khi ông cho rằng không - thời gian có thể biến dạng như một miếng thạch khi bị một vật thể khối lượng cực lớn tác động. Và giải Nobel Vật Lư năm đó, 2017, đă trao cho 3 nhà khoa học, Rainer Weiss, Barry C. Barish và Kip S. Thorne của Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO), Mỹ, với thông báo của Ủy ban Nobel Vật lư: “Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn đă mở ra bước ngoặt lớn cho sứ mệnh chinh phục vũ trụ của nhân loại”
    BH tổng hợp
    Last edited by BlackHole; 14-04-2019 at 05:47 AM.

Thread Information

Users Browsing this Thread

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

Similar Threads

  1. Replies: 0
    Last Post: 17-11-2013, 12:52 AM
  2. Replies: 9
    Last Post: 14-08-2013, 12:59 PM
  3. Replies: 3
    Last Post: 28-02-2012, 02:52 PM
  4. Replies: 32
    Last Post: 21-12-2011, 10:46 PM
  5. Replies: 1
    Last Post: 25-07-2011, 12:45 AM

Bookmarks

Posting Permissions

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