TiaSang
Thứ 5, Ngày 24 tháng 8 năm 2017
Khoa học và Công nghệ

Đã tìm thấy bằng chứng tồn tại sóng hấp dẫn của vũ trụ ban đầu

01/04/2014 14:20 -

Bản online tạp chí Nature đưa tin: ngày 17/3 vừa qua, tại cuộc họp báo ở Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (Cambridge, Massachusetts), nhà khoa học John Kovac tuyên bố trước thế giới rằng ông và nhóm nghiên cứu của mình đã tìm thấy dấu vết của các sóng hấp dẫn (Gravitational waves) sinh ra từ vụ nổ lớn của vũ trụ.

Ngay lập tức, giới khoa học khắp thế giới đều đánh giá rất cao thành tựu nghiên cứu này. GS Đàm Thanh Sơn tại ĐH Chicago nhận định “Nếu kết quả mới công bố ngày 17/3/2014 của thí nghiệm BICEP2 [Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization] là đúng, thì đây có thể là phát hiện vật lý lớn nhất trong hàng chục năm nay”. Marc Kamionkowski ở ĐH John Hopkins, người 18 năm trước từng dự đoán sự tồn tại tín hiệu của quá trình dãn nở vũ trụ, nói phát hiện này còn quan trọng hơn việc tìm ra hạt Higgs. Vô cùng phấn khích vì khám phá này chứng minh giả thuyết dãn nở vũ trụ do mình đưa ra năm 1981 là đúng, Alan Guth ở Học viện Công nghệ Massachusetts cho rằng khám phá này xứng đáng được tặng giải Nobel.

Các nhà khoa học của hơn một chục trường, viện ở Mỹ, trong đó có bốn người phụ trách dự án BICEP - John Kovac (ĐH Harvard), Clement Pryke (ĐH Minnesota), Jamie Bock (Học viện Công nghệ California) và Chao-Linkuo (Quách Chiêu Lân, ĐH Stanford) - đã thực hiện khám phá nói trên sau một quá trình nhiều năm quan sát bức xạ nền vi sóng vũ trụ (Cosmic Microwave Background Radiation - CMBR) - còn gọi là “ánh sáng rớt lại” (afterglow) của Big Bang - qua kính thiên văn BICEP2 của NASA đặt tại Nam Cực.

CMBR là một dạng ánh sáng; nó bị các nguyên tử và điện tử tán xạ và bị cực hóa, có tính giao động lệch. Sóng hấp dẫn chèn ép không gian nó đi qua, sinh ra một mô hình khác ở trong CMBR. Lần này nhóm nghiên cứu đã tìm được mô hình giao động lệch đặc biệt kiểu B (B-modes). Họ cho rằng mô hình này chỉ có thể tạo ra bởi sóng hấp dẫn sinh ra khi vũ trụ dãn nở. Tại Nam cực, nhóm nghiên cứu đã phát hiện một tín hiệu cực hóa mô hình B mạnh hơn rất nhiều so với dự kiến. Mới đầu họ cho rằng nó gây ra bởi bụi của hệ Ngân hà, nhưng các số liệu cho thấy không phải như vậy. Để tránh nhầm lẫn, họ đã bỏ ra ba năm để kiểm nghiệm lại mọi số liệu, loại trừ các nguồn gốc khác.

Ngay từ năm 1916, thuyết tương đối nghĩa rộng do Einstein thiên tài đưa ra đã dự kiến sự tồn tại của sóng hấp dẫn, nhưng chưa ai kiểm chứng được điều đó. Vũ trụ sau khi sinh ra đã hình thành sóng hấp dẫn mạnh, nhưng cùng với sự dãn nở nhanh chóng của vũ trụ, sóng hấp dẫn cũng dần dần yếu đi. Những sóng hấp dẫn ban đầu ấy chẳng khác gì “hồi âm” của vụ nổ lớn Big Bang. Chúng được truyền lan trong vũ trụ 380.000 năm sau Big Bang. Nửa thế kỷ trước, Arno Penzias và Robert Wilson tại Bell Labs tình cờ phát hiện ra bức xạ vi sóng vũ trụ và do đó được tặng giải Nobel.

Nhóm nghiên cứu chọn Nam Cực - nơi lạnh nhất trái đất nhưng thích hợp nhất để theo dõi vầng sáng rớt lại của Big Bang. John Kovac, người đã đến Nam Cực làm việc 23 lần, nói: “Khám phá tín hiệu này là một trong những mục tiêu quan trọng nhất của khoa học vũ trụ ngày nay”.

Giờ đây kính viễn vọng BICEP2, chĩa lên “Lỗ hổng phía Nam” bên ngoài giải Ngân hà, nơi ít bị các thiên thể can nhiễu, đã tóm bắt được hình ảnh của các sóng hấp dẫn đó. Qua quan trắc vi sóng vũ trụ còn lại sau Big Bang, một số giao động cực yếu đã cung cấp manh mối cho các nhà khoa học, dẫn họ đến phát hiện có tính đột phá nói trên.

Nguyễn Hải Hoành tổng hợp
Tags: