Untitled 51 Soá 8 naêm 2018 KH&CN nước ngoài Được công bố vào năm 1915, thuyết tương đối rộng đã chỉ ra cách mà hấp dẫn chi phối hình học của không thời gian Lý thuyết này đã tạo ra cuộc cách mạng tro[.]
kh&cnKH&CN nướcnướcngoài Thuyết tương đối rộng kiểm chứng thang đo liên thiên hà với độ xác chưa có Cách năm, nhà vật lý thiên văn Tom Collett (Đại học Portsmouth, Vương quốc Anh) bắt đầu tiến hành nghiên cứu nhằm kiểm chứng thuyết tương đối rộng - xem trụ cột khoa học đương đại Đây lý thuyết giúp nhà khoa học hiểu cách mà vũ trụ vận hành thang khoảng cách lớn Mặc dù ngày nhà thiên văn phát hàng trăm thấu kính hấp dẫn* thiên hà vũ trụ, vài số đủ gần phép kính thiên văn tối tân quan sát riêng lẻ thiên hà Nằm cách xa Trái đất 450 triệu năm ánh sáng, thấu kính hấp dẫn thiên hà mà Collett chọn làm đối tượng nghiên cứu ứng cử viên lý tưởng Kết nghiên cứu ông cơng bố tạp chí danh tiếng Science (tập 360, số 6395, trang 1342-1346 ngày 22/6/2018) Kết gián tiếp củng cố cho hiệu lực lý thuyết đối mặt với vấn đề vật chất tối lượng tối Đ ược công bố vào năm 1915, thuyết tương đối rộng cách mà hấp dẫn chi phối hình học khơng - thời gian Lý thuyết tạo cách mạng hiểu biết không gian thời gian tượng vượt xa quan sát trực giác thường ngày Theo đó, thiên thể có khối lượng lớn Trái đất, Mặt trời, hành tinh, sao, thiên hà… uốn cong không - thời gian xung quanh, tạo “hố” không - thời gian làm cho hành tinh quay xung quanh Mặt trời, chuyển động xung quanh tâm thiên hà, hay đơn giản giữ bàn chân bước mặt đất Đặc biệt, lý thuyết tồn lỗ đen vũ trụ suy sụp hấp dẫn thiên thể có khối lượng lớn hợp đám dày đặc tập trung trung tâm thiên hà Thấu kính hấp dẫn tượng thiên văn xảy ánh sáng (và sóng điện từ nói chung) phát từ vật thể bị lệch hướng đường tác dụng lực hấp dẫn qua gần thiên thể khác Trường hấp dẫn mạnh thiên thể bẻ cong tia sáng có tác dụng thấu kính * Tia sáng từ thiên hà xa trước đến Trái đất bị bẻ cong qua trường hấp dẫn thiên hà Trường hấp dẫn mạnh thiên hà có tác dụng thấu kính Nguồn: NaSa/ESa Khơng tiên đốn lý thuyết tầm vĩ mơ, phương trình thuyết tương đối rộng mang lại ứng dụng thực tế, chẳng hạn giãn nở thời gian trường hấp dẫn Trái đất giúp hiệu chỉnh để hệ thống định vị tồn cầu (GPS) hoạt động xác, hay giúp cho hoạt động giao dịch tài chính xác diễn khắp địa cầu… Thuyết tương đối tiên đoán tượng kỳ lạ quỹ đạo kỳ quặc Thủy xung quanh Mặt trời, hay tồn sóng hấp dẫn xem gợn sóng khơng - thời gian thực nghiệm kiểm chứng sau kỷ từ lý thuyết công bố Những kết thực nghiệm ghi nhận trực tiếp tồn sóng hấp dẫn vào năm 2015 Đột phá khoa học trao giải Nobel năm 2017 Trải qua nhiều kiểm chứng tiến hành mặt đất hay quan sát nơi xa xơi Số năm 2018 51 KH&CN nước ngồi Thấu kính hấp dẫn xảy đám thiên hà nởi tiếng Abell 2218 quan sát thấy cung sáng thực hình ảnh biến dạng thiên hà (có thể thiên hà elip thiên hà xoắn ốc) nằm phía sau đám thiên hà Abell 2218 Nguồn: NaSa/ESa vũ trụ, thuyết tương đối rộng trở thành trụ cột khoa học vững chãi khơng thể lay chuyển Có nhiều đột phá khoa học mà nhân loại có từ việc nghiên cứu thuyết tương đối rộng Từ thu hút lực lượng đông đảo nhà khoa học nhằm kiểm chứng tính xác lý thuyết Collett - nghiên cứu viên Đại học Portsmouth (Vương quốc Anh) số “Thuyết tương đối rộng cung cấp tảng đưa giả thuyết quan trọng nhằm làm sáng tỏ liệu vũ trụ học Chúng tin tưởng vào xác tính đắn nó”, ơng nói Với suy nghĩ đó, năm 2015, Collett hợp tác với đồng nghiệp để thực thí nghiệm xem xác từ trước tới để kiểm tra xem liệu lý thuyết tiếng Einstein có thống trị quy mơ tồn thiên hà hay khơng Kết họ cơng bố ngày 22/6/2018 tạp chí danh tiếng Science, lời khẳng định chắn trụ cột vĩ đại khoa học Mặc dù vậy, thuyết tương đối rộng lý thuyết hồn chỉnh giải thích tất hành xử vũ trụ Chẳng hạn khơng thể đưa lý giải cặn kẽ điều kiện bên lỗ đen vén bí mật thời khắc sớm Vụ nổ lớn Big Bang Lý thuyết có mối quan hệ phức tạp với nguyên lý thiên văn học vũ trụ học đại, rằng, vũ trụ tràn ngập vật chất tối - loạt vật chất vơ hình bí ẩn tương tác với vật chất thông thường thông qua hấp dẫn 52 Các nhà thiên văn có manh mối tồn vật chất tối từ năm 30 kỷ trước Họ quan sát ngơi bí ẩn chuyển động xung quanh thiên hà với tốc độ nhanh, đến mức chúng bị tách vào khơng gian liên thiên hà; phải có “bàn tay” hấp dẫn bí ẩn - vật chất tối - giữ chúng vị trí Tương tự, vào năm 1998, nhà vũ trụ học tìm thấy chứng cho thấy vũ trụ giãn nở nhanh dự đoán, mà nguyên nhân cho lượng tối bí ẩn Năm 2011, nghiên cứu giãn nở ngày nhanh vũ trụ kể từ Vụ nổ lớn trao giải Nobel Những kết củng cố cho đóng góp thuyết tương đối mơ hình vũ trụ học đại giãn nở không ngừng vũ trụ Trong nghiên cứu mình, Collett cộng tập trung nghiên cứu hai thiên hà vị trí đặc biệt Chúng nằm thẳng hàng theo đường ngắm từ Trái đất Trong đó, thiên hà khối lượng lớn, Trái đất thiên hà phía xa, làm cong không gian xung quanh để tạo thành thấu kính hấp dẫn Theo thuyết tương đối rộng, khối lượng lượng thiên hà làm cong không - thời gian xung quanh Những tia sáng qua bị bẻ cong, thiên hà có tác dụng thấu kính hội tụ khuếch đại Thấu kính làm méo mó hình ảnh phóng đại ánh sáng từ thiên hà xa Các nhà khoa học sử dụng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn để tính khối lượng thiên thể Từ đó, phép đo xác biến đổi gây hiệu ứng thấu kính hấp dẫn tiết lộ khối lượng thiên hà thấu kính hấp dẫn theo thuyết tương đối rộng Số năm 2018 Ở đây, Collett sử dụng phương pháp đo khối lượng độc lập để kiểm chứng tiên đoán thuyết tương đối rộng cách quan sát chuyển động thiên hà thấu kính hấp dẫn Mặc dù ngày nhà thiên văn phát hàng trăm thấu kính hấp dẫn thiên hà vũ trụ, có vài số đủ gần phép kính thiên văn tối tân quan sát ngơi riêng lẻ thiên hà Nằm cách xa Trái đất 450 triệu năm ánh sáng, thấu kính hấp dẫn thiên hà mà Collett chọn làm đối tượng nghiên cứu ứng cử viên lý tưởng Để có kết xác nhất, ơng cộng sử dụng kính thiên văn tân tiến giới Kính thiên văn khơng gian Hubble NASA hoạt động quỹ đạo tầm thấp xung quanh Trái đất Kính thiên văn VLT Đài quan sát châu Âu đặt phía Nam Chile Kính khơng gian Hubble sử dụng để đo khối lượng thiên hà thấu kính hấp dẫn thơng qua hiệu ứng thấu kính hấp dẫn Trong đó, Kính thiên văn VLT đo khối lượng thơng qua tốc độ ngơi chuyển động xung quanh rìa thiên hà Sau phân tích cẩn thận so sánh liệu thu được, họ tìm thấy tương đồng đáng kinh ngạc hai phương pháp đo khối lượng độc lập Với sai lệch 9% kết kiểm chứng xác thực với đối tượng hệ mặt trời thời điểm Kết gián tiếp củng cố cho hiệu lực lý thuyết đối mặt với vấn đề vật chất tối lượng tối Có số người khơng đồng tình với thuyết tương đối rộng ln tìm cách chứng minh Albert Einstein sai, kết thực nghiệm lần chứng minh thuyết tương đối tạo cách mạng vĩ đại khoa học lý thuyết thay ? Nguyễn Đức Phường (theo Science) ... lượng độc lập để kiểm chứng tiên đo? ?n thuyết tương đối rộng cách quan sát chuyển động ngơi thiên hà thấu kính hấp dẫn Mặc dù ngày nhà thiên văn phát hàng trăm thấu kính hấp dẫn thiên hà vũ trụ, có... lý thuyết đối mặt với vấn đề vật chất tối lượng tối Có số người khơng đồng tình với thuyết tương đối rộng ln tìm cách chứng minh Albert Einstein sai, kết thực nghiệm lần chứng minh thuyết tương. .. đất Trong đó, thiên hà khối lượng lớn, Trái đất thiên hà phía xa, làm cong khơng gian xung quanh để tạo thành thấu kính hấp dẫn Theo thuyết tương đối rộng, khối lượng lượng thiên hà làm cong không