Những chân trời mới trong khoa học ppsx

Những chân trời mới trong khoa học Lò phản ứng có sẵn trong thiên nhiên. Năm 1974 các nhà khoa học Pháp phát hiện ra rằng thành phần đồng vị Uranium 235 trong Urani thiên nhiên tại mỏ Oklo xứ Gabon (Tây Châu Phi) nhỏ hơn rất nhiều so với bình thường. Điều này vi phạm qui luật đồng vị, một qui luật đã được kiểm nghiệm và luôn đúng cho bất kỳ nguyên tố nào trong tự nhiên. Việc vi phạm qui luật đồng vị ở mỏ Urani xứ Gabon về sau được gọi là Hiện tượng Oklo. Sau đó ít lâu , để giải thích hiện tượng Oklo người ta đã đưa ra một giả thuyết cho rằng thiên nhiên đã “tự tạo ra” một lò phản ứng hạt nhân từ cách đây nhiều tỷ năm và lò phản ứng có sẵn trong tự nhiên này đã hoạt động không ngừng trong vài triệu năm. Đây làmột hiệntượng vừa kỳ lạ vừa rất lýthú về mặt khoa học. Kỳ lạ vì mãi đến năm 1941 con người mớilần đầu tiên xây dựng thànhcông lò phản ứng hạt nhân vàđến tậnngày naykhông phải quốcgia nào cũng cóthể làm ra được thiết bị hạt nhân tinhvi này,ấy thế mà chínhthiên nhiên đã làm ra nócách đây nhiều tỷ năm về trước! Hiện tượng Oklovì thế đã trở thànhđề tài hấpdẫn chohàng loạt các nghiên cứu nhất là khi giả thuyếtvề thiên nhiên tạo ralò phản ứnghạtnhân Oklomà tavừa nói ở trên lại không thể giải thíchđược sự thiếu vắng các mảnh vỡ rác thải phóng xạ đã sinh rakhi lòhoạt động. Một số ngườicòn đưa ra giả thuyết cho rằngkhôngphải sự vận hànhcủa thiên nhiênđã tạo ra lòphản ứnghạt nhân Oklo kể trênmà có lẽ những người từ các nền văn minhkhácđã tạora nóđể cónăng lượng dùngkhi duhành đến Tráiđất của chúng ta.Vì côngnghệ của họ rất cao nên chẳng cần baoche, chẳng cần xâycất, họ lấy ngayđất sét làm vỏ bọc, cát và nướclàm chất làm chậm, nướcmưa trongtự nhiênvừa làmchất tảinhiệt vừa làm chất làm chậm neutron , vừa làm vật liệu điều khiểnlò…. Và hơn thế nữa do công nghệ quá cao, tínhtoán quáchính xác và hợp lý lò phản ứng Oklo chẳngđể lại dấu vết của các rác thải phóngxạ mà một lòthông thường phảicó . Từ những câu hỏi đến các vũ trụ song hành. Trongthiên nhiên có nhữngđạilượng không đổi như vận tốcánh sáng (c),hằng số hấp dẫn G, khối lượngelectron(me), v v. Cho đến nay các nhà khoahọc chorằng các đại lượng này là khôngđổitrong phạm vi toàn vũ trụ. Các lýthuyết Vậtlý được xây dựng trên những đại lượng này và tính chất của vũ trụ cũng được giải thích trên cơ sở những hằng số vừa nhắc ở trên. Tiến bộ của Vật lý và công nghệ cho phép đo các hằngsố ngày càng chính xáchơn,Nhưngngay cho đến tận ngày nay khoa họcvẫn không thể giải thích được vì saogiá trị của các hằng số trên lại là như vậy. Ví dụ vì saogiá trị của tốc độ ánhsáng lại bằng 300.000Km/s(chính xác là 299.729.458m/s)và khối lượngcủa electronthì bằng 9.10938188.10-31 kg. Mơ ước giải thích được tất cả các hằng số chính là mơ ước “xây dựngđược lý thuyết thống nhất lớn”, tứclà một lý thuyết mà giải thích được tất cả mọi thứ trong tự nhiên.Lý thuyếtđó sẽ như là một“đại số của tự nhiên”,tức là với nómọi thứ đều có thể hiểu ít nhất là về “bản chất”. Nhưngmơ ước đó còn xavờilắm với Vậtlý hiện đại,nếu không muốn nói là khi hiểu biết nhiều hơn thì vấn đề càng trở nên phc tp hn.Gn õy ngi ta hy voùng vaứo mtlý thuyt cgi l lý thuyt siờu dõy dng M vi vic cho rng khụnggian thc ca v tr khụng phi lmt khụnggian bn chiu, ml mtkhụng gian ớt nht phicú nhiuchiu hnna . Tuy trong thct con ngi ch sng v cm nhn c khụng thigian bn chiu m thụi (ba chiu khụng gian vmt chiu thi gian). Lý thuyt nybc ucho phộp chỳngta hiu cmiquan h gia cỏc hng s Vt lý. V cng t lý thuyt ny ngi ta suyra rng cú th cũn tn ti cỏc v tr khỏc ti ú cỏc hng s Vt lý khụngging nh v tr cachỳng ta. Cú nghal v tr ca chỳng ta angsng v chỳng ta khụng cú cỏchno thoỏt ra ngoi v tr ny li l ch mt trong vụ vn v tr ang tn ti m thụi. Hng lot cỏc cụngtrỡnh nghiờn cu nghiờm tỳc ca cỏc nh Vt lý ó c cụng b trong nhng nm va qua v v tr songhnh (Parallelspace)hoc siờu v tr (Hyper space)ó khng nh rng cỏc suy lun ny hon tonnghiờm tỳc. Ngi ta cngchngminh rng s sng nu cú cỏc V tr khỏc, chcchn s hon tonkhụng gings sng trong v tr cachỳng ta. Bi ú cỏc hng s Vt lý khụng ging trong v tr ca chỳngta nờn mi qui lut cng khỏc. Chnghncu trỳcca nguyờnt s hon tonkhỏc cỏc nguyờn t trong v tr chỳng ta, doú cu trỳc DNA ca c th sng cng hon tonkhỏc. Ngha lnucú cuc sngtrong nhng v tr khỏc, thỡ quỏtrỡnh tin hoỏ v hỡnh thc sng cng cú th khỏc vi nhnggỡ din ra v ang tn ti trongv tr ca chỳng ta.Bõy gi thỡchỳngta hiuc mt iu l ch cn thay i giỏi tr cỏc hng s Vt lý, bc tranhca t nhiờn vca c v tr hon ton khỏc. V cỏi gi l hng s Vt lý tht s ch cú ý ngha trong phm vi v trca chỳng ta m thụi. Nhng hng s cú th s khỏc nhau trongnhng khụng gianv thi giankhỏc nhau. Nu nh s chiu d ra (Extradimention) thay i, cỏc hng s trong th gii bn chiu ca chỳngta cng thay i theo. Tht ra ngayt nhngnm 30 cath k 20, nhiunh Vt lý trong ú cú Diracó cho rngcỏc hng s Vt lý cúth khụng phi l hng s. Thỏch thcca thi ú l cỏc thit b o khụng chớnh xỏc kim tra cỏc d oỏn lý thuyt v cõu chuyn v cỏc hng s ó b quờn lóng trongvụ vn cỏc bi toỏn Vt lý cú v d n hn. Khâu đột phá trong nghiên cứu về cáchằng số hiện nay là nghiêncứu hằng số tương tác điện từ Alpha(α) còn được gọi là hằngsố đẹp(fineconstant ).Các tính toánlý thuyết đã chứngtỏ rằng nếugiá trị của hằng số Alpha thay đổi sẽ dẫn đến những hệ lụy rất lớn , chẳng hạn nếu Alphanhỏ đi thì cácphân tử sẽ bị phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn rấtnhiều (vì nótỷ lệ với α2) mật độ củavật chất trong vũ trụ cũng giảm đi rất nhiều (tỷ lệ với α3)và bảng tuần hoàn cácnguyêntố hoá học sẽ có nhiều nguyên tố hơn rất nhiều (tỷ lệ với 1/α). Còn nếu α tăng lên thì các hạtnhân nguyêntử nhẹ lại không tồn tại được. Ví dụ nếu Alpha tănglên 0,1 thì nguyêntố đầu tiên tồn tại được phải là Cacbon,chứ không phải là Hydrogen. Nếu giá trị α giảm khoảng 4% thì khôngcó phản ứngnhiệt hạch (Hydrogen+ Hydrogen = Heli) và khôngtồn tại năng lượngcủa những ngôi sao như thể Mặt trời của chúng ta. Để đoxem hằng số Alpha cóthay đổi theo thời giankhông phải có các công cụ (equipment) vô cùng tinhvi và đođạctrong thờigian dài. Các nhà Vật lýnăng lượng cao (J.D.Barrow, J.K.Webb)quan sát thấycùng một nguyên tố nhưng trước đây (vài tỷ năm trước) và bây giờ khả năng hấp thụ khác nhau.Điềunày là không thể hiểu nổi với các lý thuyếtVật lý thôngthường nhưnglại là điều đơn giảnnếu như ta xem cáchđây vàitỷ năm và bây giờ làkhác nhaudù chỉ vài phầntriệu. Không cần ngườitừ các hành tinhkhác. Năm 1976AlxanderShlyakher, nhà Vật lý Ngađanglàm việc tại Viện khoa họchạt nhânST Peterburg đã giải thích hiện tượngOklobằng cách khác. Ông cho rằng nhiều tỷ năm về trước hằng số đẹp α khác bây giờ chút ít vì thế tỷ lệ đồng vị cũng khác.Mỏ Oklođã được tạo ra ở thời kỳ mà hằng số đẹp Alpha nhỏ hơn hiệnnay. Với giả thuyết này hiệntượng Oklođượcgiải thíchmột cách đơngiản và chínhxác. Nhưng lại làmnảy sinhmột câu hỏi lớn là: Cáchằng số Vật lý của chính vũ trụ chúng ta có thayđổi theothời giankhông? khi mới hình thành vũ trụ giá trị của các hằngsố có bằng bây giờ haykhông ? và điều mà các nhà Vật lý vẫn xemlà mặc nhiênđúng xưa nay:cáchằng số Vật lý đều giống nhau trong phạmvi toàn vũ trụ có làđúng nữakhông? Nếu thật sự các hằng số Vật lý đã thay đổitheo thờigian thìchúng ta có thể giải thích được nhiều hiện tượng vẫn làm đauđầu cácnhà Vậtlý xưa nay ví dụ như là sự dịch chuyển về phíađỏ, sự hình thành cáclỗ đenvà đặcbiệt là có thể dễ dàng trả lời câu hỏi khó nhấtcủa khoa học hiên đại về vật chất đen như : vật chấtđen là gì ? vìsao chúngta chỉ cảm nhận đượcsự tồn tại củavật đen và năng lượng đenmà chưa đo được chúng một cách chính xác? Dịch chuyển về phía đỏ là hiện tượngcác vạch phổ thuđượctừ các Quasars lớn hơncácvạch phổ tương ứng trên Trái đất. Hiệntượng này được coi là bằng chứng củasự dãn nở của vũ trụ. Vũ trụ đang dãn nở là một vấn đề đã gây tranh cãi và phiền toáicho cả các nhà Vật lý và triết học trongsuốt mấy chụcnăm qua. Nhưng dịch chuyển về phía đỏ- bằng cớ của sự dãn nở vũ trụ hoàn toàn có thể giải thích mộtcách đơn giản nếu cho rằng hằng số Alpha vài tỷ năm về trước nhỏ hơn bây giờ. Khi ấy phổ củanguyêntử phát ra sẽ có bước sóngdàihơn phổ tương ứng hiên tại .Chúngta đo cácphổ này phát ratừ cácQuasarstrênTrái đất nghĩa làđo các phổ nguyên tử đã phát racáchđây nhiều tỷ năm.Do đó chúng ta ghi nhận dược các phổ có bướcsóng dài hơn. Như vậy dịch chuyển về phía đỏ có thể không phải là bằng chứng về sự dãnnở của vũ trụ mà làbằng chứngvề sự thayđổicủa hằngsố Alpha. Điều rấtlý thú là chínhEinstein đã xâydựng lý thuyết hấp dẫn trên cơ sở một vũ trụ tĩnh, khiphát hiện sự dịch chuyểnvề phía đỏ ông mới phảithêm vào phươngtrình của mình một số hạng để khử sự dãn nở vũ trụ.Về sau chínhEinstein lại cho rằng đó là sai lầmlớn nhất của ông…. Các vũ trụ có các hằng số Vật lýkhông giống vũ trụ của chúng ta thìcho đếnnay chúng ta chẳngcó cách nào để nhận biếtchúng bởi tínhkhông liên thông.Tương tự như vậy, có lẽ trong vật chất đen và năng lượngđen cáchằng số Vật lý có thể khác vớivật chất thôngthường nên ta chỉ cảm nhậnmà chưa đo đạcđược.Và biết đâu chẳng có những vũ trụ đang trộn lẫn (Mixing) songhànhvới chúng ta màta khôngnhận biết được dotính không liênthôngvì các hằngsố Vật lý như ta vừa nhắc.Cũng như vậy ,cóthể tồn tại nhữngdạng sống khôngcó các hằng số tương thích vớichúngta nên chúng ta chưa nhận biết được. Nhiều điều nói trong bài này còn đang là đề tài tranhcãitrong khoa học. Nhưng có thành tựu khoa học nàomà khôngsinh ratừ các cuộc tranhluận khoahọc? . Những chân trời mới trong khoa học Lò phản ứng có sẵn trong thiên nhiên. Năm 1974 các nhà khoa học Pháp phát hiện ra rằng thành phần đồng vị Uranium 235 trong Urani thiên nhiên. tại nhữngdạng sống khôngcó các hằng số tương thích vớichúngta nên chúng ta chưa nhận biết được. Nhiều điều nói trong bài này còn đang là đề tài tranhcãitrong khoa học. Nhưng có thành tựu khoa học. . Từ những câu hỏi đến các vũ trụ song hành. Trongthiên nhiên có những ạilượng không đổi như vận tốcánh sáng (c),hằng số hấp dẫn G, khối lượngelectron(me), v v. Cho đến nay các nhà khoahọc chorằng các