KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN định mệnh vũ trụ Sự phát q trình giãn nở có gia tốc vũ trụ dựa quan sát siêu tân tinh xa ba nhà vật lý đoạt giải Nobel năm 2011: Saul Perlmutter, Brian P Schmidt Adam G Riess thành tựu khoa học to lớn gây chấn động giới khoa học Số 248 - 2011 37 KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN >> Từ trái sang phải: Adam G Riess, Saul Perlmutter Brian P Schmidt Số phận vũ trụ Viện Hàn lâm Khoa học Hồng gia Thụy Điển thơng báo trao giải Nobel Vật lý 2011 cho ba nhà khoa học gồm: Saul Perlmutter, Mỹ, sinh 1959, Brian P Schmidt, sinh 1967, (hai quốc tịch Úc Mỹ); Adam G Riess, Mỹ, sinh 1969 Họ nghiên cứu nhiều siêu tân tinh (supernovae), nhũng thiên hà xa xôi kết luận vũ trụ giãn nở có gia tốc Những điều họ trông thấy giống ném bóng lên trời thay rơi xuống đất bóng lại ngày biến nhanh khơng trung Một tình tương tự xảy cho tồn vũ trụ Tốc độ tăng dần trình giãn nở có nghĩa vũ trụ bị đẩy xa dạng lượng tối tiềm ẩn không gian Năng lượng tối chiếm phần lớn vũ trụ, 70% lượng tối điều bí ẩn lớn vật lý học đại Vũ trụ học bị rung chuyển đến tận gốc hai nhóm nghiên cứu độc lập với đưa kết nghiên cứu giống tượng giãn nở có gia tốc vũ trụ vào năm 1998 Saul Perlmutter lãnh đạo hai nhóm Đề án vũ trụ học siêu tân tinh (Supernova Cosmology Project-SCP) bắt đầu thập kỷ trước vào năm 1988 Brian Schmidt lãnh đạo nhóm thứ hai cuối năm 1994 thực đề án Truy tìm siêu tân tinh có z lớn (High-z Supernova 38 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội Search Team-HZT), nhóm nhà vật lý Adam Riess đóng vai trò quan trọng tham số đo độ lệch (redshift parameter) Hai nhóm nghiên cứu vũ trụ cách truy tìm siêu tân tinh xa, bùng nổ vũ trụ Bằng cách thiết lập khoảng cách đến siêu tân tinh tốc độ chúng nhà khoa học hi vọng phát số phận vũ trụ Họ hi vọng vũ trụ giãn nở chậm dần, điều dẫn đến cân chung lửa chung băng Song điều họ phát lại trái ngược - trình giãn nở xảy với gia tốc lớn Vũ trụ lớn dần Đây lần phát thiên văn làm đảo lộn nhận thức vũ trụ Chỉ trăm năm trước vũ trụ xem thực thể bình n khơng lớn dải Ngân hà Đồng hồ vũ trụ gõ nhịp đều vũ trụ vĩnh cửu Song chuyển biến làm thay đổi tranh Đầu kỷ 20 nhà thiên văn Mỹ Henrietta Suwan Leavitt tìm cách đo khoảng cách đến xa Henrietta Leawitt nghiên cứu nhiều pun-xa (pulsating stars) gọi Cepheids tìm thấy chu kì dài độ sáng lớn Sử dụng thơng tin Leawitt tính độ sáng nội Cepheids Nếu khoảng cách Cepheids biết khoảng cách đến Cepheids khác thiết lập đượcđộ sáng nhỏ xa Một nến chuẩn hình thành thước đo vũ trụ Sử dụng Cepheids, nhà thiên văn sớm đến kết luận giải Ngân hà thiên hà vũ trụ Và năm 1920 nhà thiên văn sử dụng kính thiên văn lớn lúc Mount Wilson California để phát hầu hết thiên hà chuyển động xa dần Họ nghiên cứu đại lượng gọi độ lệch phía đỏ ( redshift), độ lệch xuất nguồn ánh sáng chuyển động xa Độ dài sóng ánh sáng giãn ra, sóng dài thêm màu sắc ánh sáng trở nên đỏ Ngoài thiên hà xa thiên hà chuyển động xa nhanh - định luật Hubble Như vũ trụ ngày lớn dần Hằng số vũ trụ Năm 1915, Albert Einstein công bố Lý thuyết Tương đối Tổng quát lý thuyết để hiểu vũ trụ Lý thuyết mô tả vũ trụ không giãn nở không co lại Song phát hiện tượng giãn nở vũ trụ gây nhiều khó khăn cho lý thuyết Để làm dừng tượng giãn nở, Einstein thêm số vào phương trình mình, số vũ trụ Sau Einstein cho việc đưa thêm số vũ trụ vào lý thuyết sai lầm Tuy nhiên điều kì diệu quan KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN trắc thực năm 19971998 (dẫn đến giải Nobel năm nay) cho phép nói việc đưa số vũ trụ vào lý thuyết (ban đầu nhằm mục đích khác) trở nên điều kì diệu, thắng lợi lớn vũ trụ học Sự phát vũ trụ giãn nở bước dẫn nhận thức đến tượng Bigbang, vụ nổ xảy cách khỏang 14 tỉ năm Thời gian khơng gian đột từ vũ trụ giãn nở, thiên hà chuyển động xa Siêu tân tinh - chuẩn đo vũ trụ Khi Einstein loại bỏ số vũ trụ khỏi lý thuyết công nhận vũ trụ không vũ trụ tĩnh (static), ông gắn liền số phận vũ trụ với hình học Vũ trụ mở đóng vũ trụ trung gian hai hình học tức vũ trụ phẳng Một vũ trụ mở vũ trụ lực hấp dẫn vật chất khơng đủ lớn để ngăn lại trình giãn nở Vật chất pha lỗng khơng gian Một vũ trụ đóng vũ trụ lực hấp dẫn có khả làm đảo ngược trình giãn nở Vũ trụ đến lúc ngừng giãn nở co lại chung nóng bỏng khốc liệt gọi Big Crunch Nhiều nhà vũ trụ học mơ ước vũ trụ với hình học phẳng đơn giản đẹp mặt toán học, vũ trụ phẳng khơng có chung lửa băng Song tồn số vũ trụ trình giãn nở tiếp diễn vũ trụ phẳng lại Phương pháp họ sử dụng phương pháp mà nhà thiên văn học sử dụng sáu thập kỷ trước: định vị đo chuyển động chúng Song nói dễ mà làm khó Từ ngày Henrietta Leawitt, nhiều Cepheids chuyển động xa khoảng cách hàng tỉ năm ánh sáng nên Cepheids khơng trơng thấy Phải tìm chuẩn đo Siêu tân tinh – bùng nổ- trở thành nến quy chiếu Nhiều kính viễn vọng tinh vi mặt đất vũ trụ cộng với siêu máy tính, sensor siêu nhạy CCD (Charge-coupled Devices) mở nhiều khả giải toán GS Cao Chi (biên dịch) Các nhà vật lý đoạt giải Nobel Vật lý năm hi vọng tìm thấy vũ trụ giãn nở chậm Số 248 - 2011 39 ... nổ- trở thành nến quy chi u Nhiều kính viễn vọng tinh vi mặt đất vũ trụ cộng với siêu máy tính, sensor siêu nhạy CCD (Charge-coupled Devices) mở nhiều khả giải toán GS Cao Chi (biên dịch) Các nhà... ngày biến nhanh khơng trung Một tình tương tự xảy cho toàn vũ trụ Tốc độ tăng dần q trình giãn nở có nghĩa vũ trụ bị đẩy xa dạng lượng tối tiềm ẩn không gian Năng lượng tối chi m phần lớn vũ trụ,... đóng vai trò quan trọng tham số đo độ lệch (redshift parameter) Hai nhóm nghiên cứu vũ trụ cách truy tìm siêu tân tinh xa, bùng nổ vũ trụ Bằng cách thiết lập khoảng cách đến siêu tân tinh tốc