Sóng hấp dẫn

Mấy hôm nay trên Internet dậy sóng về phát hiện ra sóng hấp dẫn (gravitational waves). Để hiểu nó thì quả không dễ dàng đối với những người không nằm trong lĩnh vực vật lý. Thực sự có rất nhiều bài viết và video đã cố gắng trình bày thật đơn giản về vấn đề này. Trong số đó, theo cá nhân thì cái video clip trên Youtube của Piled Higher and Deeper (PHD Comics) là dễ hiểu nhất vì có sự minh họa hình ảnh và giải thích rất rõ ràng và đơn giản. Phải xem video thì mới hiểu rõ (Có bài dịch lời nói bên dưới). Việc đăng bài dịch ở đây chỉ là mục đích tham khảo cá nhân mà thôi. Vì không phải là dân chuyên ngành nên nội dung đâu đó có thể dịch không chính xác.

Nói thêm về nghiên cứu lý thuyết của Albert Einstein về sóng hấp dẫn (Nguồn: bit.ly/1znK7Wh). Từ năm 1916, ông đã dự đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn. Trong một nghiên cứu tiếp theo, ông nộp bản thảo bài báo khoa học về nghiên cứu sóng hấp dẫn cho tạp chí “The Physical Review” vào ngày 1/6/1936 (với tiêu đề là “Do Gravitational Waves Exist?”). Sau khi bình duyệt, tạp chí này đã yêu cầu Einstein phản hồi những bình luận của các chuyên gia từ tạp chí này nếu muốn được đăng, nhưng Einstein đã rút bài nộp của mình ở tạp chí này. Sau đó, ông đã chỉnh sửa lại và nộp cho tạp chí khác, “Journal of the Franklin Institute”, với tựa đề bài báo là “On gravitational waves” và được đăng vào năm 1937.

Nguồn: https://youtu.be/4GbWfNHtHRg

BÀI DỊCH (Người dịch: Dung Nguyen)

Sóng hấp dẫn là gì?

Đây là một loại sóng trong cấu trúc không gian và thời gian. Hãy tưởng tượng không gian như một tấm thảm cao su khổng lồ: những vật có khối lượng sẽ làm cho tấm thảm cao su này bị uốn cong, giống như thả trái banh bowling lên một tấm bạt lò xo vậy đó. Khối lượng càng lớn, không gian sẽ bị bẻ cong và biến dạng càng nhiều bởi trọng lực. Ví dụ, lý do trái đất quay xung quanh mặt trời là do mặt trời rất nặng, tạo ra một sự biến dạng về không gian xung quanh nó rất lớn. Nếu bạn chỉ cố chuyển động theo một đường thẳng xung quanh sự biến dạng lớn như vậy thì chính bạn sẽ tự thấy mình thực sự đang di chuyển theo đường tròn. Đó chính là những gì các quỹ đạo đang vận hành: không có một lực thực sự nào kéo các hành tinh quanh xung quanh, đó chỉ là sự bẻ cong của không gian mà thôi. Sóng hấp dẫn được tạo ra bất kỳ khi nào các vật thể có khối lượng tăng tốc, làm thay đổi sự biến dạng của không gian. Mọi thứ có trọng lượng và/hoặc năng lượng có thể tạo ra sóng hấp dẫn. Nếu bạn và tôi cùng nhảy xung quanh với nhau, chúng ta cũng có thể tạo ra sóng trong cấu trúc không gian và thời gian. Nhưng những sóng này cực kỳ nhỏ. Thực tế là không thể nhận ra được. Trọng lực của nó rất yếu so với các lực khác trong vũ trụ, vì vậy bạn cần phải có vật gì đó thực sự, thực sự là rất nặng di chuyển rất, rất nhanh để tạo ra những đợt sóng lớn mà chúng ta có thể nhận dạng ra.

Làm thế nào bạn có thể quan sát được sóng trong không gian?

Nếu không gian giữa bạn và tôi bị kéo giãn ra hoặc bị kéo lại, chúng ta thường không để ý đến những điểm đánh dấu trên tấm thảm cao su mà chúng ta tạo ra, ví dụ, bằng cách sử dụng những cục đá đặt cách đều nhau trên tấm thảm. Bởi vì những điểm đánh dấu này cũng bị kéo dãn ra xa như vậy. Nhưng khi sử dụng cây thước đo thông thường mà không bị kéo dãn ra, thì một cách để đo là sử dụng tốc độ ánh sáng. Nếu không gian giữa hai điểm bị dãn ra thì ánh sáng sẽ đi từ điểm này đến điểm kia sẽ lâu hơn. Nếu không gian bị co lại thì ánh sáng sẽ đi qua hai điểm này nhanh hơn. Đây là cách mà dự án LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) tại MIT, California Institute of Technology tiến hành thực nghiệm (Lời người dịch: Là dự án đã tìm ra sóng hấp dẫn). Dự án này sử dụng những đường ống dài 4 kilômét và sử dụng tia laser để đo những sự thay đổi khoảng cách giữa 2 đầu của các đường ống. Khi có một sóng hấp dẫn đi qua, nó sẽ kéo dãn không gian theo một hướng và làm không gian bị co lại theo hướng khác. Bằng cách đo sự giao thoa của các tia laser khi chúng bật qua lại giữa các điểm khác nhau, các nhà vật lý có thể đo lường rất chính xác không gian giữa các điểm có bị giãn ra hay co lại hay không. Và sự chính xác cần thiết này thì thật là tuyệt vời. Để nhận dạng ra sóng hấp dẫn, bạn có thể nói là khi đó một vật thay đổi chiều dài từ 10 đến 23. Nó giống như nói rằng một cây thước dài sextillion mét (Lời người dịch: triệu triệu…thêm 21 con số không đằng sau) đã bị co lại còn 5 milimét. Ảnh hưởng của sóng hấp dẫn rất là nhỏ và dễ dàng bị nhầm lẫn với sự nhiễu ngẫu nhiên mà bạn cần cho một kỹ thuật phân tích dữ liệu thông minh. Các nhà khoa học hi vọng xác định các mẫu hình của sóng hấp dẫn bằng cách so sánh các tần số mà họ đo được trong các thí nghiệm với tần số mà họ kỳ vọng từ những sóng hấp dẫn. Nó giống như cố gắng nghe cho được một bài hát trong một buổi tiệc rất ư là ồn ào. Hãy tưởng tượng giống như là bạn bị điếc một thời gian rất dài cho đến một ngày nào đó bạn tự nhiên nghe được. Bạn cũng có thể khám phá vũ trụ theo cách mới này. Đó là lý do tại sao khám phá ra sóng hấp dẫn có ảnh hưởng lớn như vậy. Đó là cách hoàn toàn mới để nghiên cứu về vũ trụ. Bất kỳ khi nào có một cách mới để quan sát vũ trụ thì chúng ta sẽ khám phá ra những thứ mà chúng ta đã không hề kỳ vọng trước đó. Nó thực sự là cách tìm kiếm những thứ mới mà chúng ta không biết nó đã tồn tại, xem xét cái tận cùng của kiến thức vật lý của chúng ta và kiểm định những giả thuyết của chúng ta về sự vận hành của vũ trụ.

* Bài báo của Einstein (Nguồn: Chụp màn hình bài báo từ “Look Inside” tại bit.ly/1my6vcn)

Gravitational paper

* Bài báo công bố khám phá ra sóng hấp dẫn (Nguồn: Chụp màn hình bài báo)

Untitled2.png

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s