Thành tựu và thách thức trong khám phá vũ trụ docx

Thành tựu và thách thức trong
khám phá vũ trụ
Cuộc cách mạng trong thiên văn học bắt đầu từ đầu thế kỷ 17, khi
Galilei tiên phong sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời. Lần đầu tiên,
con người cảm thấy kinh ngạc trước cảnh tượng một thế giới tràn đầy
những hiện tượng kỳ lạ.
Tuy nhiên, t mquan sátcủa Galileichı̉ hạn ch trong nhữngvùng lân cậ̣n
cuả hệ mặttrời, bởi kı́nhthiênvăn h i đó có kı́ch cỡ hãy còn khiêmt n. Trong
những th kỷ sau, nhữnglý thuy t độc đáo,đặc biệt là thuy t tương đoi cuả
Einstein,cùngnhững k tquả quan sát b ngkı́nh thiên văn ngày càng lớn, đã giúp
các nhà thiên văn quansát thật sâu trong vũ trụ.
Trongnhững thập kỷ vừa qua, nhữngphát triển về mặt kỹ thuật và lý thuyết
đã đưa đếnnhững khám phá cơ bản trong lĩnh vực vũ trụ học. Sự huyđộng nhiều
nhà thiên văn cộng tác vớinhauvà sử dụngđủ các loại thiết bị để cùng nghiên cứu
một đề tài cũng là điều cần thiết để đạt được nhữngthành tựu khoahọc quan
trọng. Một nhóm các nhà thiên văn đã kiêntrì tìm kiếm và quan sát những “sao
siêu mới”bùngnổ trongnhững thiên hà. “Sao siêumới” là nhữngngôi sao phù du
chỉ sángchói trongmột thời gian và được dùng làm chuẩn để đo khoảng cách cuả
các thiên hà xaxôi và độ dãn nở cuả vũ trụ. Theodự đoán, vũ trụ phải dãnnở chậm
dần do sức hút của trường hấp dẫn cuả vật chất. Nhưng kết quả quan sát lại cho
thấyvũ trụ dãn nở ngàycàng nhanh. Lý dolà vũ trụ chủ yếu chứanhiều năng
lượng tối. Các nhà vũ trụ học chorằng chính nănglượng tối đã làm giatăng tốc độ
dãn nở cuả vũ trụ. Đây là một kết quả thật là bất ngờ đối với cácnhà khoa học.
Những thiên thể không những phát ra ánh sáng màcòn phátra bức xạ gamma,X,
tử ngoại,hồng ngọai và vô tuyến trêntoàn bộ phổ điện từ. Cơ chế phát nhữngbức
xạ tùy thuộc vào điều kiệnlý-hóa trongthiên thể như nhiệt độ và mật độ cuả vật
chất vàtừ trường. Do đó, các nhà thiên vănphải sử dụngnhiều loại kínhthiên văn
hoạt động trên những miền phổ khác nhauđể nghiên cứu nhữngbức xạ vũ trụ.
Vô số hệ saotrong vũ trụ có hànhtinh quayxung quanh. Chúng tatự hỏi, liệu có
hành tinhnào chứa sự sống,thậm chí cả một nền văn minhsiêu việt như nhân loại
trên trái đấtkhông? Pháthiện sự sống trong vũ trụ là một vấn đề nan giải và phải

bắt đầu từ sự tìm kiếm những hànhtinh có khí quyển vànhiệt độ thích hợp để sự
sống cóthể tồn tại. Tới nay, cácnhà thiên văn đã tìm thấy hàngtrămhành tinh ở
bên ngoài hệ mặt trời, nhưng đasố là những hành tinh khổnglồ ở dạng khí. Họ
đang xúctiến công việc tìmkiếm nhữngsiêu địa cầu có vỏ rắn tươngtự như trái
đất và có điềukiện thích hợpcho sự sống. Phát hiện các phân tử sinh học trongDải
Ngân hà, tiềnthân cuả phân tử amino-acidthành phần cơ bản cuả protein,cũng là
bướcđầu trongcôngviệc tìmkiếm sự sống.
Kı́nh thiên văn kh ng l tương lai E-ELT(European- ExtrenelyLarge Telescope)
có đường kı́nh 42 m và hệ kı́nhgiao thoa vô tuy n ALMA(Atacama Large
Millimeter Telescope) g m66 ăngten12m có độ nhạy và độ phân giải r tcao sẽ là
những công cụ t i tân đe nghiên cứu toàn th vũ trụ trong nhữngthập kỷ s p tới.
Năm 2009,haikı́nh thiên văn Planckvà Herschel được phóng vào không gian đe
quan sátbức xạ h ngngoại và vô tuy n phát ratừ nhữngthiên hà và nhữngngôi
saođang còn ở trạng thái phôi thai,nh m khám phá nhữngvùng vũ trụ lạnh lẽo và
chưa phátra ánh sáng. Hệ̣ giao thoa vô tuy nAllen của đe án SETI(Search for
Extra-Terrestrial Intelligence)và của Đại họcBerkeley g m 350 ăngten sẽ được
dùng đe phát hiện tı́n hiệu phát ra bởi những n n văn minhngoài trái đat. Sự quan
sát ngày càng sâu trong vũ trụ đe đi ngượcdòng thời giannh m nghiên cứu những
sự kiện x y ra g n thời đi m Big Bangvà sự phát hiện những siêu địa c u cùng
những phân tử sinhhọc liênquan đen sự s ng ngoài trái đat là những tháchthức
đoi với các nhà thiên văn trongth kỷ 21.
Định nghĩa lại kilogram
Các nhà khoa học cho biết, họ đang gần chạm đến một định nghĩa phi
vật chất cho kilogram (kg) sau khi phát hiện quả cân chuẩn đang nhẹ đi một
cách bí ẩn.
Các nhà nghiên cứu cho rằng, vẫn còn một số điều cần thực hiện trước khi
hoàn thành sứ mệnhnày. Tuy nhiên,nếu họ thành công,điềuđó sẽ chấmdứt hoàn
toànviệc dựa vào khối kilogram tiêu chuẩnkhi đo lường.
Hiện tại,chuẩnquốc tế cho kilogram làmột khối kim loạiđượcbảoquảnhết
sứccẩnthậntronghầmcủaCơ quanCânđoquốc tế (BIPM)tạiSevres(Pháp)kể từ

năm 1889. Hầuhết các quốc gia đều có bản sao của khối kilogram chuẩn và chúng
được sosánh với bản chínhmỗi 10 năm/lần.
Tuy nhiên, giới khoa học hết sức lo lắng khi phát hiện quả cân làm bằng
platinum và iridium đột nhiên bị nhẹ đi mà không biết lý do. Các chuyên gia của
BIPM tiết lộ vào năm 2007 rằng, quả cân chuẩn đã bị mất khoảng 50 microgram
trong vòng100 nămso với các phiênbản củanó.
Do đó, giới chuyên gia đang tìm cách khác để định nghĩa kilogram bằng
phương pháp phi vật chất như 6 đơn vị đo lường khác của đơn vị cơ sở quốc tế là
mét (chiều dài), giây (thời gian), ampe (cường độ dòng điện), kelvin (nhiệt độ
nhiệt động học), mol (lượng vật chất) và candela (cường độ chiếu sáng). Hiện
khôngcó đơn vị nào ngoài kilogram đượcđo bằng vật thể.
Trong nỗ lực tìm kiếm phương pháp đo thay thế quả cân chuẩn, giới khoa
học đã thực hiện những cuộc thí nghiệm tập trung vào việc thiết lập mối quan hệ
giữakhối lượngvà hằng số Planck, đơn vị đo lườngcơ bản trong vật lý nguyên tử.
Michael Stock – một nhà khoa học của BIPM cho biết, quả cân chuẩn đã gần
đi hết chukỳ sử dụng củanó. Việcđo lườngđang trở nên chính xác hơn, và những
sự đo lường chính xác cần phải có các đơn vị định nghĩa chính xác để đưa đến kết
quả đúng nhất. Ông cũng cho rằng,các cuộcthí nghiệm đã cho kết quả hết sức khả
quan, nhưng vẫn cònquá sớm để áp dụng địnhnghĩa mới đối với kilogram.