Vật lí $\color{Blue}{\fbox{Vật Lý}\bigstar\text{Góc nhỏ vật lý!}\bigstar}$

[congratulation11]

Nhỏ bé nhưng ít ai để ý

Các ước thập phân của đơn vị đo lường chính thức hệ SI.

Coi qua bảng này có lẽ bạn sẽ ngạc nhiên mà thốt rằng: "Đơn giản thế sao mình không nghĩ ra nhỉ?" )

Tên|Kí hiệu|Thừa số
deci|d|$0,1=10^{-1}$
centi|c|$0,01=10^{-2}$
mili|m|$0,001=10^{-3}$
micro|$\mu$|$0,000 \ \ 001=10^{-6}$
nano|n|$0,000 \ \ 000 \ \ 001=10^{-9}$
pico|p|$0,000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 001 =10^{-12}$
femto|f|$0,000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 001 =10^{-15}$
atto|a|$0,000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 001 =10^{-18}$
zepto|z|$0,000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 001 =10^{-21}$
yocto|y|$0,000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 000 \ \ 001 =10^{-24}$

 

[luong1812001]

Dấu ấn của Bohr và Einstein trong bom nguyên tử
Hai quả bom nguyên tử rơi xuống Hiroshima và Nagasaki là những đứa con bất hảo của Thuyết tương đối và lượng tử. Lúc đầu, cả Einstein và Bohr đều không tin vào khả năng có thể nhanh chóng chế tạo ra chúng. Song bằng cách này hay cách khác, người ta không để hai ông đứng ngoài cuộc.

Albert Einstein (phải) đang nói chuyện với Niels Bohr.

Từ bức thư ký tên Einstein

Một ngày mùa hè năm 1939, trong bầu không khí ngột ngạt mùi thuốc súng ngay bên thềm thế chiến hai, L. Szilard và E. Wigner, hai nhà vật lý trẻ gốc Hungary nhập cư sang Mỹ, đi tìm Einstein ở Long Island trong một sứ mạng lịch sử. Vào chuyện, Szilard kể cho Einstein nghe thí nghiệm nhân neutron cùng với những tính toán về phản ứng dây chuyền trong môi trường uranium-graphit của mình. Không ngại phật lòng, Einstein cắt lời người bạn trẻ từng quen biết trước đây ở Đức: Tôi chưa bao giờ nghĩ như thế! Nhưng ngay sau đó, Einstein lại niềm nở hứa sẽ làm mọi việc để báo động Chính phủ Mỹ về khả năng chế tạo bom nguyên tử. Thế là có một cuộc hẹn thứ hai sau vài ngày. Lần này Edward Teller, người sau này là cha đẻ bom khinh khí Mỹ, lái xe chở Szilard đến gặp Einstein. Szilard chấp bút sẵn bức thư gửi Tổng thống Roosevelt, Einstein chỉ ký.

Thưa ngài

Những công trình gần đây của E. Fermi và L. Szilard, mà tôi đã có bản thảo trong tay, khiến tôi dự kiến rằng nguyên tố uranium có thể trở thành một nguồn năng lượng mới và quan trọng trong tương lai gần đây. Một số vấn đề nảy sinh từ tình hình hiện nay đòi hỏi phải theo dõi chặt chẽ, và nếu cần, có hành động kịp thời về phía chính phủ. Do đó thiết nghĩ tôi phải có bổn phận trình lên ngài những thông tin và khuyến cáo sau đây.

Trong vòng 4 tháng gần đây - qua các công trình của Joliot ở Pháp cũng như Fermi và Szilard ở Mỹ - dường như đã xuất hiện khả năng thực hiện phản ứng dây chuyền trong khối uranium, từ đó có thể sản sinh ra năng lượng khổng lồ và một lượng vô cùng lớn những nguyên tố (phóng xạ) giống như radium. Hiện nay có thể nói khá chắc chắn rằng việc này có thể thực hiện được trong thời gian trước mắt.

Hiện tượng mới này cũng sẽ dẫn đến việc chế tạo ra những quả bom, và ta có thể tin - mặc dù ít chắc chắn hơn - rằng những quả bom cực mạnh kiểu mới đó sẽ có thể chế tạo được. Chỉ cần một quả bom loại này được chở đến cảng bằng thuyền và cho nó nổ tung sẽ phá hủy toàn bộ cảng và một số khu vực xung quanh. Tuy nhiên, chúng lại quả nặng để chở trên máy bay.

Mỹ chỉ có một trữ lượng vừa phải những quặng uranium nghèo. Quặng tốt nhất hiện nay chỉ có ở Canada, Tiệp Khắc, nhưng nguồn uranium quan trọng nhất vẫn là Congo thuộc Bỉ.

Trước tình hình trên, chắc ngài sẽ thấy nên có mối quan hệ thường xuyên giữa chính phủ và nhóm các nhà vật lý đang nghiên cứu phản ứng dây chuyền ở Mỹ. Để làm việc này ngài có thể ủy quyền cho một người đủ tin tưởng với một chức danh không chính thức. Người này có nhiệm vụ như sau:

a) Tiếp cận các cơ quan chính phủ để cung cấp thông tin và khuyến cáo những hành động cần thiết, đặc biệt chú trọng đến việc đảm bảo nguồn cung cấp quặng uranium cho Mỹ.

b) Đẩy nhanh các nghiên cứu thực nghiệm mà hiện mới chỉ tiến hành với ngân sách hạn chế ở các trường đại học, bằng cách cung cấp kinh phí, qua việc tiếp xúc với các cá nhân mong muốn đóng góp vào mục đích này, hoặc cũng có thể qua hợp tác với các phòng thí nghiệm ở nhà máy có các thiết bị cần thiết.

Tôi được biết nước Đức hiện đang ngừng việc bán uranium từ những mỏ ở Tiệp Khắc mà họ chiếm được. Hành động kịp thời đó của Đức có thể hiểu được nếu căn cứ trên việc người con trai của một thứ trưởng trong chính phủ, von Weizsacker, đã về làm việc tại Viện Kaiser-Wilhelm ở Berlin và đang tiến hành lặp lại một số thí nghiệm về uranium của Mỹ ở đó.

Kính thư

A. Einstein

Weizsacker được nhắc đến ở đoạn kết trong bức thư không chỉ bởi là con một quan chức lớn của Đức quốc xã. Là một nhà vật lý có tài, Weizsacker đã để lại công thức bán thực nghiệm nổi tiếng về năng lượng liên kết các nuclon trong hạt nhân, làm cơ sở để tính toán các phản ứng hạt nhân, phóng xạ và phân hạch. Weizsacker cùng với Heisenberg đã lãnh đạo chương trình nghiên cứu uranium của Đức quốc xã.

Tới những bức thư của Bohr

Tháng 9/1941 Heisenberg và Weizsacker sang gặp Bohr ở Copenhagen đang bị Đức chiếm. Nội dung cuộc gặp mặt này lần đầu tiên được công bố trong cuốn sách "Sáng hơn nghìn mặt trời" của nhà báo Thụy Sĩ Robert Jungk xuất bản năm 1956 do chính Heisenberg cung cấp thông tin. Heisenberg thừa nhận không nhớ chính xác hết mọi chuyện, nhưng nội dung đại khái như sau:

H. Anh nghĩ thế nào nếu các nhà vật lý trong thời gian chiến tranh dốc sức vào vấn đề uranium?

B. (nỗi sợ hãi hiện trên nét mặt) Vậy anh có thực sự tin rằng phân hạch uranium có thể sử dụng làm vũ khí không?

H. Tôi tin về nguyên tắc, có điều nó đòi hỏi những triển khai kỹ thuật cực lớn, nên chúng ta chỉ có thể hy vọng không làm kịp trong thời gian chiến tranh.

Bohr bị sốc bởi Heisenberg có "nhã ý" muốn cho thế giới biết Đức đang chế tạo vũ khí nguyên tử.

Mười sáu năm sau, khi đọc "sáng hơn nghìn mặt trời", Bohr hết sức ngạc nhiên và trăn trở về những gì mà Heisenberg đã tường thuật. Bohr viết thư ngay cho Heisenberg.

Tôi nhớ như in từng lời trong cuộc trò chuyện hôm đó, trong một bầu không khí sầu não và căng thẳng vô hạn bao trùm lên mọi người ở Đan Mạch. Đặc biệt, hai vợ chồng tôi và các cộng sự trong viện đều có ấn tượng mạnh mẽ là anh và Weizsacker tin tưởng hoàn toàn rằng nước Đức sẽ thắng, nên sẽ rất là ngớ ngẩn nếu chúng tôi hy vọng vào một kết cục khác của cuộc chiến và dè dặt không chịu hợp tác với Đức... Tôi cũng còn nhớ trong cuộc trò chuyện riêng ở phòng tôi, anh đã tạo cho tôi ấn tượng mạnh mẽ rằng dưới sự lãnh đạo của anh, nước Đức đang phát triển vũ khí nguyên tử.... Tôi nghe mà không nói gì, vì đây là một vấn đề trọng đại của nhân loại, và mặc dù mối quan hệ thân thiết giữa hai ta, lúc này tôi và anh, mỗi người đứng trên một chiến tuyến...

Ngoài Bohr và Heisenberg, còn 4-5 khối óc lớn nữa đã đặt nền móng cho thuyết lượng tử. Nhưng đó là 2 trụ cột chính, khăng khít với nhau, cùng nhau chèo chống trước mối hoài nghi của những cây đại thụ về thuyết lượng tử, đặc biệt là Einstein. Không muốn để quan hệ rạn nứt thêm, nhất là khi thời cuộc đã đổi thay, sau chiến tranh hai gia đình đã cùng nhau đi nghỉ hè và gặp gỡ nhiều lần. Bohr cũng thông cảm áp lực đè nặng lên nhà khoa học dưới thời Quốc xã, nên ông viết thư mà không gửi. Rồi ông lại day dứt, lại cố hiểu những khó khăn của người bạn mình và lại viết:

Đối với chúng tôi ở Copenhagen, những người sống trong hoàn cảnh cực kỳ khó khăn và nguy hiểm dưới thời Đức chiếm đóng, chuyến viếng thăm của anh được xem như có ý nghĩa cực kỳ hệ trọng, cho nên tôi ghi nhớ từng lời của anh, trong khi đó, luôn bị đe dọa bởi những cặp mắt dò xét của cảnh sát Đức, tôi lại phải tỏ ra rất thận trọng. Tôi nghĩ anh và Weizsacker tin tưởng mạnh mẽ vào chiến thắng của Đức, khác hẳn với mong mỏi của chúng tôi, nhưng theo đà cuộc chiến, niềm tin đó ngày càng giảm dần để cuối cùng phải tin vào sự thất bại của nước Đức... Trong khi đó, tôi nhớ như in cảm tưởng của mình ngay từ phút đầu khi nghe anh hồn nhiên nói rằng anh tin là cuộc chiến kéo dài, nó sẽ phải kết thúc bằng vũ khí nguyên tử. Tôi không trả lời anh, nhưng có lẽ anh cho là tôi không tin vào điều anh nói, nên anh lại kể tiếp rằng mấy năm trước đó anh đã dốc sức vào vấn đề này như thế nào và tin rằng cuối cùng sẽ thành công, mà không hề để lại cho chúng tôi một tín hiệu nào về những nỗ lực của các nhà khoa học Đức muốn ngăn cản sự phát triển vũ khí nguyên tử.

Bản thảo thư này, cũng như nhiều thư khác nữa mà Bohr viết cho Heisenberg về chủ đề này, đều nằm nguyên trong tủ hồ sơ mà không đến tay người nhận. Trước khi chết năm 1962, Bohr dặn tủ hồ sơ được niêm phong trong vòng 50 năm. Năm 2002, trước yêu cầu bức bách của dư luận, lại nhân có vở kịch "Copenhagen" được công diễn ở Anh về chủ đề này, gia đình Bohr quyết định tháo niêm phong và công bố các tài liệu trên.

Và hai quả bom rơi xuống nước Nhật

Có thể nói, so với Einstein, Bohr có nghề hơn về hạt nhân nguyên tử. Ông đã đề xuất mô hình hạt nhân giọt nước, giải thích cơ chế phân hạch uranium dưới tác dụng của neutron, và luôn là một chủ soái về vật lý hạt nhân trước thế chiến II. Con trai ông, Aage Bohr, phát triển mô hình giọt nước của bố lên thành mô hình tổng hợp, được nhận giải thưởng Nobel về vật lý. Trực cảm vật lý hiếm có của ông sẽ vô cùng lợi hại trước những vấn đề còn đầy rối rắm và bất định như phản ứng hạt nhân dây chuyền. Vì thế, ông là mục tiêu số 1 của cả hai phe đồng minh và phát xít. Biết không thuyết phục được Bohr, phát xít Đức có kế hoạch ám sát ông sau khi hai bố con ông trốn thoát từ Đan Mạch sang Thụy Điển. Biết được âm mưu đó, một đội thám tử Anh đột nhập vào Stockholm để giải thoát, đưa hai bố con ông về London trên chiếc Mosquito. Ông suýt chết ngạt trong chuyến bay đầy mạo hiểm này.

Từ Anh, hai bố con được đưa sang Mỹ vào một ngày cuối năm 1943. Ông đến Los Alamos, đại bản doanh của đề án Manhattan chế tạo vũ khí nguyên tử. Được gặp lại chủ soái là niềm hạnh phúc lớn của Oppenheimer, người chỉ huy đề án và chỉ đạo về học thuật. Ông giới thiệu sơ đồ lò phản ứng nước nặng của Heisenberg. Mọi người hiểu rằng Đức có ý định thả nguồn phóng xạ cực mạnh đó xuống London.

Vào lúc này, giai đoạn học thuật về vật lý hạt nhân gần như đã qua. Nhà máy làm giàu uranium ở Oak Ridge đã hoạt động, plutonium đã được sản xuất trong các lò phản ứng lớn, vấn đề chỉ còn là tích lũy đủ số lượng. "Họ không cần tôi giúp gì", sau này Bohr tâm sự với bạn như vậy. Nhưng từ những trải nghiệm trong thời gian ở Mỹ, Bohr nhận thức được sứ mạng của mình, những gì mà một nhân vật huyền thoại như Bohr phải làm sau khi bom nguyên tử đã rơi xuống giết hại thường dân vô tội ở nước Nhật.

Đó cũng chính là sứ mạng của Einstein, người hoàn toàn đứng ngoài cuộc trong đề án Manhattan sau bức thư gửi Tổng thống Roosevelt. Nhưng khi quả bom đã rõ hình hài và chỉ còn chờ ngày ấn nút thì Einstein lại phải xuất hiện. "Không thể không cho toàn thế giới biết sức mạnh của Mỹ!" Szilard rất lo lắng trước ý đồ đó của những người có trách nhiệm ở Mỹ, khi mà quân đồng minh đã tiến đến Berlin và mục tiêu răn đe Đức quốc xã không còn nữa. Vậy thì nước Nhật phải hứng lấy hai quả bom có tên "chú bé tí hon" làm từ uranium -235 và "ông béo" làm từ plutonium-239! Sau gần 5 năm lăn lộn với đề án Manhattan, Szilard lại phải đến cầu cứu Einstein tránh cho nhân loại hứng chịu thảm họa. Lần này là một bức thư giới thiệu Szilard đến gặp Tổng thống Roosevelt. Einstein vui lòng nhận lời. Bức thư đã đến Nhà trắng, nằm trên bàn Tổng thống, nhưng quá muộn!

Roosevelt từ trần ngày 12/4/1945. Truman lên kế vị. Ngay sau lễ tuyên thệ, Bộ trưởng chiến tranh gặp Tổng thống trình bày về đề án Manhattan làm bom nguyên tử tốn kém hàng tỷ đô la thời bấy giờ. Trong suốt thời gian làm Phó Tổng thống, Truman chỉ nghe nói qua loa về đề án này. Nhưng từng ấy cũng quá đủ để Truman quyết định cho chúng rơi xuống nước Nhật cho thế giới biết sức mạnh của Mỹ.

Einstein than rằng sai lầm lớn nhất trong đời ông là ký tên vào bức thư gửi Tổng thống Roosevelt đề nghị Mỹ chế tạo bom nguyên tử. Cả Einstein và Bohr đã trở thành biểu tượng của phong trào hòa bình sau chiến tranh.

(Theo Tia sáng)

 

[luong1812001]

Newton vĩ đại hơn Einstein?
Albert Einstein có thể đã giúp tìm ra vũ khí hạt nhân, năng lượng mặt trời, laser và thậm chí mối tương quan giữa không gian và thời gian, nhưng Isaac Newton vẫn có tầm ảnh hưởng to lớn hơn đối với khoa học và nhân loại. Đó là kết quả 2 cuộc thăm dò mới nhất tại Anh.

Issac Newton.

Hơn 1.300 công chúng và 345 nhà khoa học của tổ chức Royal Society của Anh đã tham gia 2 cuộc khảo sát, trong đó trả lời câu hỏi nhà khoa học nào đóng góp nhiều hơn cho nền khoa học (xét về trình độ kiến thức chung thời đó), và từ đó có ảnh hưởng tích cực hơn đối với toàn nhân loại.

Newton, nhà khoa học Anh thế kỷ 17, nổi tiếng với việc miêu tả luật hấp dẫn và sự chuyển động, là người chiến thắng toàn diện. Tỷ lệ các nhà khoa học bình bầu là 60,9% cho Newton và 39,1% cho Einstein. Trong dân chúng, tỷ lệ không chênh lệch là mấy (50,1% so với 49,9%).

"Nhiều người sẽ cho rằng so sánh Newton với Einstein cũng như so sánh quả táo với quả cam, nhưng điều thực sự quan trọng là mọi người vô cùng coi trọng những gì mà 2 nhà vật lý này đạt được, và ảnh hưởng của họ đối với thế giới vượt xa cả phòng thí nghiệm và các công thức", chủ tịch Royal Society, Lord Peter May, phát biểu.

Các nhà khoa học ủng hộ Newton cho rằng ông đã dẫn tới sự chuyển giao từ thời kỳ nghi hoặc và mê muội tới những phương pháp khoa học hiện đại. Công trình lớn nhất của ông, Principia Mathematica, cho thấy trọng lực là một lực tác động lên mọi vật thể trong vũ trụ, và loại bỏ quan niệm rằng quy luật chuyển động là khác nhau giữa các vật thể trên mặt đất và bầu trời.

Những người ủng hộ Einstein thì chỉ ra rằng thuyết tương đối của ông đã bác lại quan niệm của Newton về không gian và thời gian, từ đó dẫn tới những giả thuyết về sự sáng tạo vũ trụ, lỗ đen và các vũ trụ song song. Ông cũng chứng tỏ nguyên tử tồn tại và ánh sáng được tạo ra từ photon - đặt nền móng cho bom hạt nhân và năng lượng mặt trời.

 

[luong1812001]

Nikola Tesla - kẻ điên rồ vĩ đại là một nhà khoa học nối tiếng với các ý tưởng khó tin, điên rồ khiến giới khoa học xa lánh và cho rằng ông bị điên. Nhưng chính ông là nhà phát minh, nhà khoa học vĩ đại góp công lớn trong sự phát triển của nền công nghiệp, xã hội ngày nay.

Nikola Tesla là một nhà phát minh, nhà vật lý, kỹ sư cơ khí và kỹ sư điện tử được biết đến với nhiều đóng góp mang tính cách mạng trong các lĩnh vực điện và từ trường trong cuối thế kỷ 19 đầu thế kỉ 20.

Dưới đây là những ý tưởng điên rồ, không thực tế nổi tiếng khiến người ta gán cho ông biệt danh "bác học điên".

1. Khai thác tia vũ trụ

Tesla từng nghĩ đến ý tưởng khai thác nguồn năng lượng miễn phí đến từ những hạt nguyên tử, các loài tia đầy rẫy trong vũ trụ. Đây là ý tưởng bị coi là khoa học giả tưởng với hầu hết các nhà nghiên cứu vì nó không thực tế.

Những Tesla lại tin rằng có thể thiết kế một chiếc máy khả thi để khai thác nguồn năng lượng này và chấm dứt vấn đề khan hiếm từ Trái Đất.

Các hạt vũ trụ siêu nhỏ này liên tục rơi xuống mặt đất với tốc độ nhanh hơn ánh sáng và ông nghĩ có thể "bắt" được chúng để chuyển đổi thành năng lượng sử dụng được. Rất tiếc, phát minh của ông chưa từng được sản xuất.

2. Điện cảm ứng

Tesla mơ ước một thế giới không tồn tại dây điện phức tạp. Ông đề xuất một hệ thống điện không dây bao gồm một tháp truyền điện và năng lượng không dây đến mọi ngõ ngách trên hành tinh. Ông đã chứng minh ý tưởng này qua thí nghiệm về sự truyền dẫn cảm ứng để đốt sáng một cái bóng đèn ở khoảng cách ngắn.

Ông bắt tay xây dựng tháp Wardenclyffe ở New York nhưng sau đó bị rút nguồn tài trợ của JP Morgan vì họ phát hiện ý đồ thật sự của ông chứ không phải xây dựng tháp viễn thông. Đây là bước cuối cùng trong hệ thống điện không dây của Tesla và được kết hợp với phát minh máy thu năng lượng vũ trụ. Nếu thành công, thế giới sẽ được sử dụng điện miễn phí và không giới hạn chỉ bằng một cái ăng-ten.

Phát minh của Tesla bị chính phủ phản đối kịch liệt vì nó không thu được lợi nhuận. Tuy nhiên, mới đây các nhà khoa học đã thắp sáng được bóng đèn bằng điện không dây ở khoảng cách 7 mét.

3. Đốt lạnh

Phát minh này hy vọng sẽ thay thế được xà phòng và nước trong sinh hoạt. Tesla muốn thay thế điện với nước vì điện là kẻ thù lớn nhất của vi trùng.

Sự đốt lạnh nghĩa là đốt cháy nhưng không gây bỏng, người ta sẽ đứng trên một tấm kim loại và được phủ trong nguồn điện luân phiên đến 2,5 triệu volt giống như một ngọn lửa trùm lên cơ thể.

Phương pháp này hiệu quả vì da người có tính dẫn điện. Nó còn có tác dụng chữa bệnh vì nguồn điện mạnh có thể sinh ra lượng lớn khí ozon khử trùng có lợi cho sức khỏe.

Vấn đề chi phí và an toàn cho người sử dụng đã biến ý tưởng "đốt lạnh" thành mơ hồ.

4. Teslascope

Nỗ lực lớn nhất mà Nikola Tesla luôn cố gắng là tạo ra thiết bị giao tiếp với người ngoài hành tinh.

Ông tuyên bố có thể giao tiếp với những nền văn minh xa xôi bằng Teslascopenhưng chưa có ai xác minh những gì ông nói.

Ông đã nghe thấy nhiều âm thanh khác nhau không giống bất cứ thứ gì từng biết và những tiếng click tương tự bộ mã Morse.

Sử dụng chiếc kính Teslascope của mình, ông hy vọng chứng minh sự tồn tại của sự sống trên sao Hỏa.

5. Máy phát tia chết chóc

Đây là phát minh nguy hiểm của Tesla trong nỗ lực chống lại chiến tranh. Death Ray - Tia chết chóc làm việc như một máy gia tốc hạt có khả năng bắn một chùm tia năng lượng cao tới khoảng cách 250 dặm để làm tan chảy mọi động cơ và máy bay chiến đấu.

Tesla đã đề xuất ý tưởng cho JP Morgan để xin tài trợ và khẳng định với dòng năng lượng 80 triệu volt, chùm tia có thể xuyên thủng bất cứ vật liệu gì.

Lập luận của ông khá thuyết phục nhưng chính phủ Anh và Mỹ đều từ chối. Nước Nga đã ủng hộ Tesla và cho chạy thử nghiệm phát minh này. Nhiều nhà lý thuyết âm mưu cho rằng chính hoạt động chế tạo này đã gây ra vụ nổ Tunguska (30/7/1908).

6. Điều khiển thời tiết

Một trong những thách thức lớn nhất của con người là khả năng kiểm soát thời tiết. Tesla nghĩ rằng ông có thể làm cho đất đai màu mỡ nhờ sử dụng sóng vô tuyến điện để thay đổi từ trường Trái Đất trong tầng điện ly của khí quyển, hình thành các sóng khí quyển cực mạnh điều khiển thời tiết.

Một lần nữa, thuyết âm mưu cho rằng phát minh của ông đã rơi vào tay kẻ xấu và đang được chúng sử dụng để thống trị nhân loại. Bằng chứng là sự thay đổi khí hậu, thời tiết cực đoan ngày một nhiều hiện nay.

7. Súng tia X

Việc phát hiện ra tia X của William Roentgen thu hút giới khoa học, đặc biệt là Tesla. Ông mở rộng phát mình thành một khẩu sung bắn tia X - quang, lợi hại cùng với Mark Twain - họ trở thành đôi bạn thân sau khi Tesla chữa khỏi bệnh táo bón cho đại thi hào này.

Sử dụng khẩu súng này, 2 ông có thể nhìn xuyên thấu bất cứ vật gì mà chùm tia đi qua ở khoảng cách 12 mét. Sáng chế tưởng chừng bị lãng quên giờ lại trở thành một ứng dụng không thể thiếu trong y học ngày nay.

8. Dòng điện xoay chiều

Nikola Tesla bắt đầu hợp tác với Thomas Edison năm 1882 khi ông chuyển tới Paris làm việc cho công ty Continetal Edison. Đây là thời gian đầu khi Tesla được giới khoa học công nhận tài năng. Edison đã gợi ý trả 50.000 đô cho Tesla để sửa chữa chiếc máy phát điện của mình mặc dù sau đó không thấy ông trả khoản tiền đó cho cộng sự.

Điều này buộc Tesla tách riêng và lập công ty, nơi ông phát triển loại điện mới gọi là dòng điện xoay chiều có khả năng truyền tải khoảng cách xa và tiết kiệm. Edison đã rất tức giận và kêu gọi mọi người biểu tình, thậm chí dọa đốt nhà xưởng.

Tesla đã chứng minh dòng điện của mình đủ thắp sáng bóng đèn mà không gặp bất cứ nguy hiểm nào ở triển lãm năm 1893.

9. Thắp sáng thế giới

Một lần nữa, Tesla muốn cho cả thế giới thấy tài năng của mình bằng sáng chế ra loại hạt khí loãng nhạy cảm với năng lượng để phát sáng cho cả hành tinh. Ông lên kế hoạch sử dụng một loại tia cực mạnh như tia cực tím bắn vào các hạt này để chúng phát sáng như hiện tượng cực quang. Ông khiến người ta cho rằng nếu thành công, con tàu Titanic sẽ chẳng bao giờ chìm xuống mãi mãi.

10. Máy giao động của Tesla

Tất cả vạn vật đều tạo từ nguyên tử và mỗi nguyên tử lại rung động ở tần số khác nhau. Nếu gặp phải tần số phù hợp thì sẽ cộng hưởng thành tần số rung có biên độ cao hơn. Gần giống như hiện tượng chiếc cầu treo rung lắc theo nhịp của một cơn gió nhẹ cũng đủ để nó sập.

Dựa vào lý thuyết ấy, Tesla phát minh chiếc máy phá hủy bỏ túi tạo ra những tần số rung khác nhau. Ông kể lại là khi bật chiếc máy đó lần đầu tiên, một tiếng động lạ vang lên và những vết nứt đầu tiên xuất hiện. Mọi thứ rung lên bần bật cho tới khi cảnh sát ập tới đạp vỡ cái máy trước khi tòa nhà sụp đổ.

Khi được hỏi về cách cái máy có thể phá hủy được tòa nhà Empire State không. Tesla trả lời rằng chỉ cần có đủ thời gian tìm ra tần số phù hợp, chiếc máy sẽ truyền một lượng lớn năng lượng cơ học để phá hủy bất cứ thứ gì.

Phát minh của ông được nhiều người ủng hộ vì chứa một sức mạnh to lớn trong chữa bệnh nếu nó tìm đúng tần số rung của khối u, của căn bệnh trong cơ thể để phá hủy hoàn toàn mà không ảnh hưởng đến những bộ phận khác.

 

[luong1812001]

10 "hạt" có thể giúp giải thích tất cả mọi thứ trong vũ trụ
Những lý thuyết về hạt strangelets, graviton, lý thuyết dây hay lý thuyết màng có thể sẽ làm thay đổi tất cả những hiểu biết của chúng ta.


Nhân loại cùng những hiểu biết của mình về vũ trụ và thế giới xung quanh vẫn đang ngày càng phát triển. Những người Hy Lạp cổ đại lần đầu tiên đoán được sự tồn tại của các hạt gọi là nguyên tử. 1500 năm sau chúng ta đã chứng minh được sự tồn tại của nguyên tử và xem chúng là những hạt nhỏ nhất tạo nên vật chất. Sau đó không lâu chúng ta phát hiện ra proton, neutron và electron là các yếu tố tạo nên một nguyên tử. Tuy nhiên chúng vẫn chưa phải những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ, proton và neutron được tạo thành bởi các hạt nhỏ hơn gọi là quark. Trong tương lai, chúng ta sẽ còn tìm hiểu được nhiều điều kỳ thú trong vũ trụ và thế giới xung quanh. Tuy nhiên, hiện tại các nhà khoa học đã tìm ra 10 lý thuyết hạt cơ sở và nếu những lý thuyết này được chứng minh là có thật, sẽ giúp giải thích được tất cả các hiện tượng, sự kiện xung quanh chúng ta cũng như trong vũ trụ bao la.

1. Strangelet (hạt hủy diệt)

Hãy bắt đầu với khái niệm quen thuộc hơn, đó là hạt quark. Có tới 6 loại hạt quark, trong đó hai loại quark up và quark down là phổ biến nhất, và đây là những gì tạo nên một nguyên tử. Quark strange là loại không quá phổ biến, khi chúng kết hợp với các hạt quark up hoặc down sẽ tạo ra một phân tử gọi là Strangelet. Đây là thành phần tạo nên vật chất strange.

Strangelet được tạo thành khi một ngôi sao neutron sụp đổ vào chính lõi của nó, tạo ra lực ép rất lớn lên các electron và proton trong phần lõi của ngôi sao. Và chính điều này đã khiến các loại quark kết hợp với nhau và tạo nên vật chất strange. Sau đó chúng có thể phân tán khắp vũ trụ, bao gồm cả hệ Mặt trời của chúng ta.

Nếu như điều này đã từng xả ra, những hạt stranglet có thể biến đổi hạt nhân của bất kỳ nguyên tử nào thành một hạt stranglet khi chạm vào nó. Và cứ thể những hạt stranglet giống như một loại virut ăn mòn tất cả các nguyên tử khác, biến chúng thành stranglet và tạo ra phản ứng dây chuyền, cho đến khi không còn gì tồn tại ngoài các hạt stranglet này.

Trong thực tế, Máy gia tốc hạt lớn LHC (Large Hatdron Collider) của Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu CERN trong quá trình xây dựng đã bị cảnh báo. Vì các nhà khoa học lo sợ rằng LHC có thể vô tình tạo ra các hạt stranglet dẫn đến sự hủy diệt của cả thế giới.

2. Sparticle (hạt siêu đối xứng)

Các nhà khoa học cho rằng các hạt tồn tại trong vũ trụ theo từng đôi, được gọi là các hạt sparticle hay các hạt siêu đối xứng. Do đó, đối với mỗi hạt quark ngoài vũ trụ, có một hạt quark song sinh đối xứng hoàn hảo với nó. Và với hơn 60 hạt cơ bản mà chúng ta biết, mỗi loại hạt đều có một sparticle đối xứng với nó. Tuy nhiên từ tước đến nay chúng ta chưa từng phát hiện bất kỳ sparticle nào.

Để giải thích điều này, có một lý thuyết trong vật lý hạt, hạt nặng hơn phân rã nhanh hơn so với các hạt nhẹ. Nếu một hạt đủ nặng, nó gần như bị phân rã ngay lập tức khi vừa mới hình thành. Do đó có một giả thuyết cho rằng các hạt sparticle là rất nặng và nó sẽ bị phân rã trong nháy mắt, trong khi các hạt đối xứng mà chúng ta có thể quan sát vẫn tồn tại. Điều này có thể giải thích tại sao chúng ta vẫn chưa thể tìm hiểu được vật chất tối, bởi sparticle có thể bao gồm vật chất tối và tồn tại trong một trạng thái mà chúng ta chưa thể quan sát được.

3. Antiparticle (phản hạt)

Có lẽ bạn đã nghe đến khái niệm phản vật chất (antimatter), và các nhà khoa học cho rằng phản vật chất được tạo thành bởi phản hạt (antiparticle). Các phản hạt có tính chất hoàn toàn giống như các hạt, chúng giống như một cặp đối xứng. Về cơ bản tất cả các vật chất và hạt đều có phản vật chất và phản hạt tương ứng, hoặc ít ra là cần phải như thế.

Tuy nhiên với máy gia tốc hạt khổng lồ Large Hadron Collider, chúng ta đã thực sự tìm thấy các phản hạt, chúng không còn là lý thuyết nữa. Một giả thuyết khác mà đã được chứng minh trong lịch sử là các phản hạt và hạt khi gặp nhau sẽ biết mất và giải phóng năng lượng.

Trong vụ nổ Big Bang, một giả thuyết khác cho rằng có sự tồn tại với số lượng tương đương của các hạt và phản hạt. Ý tưởng là tất cả các vật chất được tạo ra tại thời điểm đó, thì tương ứng với phản vật chất cũng dược tạo ra cùng lúc. Chúng gặp nhau và tạo nên một vụ nổ lớn nhất trong lịch sử. Một khái niệm khác được đặt ra đó là phản vũ trụ, rất có thể vũ trụ mà chúng ta đang sống chỉ là một phần rất nhỏ, song song tồn tại là một phản vũ trụ được tạo thành bởi phản vật chất và phản hạt, một thế giới song song.

4. Graviton

Các nhà vật lý giả thuyết có hạt Graviton tồn tại vì những thành công lớn của lý thuyết trường lượng tử và mô hình hóa hành vi của tất cả các tuơng tác khác của tự nhiên là qua trung gian của các hạt cơ bản: Tương tác điện từ bởi các photon, tương tác mạnh bởi các gluon, và tương tác yếu Boson W và Boson Z . Giả thuyết này là sự tương tác hấp dẫn tương tự như vậy qua trung gian của một hạt cơ bản, nhưng chưa được khám phá - các hạt Graviton. Trong giới hạn cổ điển, lý thuyết sẽ thu về thuyết tương đối rộng và định luật hấp dẫn của Newton trong giới hạn lực hấp dẫn yếu.

Graviton là một hạt cơ bản giả thuyết có vai trò là hạt trao đổi của lực hấp dẫn trong khuôn khổ lý thuyết trường lượng tử. Nếu nó tồn tại, Graviton dự kiến sẽ không có khối lượng (vì lực hấp dẫn xuất hiện với phạm vi không giới hạn) và phải có spin là 2 (Spin là một đại lượng vật lý, có bản chất của mô men động lượng).

Việc tìm kiếm và chứng minh sự tồn tại của hạt graviton là rất quan trọng, nó có thể sẽ là cầu nối giữa thuyết tương đối và vật lý lượng tử. Ở mức năng lượng nhất định mà được gọi là thang Planck, tác dụng của trọng lực làm thay đổi tính chính xác của thuyết tương đối và bắt đầu áp dụng các quy tắc lượng tự. Do đó giải quyết được vấn đề này có thể là chia khóa của lý thuyết vật lý thống nhất.

5. Graviphoton

Một lý thuyết khác về lực hấp dẫn ở cấp độ nguyên tử mà xuất phát từ thuyết Kaluza Klein, trong đó các hạt graviphoton được tạo ra khi trường hấp dẫn bị kích thích trong chiều thứ năm của không-thời gian. Theo Kaluza Klein, điện từ và lực hấp dẫn có thể hợp nhất thành một lực duy nhất trong điều kiện có nhiều hơn bốn chiều không-thời gian. Một graviphoton sẽ có những đặc điểm của một graviton, nhưng nó cũng sẽ mang các tính chất của một photon và tạo ra những gì mà các nhà vật lý gọi là "lực thứ năm" (hiện nay có bốn lực cơ bản là hấp dẫn, điện từ, lực mạnh giúp liên kết hạt nhân của nguyên từ và lực yếu).

6. Preon

Như chúng ta đã biết, hạt quark là hạt sơ cấp nhất và là thành phần tạo nên proton và neutron, tuy nhiên liệu nó có phải thành phần bé nhất trong vũ trụ? Các nhà khoa học cho rằng vẫn còn một loại hạt sơ cấp hơn cấu thành nên các hạt quark, đó là preon. Xét một hạt nhân của nguyên tử vàng có 79 ptoron, mỗi proton được tạo thành từ ba hạt quark, chiều rộng của hạt nhân nguyên tử vàng là khoảng 8 femto-met (1/8 triệu nano-met). Như vậy có thể thấy kích thước của hạt quark là vô cùng nhỏ, và preon nếu tồn tại thì chúng ta cũng chưa có đơn vị nào đủ nhỏ để đo kích thước của chúng.

Sự tồn tại và lý thuyết về hạt preon là rất quan trọng, vì từ đó có thể giúp mở ra cánh cửa cho hàng ngàn lý thuyết hạt mới. Ví dụ như giải thích sự khác biệt rất lớn giữa khối lượng và điện tích của các hạt từ electron đến các hạt quark, chứng minh sự tồn tại của vật chất tối và các hạt không thể quan sát ... và rất nhiều lý thuyết hạt khác.

7. Tachyon

Lý thuyết hạt tachyon là một hạt hạ nguyên tử có chuyển động nhanh hơn cả tốc độ ánh sáng, nếu nó tồn tại thì rảo cản tốc độ ánh sáng sẽ bị phá vỡ. Trên thực tế, nếu xem tốc độ ánh sáng là điểm trung tâm, thì các hạt cơ bản có tốc độ chuyển động vô cùng chậm, tỏng khi tachyon ở phía bên kia của rào cản có tốc độ chuyển động vô cùng nhanh.

Mối quan hệ tốc độ giữa hạt cơ bản và tachyon giống như sự đối xứng qua một tấm gương là tốc độ ánh sáng. Để hiểu một cách đơn giản, các hạt cơ bản muốn tăng tốc độ chuyển động, chúng cần được cung cấp năng lượng. Để có thể vượt qua rào cản tốc độ ánh sáng, năng lượng cần cung cấp là vô hạn. Ngược lại, đối với hạt tachyon, để giảm tốc độ chuyển động, chúng cũng cần cung cấp năng lượng, giống như sự hãm phanh. Và để giảm đến tốc độ ánh sáng, năng lượng cần cung cấp cũng là vô hạn. Nhưng khi hạt tachyon tăng tốc độ di chuyển, năng lượng cần cung cấp giảm đi, cho đến khi nó không cần năng lượng để hãm chuyển động, tốc độ của nó là vô hạn.

8. String (lý thuyết dây)

Các hạt từ sơ cấp đến cao cấp đều là một chất điểm trong không gian, tuy nhiên lý thuyết dây (string) cho rằng các hạt không thực sự là một chất điểm mà chúng là một chuỗi với một chiều không gian. Lý thuyết dây là một thuyết hấp dẫn lượng tử, được xây dựng với mục đích thống nhất tất cả các hạt cơ bản cùng các lực cơ bản của tự nhiên, ngay cả lực hấp dẫn. Chuỗi có thể thay thế preon và là thành phần xây dựng nên các quark, ở cấp độ hạt cao hơn vẫn giữ nguyên tính chất.

Chuỗi có thể tạo thành bất cứ yếu tố nào giựa trên cách tổ chức của nó. Nếu là một chuỗi mở, nó sẽ tạo thành một photon. Nếu một chuỗi tự kết nối tạo thành một vòng, nó có thể tạo thành graviton.

Các nhà vật lý lý thuyết hiện đại đặt rất nhiều hy vọng vào lý thuyết này vì nó có thể giải quyết được những câu hỏi như tính đối xứng của tự nhiên, hiệu ứng lượng tử tại các lỗ đen (black hole), cũng như tại cácđiểm kỳ dị, sự tồn tại và phá vỡ siêu đối xứng... Nó đồng thời cũng mở ra những tia sáng mới cho cơ học lượng tử, không gian và thời gian. Trong lý thuyết dây, tất cả các lực và các hạt được miêu tả theo một lối hình học phong nhã, như ước mơ của Einstein về việc thiết lập vạn vật từ khung hình học của không-thời gian. Và đặc biệt lý thuyết dây sẽ góp phần chứng minh sự tồn tại của các chiều không gian khác.

9. Brane (lý thuyết màng)

Brane, thuyết M hay còn gọi là lý thuyết màng là sự mở rộng từ lý thuyết dây, theo đó các hạt có thể bao gồm nhiều chiều kích thước. Nếu là một M-0 hạt là một chất điểm tương tự như hạt quark, nếu là M-1 sẽ có dạng chuỗi, M-2 sẽ có dạng tấm phẳng. Cứ như vậy cấp càng cao thì càng có nhiều chiều kích thước, dấn đến vũ trụ là một không gian đa chiều mà chúng ta chỉ là một phần nhỏ trong đó.

Ngoại suy rộng hơn, có bao nhiêu chiều kích thước của một màng sẽ có bấy nhiêu chiều không gian trong vũ trụ. Nếu có vô hạn màng sẽ dẫn đến không gian vô hạn, từ đó hình thành lý thuyết đa vũ trụ và tuần hoàn. Lý thuyết tuần hoàn cho rằng, vũ trụ sinh ra có chu kỳ của nó, bắt đầu từ vụ nổ Big Bang, sau đó lực hấp dẫn kéo mọi thử trở lại tâm vụ nổ Big Crunch. Năng lượng nén với khối lượng vật chất khổng lồ tiếp tục tạo ra một vụ nổ Big Bang khác và vũ trụ bước vào chu kỳ tiếp theo của nó.

10. Higg (hạt của Chúa)

Hạt Higgs được gọi là "hạt của Chúa" nguyên nhân bắt nguồn từ tiếng Anh. Ban đầu hạt Higgs được gọi là "goddamn particle" tạm dịch là "hạt mắc dịch" vì nó quá khó tìm ra. Sau này được sửa lái đi một chút thành "god particle" vì lí do liên quan đến ngôn từ. Việc này dẫn đến việc nhiều người không hiểu dễ bị nhầm tưởng "god particle" có liên quan đến Chúa và do vậy liên quan đến lĩnh vực tôn giáo. Sự nhầm lẫn này càng đi xa hơn khi "god particle" được dịch một cách máy móc sang các ngôn ngữ khác, khiến cho nhiều người còn "chém gió" là do tầm quan trọng của nó nên gọi là hạt của Chúa. Hạt higg đã được tìm thấy vào tháng 3 năm 2013 nhờ có máy gia tốc hạt khổng lồ Large Hadron Collider.

Giả thuyết từ những năm 1960 cho rằng hạt Higg là nguồn cung cấp khối lượng cho các hạt cơ bản. Hạt Higg được tạo ra từ trường lượng tử giả thiết phổ biến, hay còn gọi là trường Higg có khả năng cung cấp động lượng cần thiết để các hạt có được khối lượng của chúng. Việc chứng minh được sự tồn tại của hạt Higg là vô cùng quan trọng vì nó chứng tỏ sự tồn tại của trường Higg và giải thích các nguồn năng lượng bên trong nó.

Mặc dù chưa có những chứng cứ chính xác để xác thực các lý thuyết hạt trên, tuy nhiên ai dám khẳng định là chúng không tồn tại. Những lý thuyết về hạt strangelets, graviton, lý thuyết dây hay lý thuyết màng có thể sẽ làm thay đổi tất cả những hiểu biết của chúng ta về cuộc sống và vũ trụ, đưa chúng ta đến gần hơn với bản chất của thế giới mà chúng ta đang sống.

Tham khảo: listverse, wiki

 

[luong1812001]

Đã tìm ra lực thứ 5 cấu tạo nên vũ trụ

Toàn bộ những gì xảy xung quanh chúng ta đều do 4 lực cơ bản cấu tạo nên, thế nhưng đó chưa phải là tất cả lực tạo nên vũ trụ này!
Trong lịch sử khoa học, chúng ta mới chỉ khám phá ra 4 thành tố cơ bản của lực tự nhiên tạo nên vũ trụ, nhưng điều đó không làm các nhà khoa học hài lòng. Họ tin rằng có lực thứ 5 bí ẩn và luôn kiếm tìm nó.

4 lực cơ bản của tự nhiên đã biết

4 lực cơ bản. Ảnh Internet.

Thế giới xung quanh chúng ta vận động và phát triển không ngừng, thế nhưng dù phức tạp như thế nào thì cũng chỉ 4 loại lực cơ bản tạo nên vũ trụ.

1. Lực hấp dẫn

Lực hấp dẫn ngự trị trong thế giới vĩ mô và được Newton phát hiện ra khi ngồi dưới gốc táo ở thế kỷ 17, đây là lực tạo nên chất "keo dính" của toàn bộ vũ trụ.

Nó hút các vật này về phía các vật khác. Nó giữ cho chúng ta ở trên mặt đất, giữ cho mặt Trăng quay quanh Trái Đất; các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời, giữ cho các ngôi sao ở trong thiên hà và các thiên hà trong các đám thiên hà.

Sẽ ra sao nếu không có lực hấp dẫn, mọi thứ sẽ trôi nổi vô định trong vũ trụ. Do đó đây là lực phổ biến nhất vũ trụ, mọi thứ đều bị lực hấp dẫn tác động, tuy nhiên đây cũng là lực yếu nhất trong 4 lực tự nhiên.

2. Lực Điện từ

Lực điện từ được nhà vật lý người Scotland là James Maxwell khám phá vào năm 1864.

Sức mạnh của lực điện từ làm cho một thanh nam châm dễ dàng hút được một chiếc đinh bất chấp lực hấp dẫn của toàn bộ khối lượng Trái Đất tác dụng lên nó, do đó lực điện từ mạnh hơn lực hấp dẫn.

Lực điện từ tạo nên các nguyên tử bằng cách buộc các electron (mang điện tích âm) vào các hạt nhân. Do đó nếu không có lực này, những hạt cơ bản nhất sẽ không thể liên kết và sẽ không có vật chất như ngày nay.

Lực này cũng không xuất hiện ở mọi vật chất trong vũ trụ như lực hấp dẫn, nó chỉ tương tác khi hạt mang điện tích (hoặc âm hoặc dương), còn những hạt không mang điện tích như photon (hạt ánh sáng) hay neutron thì không có lực điện từ.

Miền tác dụng của lực điện từ không chỉ ngừng lại trong thế giới nguyên tử. Nó can thiệp vào cả việc tạo ra những cấu trúc phức tạp hơn. Nó gắn các nguyên tử lại bằng cách buộc chúng phải chia sẻ các electron của mình để tạo nên các phân tử.

Lực hấp dẫn tác động toàn bộ vũ trụ. Ảnh minh họa.

Chính điều này tạo nên các phân tử phức tạp hơn hay nói cách khác tạo nên toàn bộ vũ trụ, nếu lực hấp dẫn phụ thuộc và tác động lên khối lượng vật thì lực điện từ lại chịu sự chi phối của điện tích mà vật đó mang.

Mặt khác phạm vi tác động của lực điện từ nhỏ hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn, lực điện từ chỉ có phạm vi trong cấp độ nguyên tử, phân tử, (vi mô)... còn lực hấp dẫn là lực của toàn bộ vũ trụ (vĩ mô).

Đây chính là điểm khác nhau của 2 loại lực cùng mang tính kết nối vũ trụ này.

3. Lực "yếu"

Vào một đêm năm 1896, nhà vật lý người Pháp Henri Becquerel đã vô tình phát hiện sự phân rã nguyên tử và khám phá ra lực yếu này.

Vật chất nói chung không phải là bất tử, nếu đi tới tận cùng cấp độ nhỏ hơn nguyên tử, chúng ta sẽ thấy rằng có rất ít hạt sơ cấp trong hàng trăm hạt sơ cấp là "bất tử" (bền).

Còn lại đa số đều là hạt không bền, dễ bị phân rã thành các hạt bền nhỏ hơn. Lực điều khiển phân rã và biến hóa này là lực có biệt danh là "yếu".

Bí ẩn về 80 % còn lại của vũ trụ sẽ được giải đáp. Ảnh minh họa

Mặc dù vẫn lớn hơn lực hấp dẫn nhiều, nhưng lực này yếu hơn lực điện từ tới 1000 lần. Miền tác dụng của nó cũng rất nhỏ. Nó chỉ có sức mạnh trong thế giới nguyên tử.

4. Lực mạnh

Các hạt nhân nguyên tử là tập hợp của các hạt proton và neutron. Tất cả các proton đều mang cùng một điện tích dương, do đó lực điện từ khiến chúng đẩy xa nhau (cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút). Vậy lý do gì chúng vẫn có thể tồn tại trong nhân nguyên tử?

Đó chính là do lực mạnh, lực mạnh nhất trong 4 lực tự nhiên (Nó mạnh hơn lực điện từ tới 100 lần). Tuy nhiên phạm vi của nó cũng rất hẹp, chỉ trong phạm vi mà lực yếu tác dụng.

Phát hiện mới nhất về sự tồn tại của lực thứ 5

"Siêu lực" thứ 5 là gì? Ảnh minh họa.

Tưởng chừng chúng ta đã khám phá ra đầy đủ những lực tạo nên vũ trụ khi đi sâu tới tận cấp độ nhỏ hơn nguyên tử (hạt sơ cấp). Thế nhưng những hạt nhỏ hơn vẫn được khám phá (như hạt Quark). Điều này cho phép các nhà khoa học tin rằng:

Vẫn có thể có những cấp độ nhỏ hơn mà chúng ta chưa khám phá ra, và do đó còn những lực bí ẩn chi phối cái thể giới siêu vi mô này.

Mới đây, các nhà vật lý của Hungary (đứng đầu là nhà vật lý Attila Krasznahorkay) nghĩ rằng họ đã tìm ra được bằng chứng tồn tại của nó. Một nhóm các nhà vật lý tại Viện Khoa học Hungary đã tiến hành thử nghiệm bắn các proton vào đồng vị lithium-7.

Kết quả là họ thu được một loại hạt boson mới siêu nhẹ, với trọng lượng chỉ bằng 1/34 lần một electron (mà như chúng ta biết các electron gần như không có trọng lượng).

Một nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học California, Irvine đã công bố phân tích của họ về thử nghiệm này.

Hạt photon tối hay hạt boson. Ảnh minh họa.

Theo đó, họ phát hiện ra lực bí ẩn thứ 5 mà hạt boson mang theo, không những thế phát hiện này còn lý giải 80 % bí ẩn còn lại của vũ trụ: Vật chất tối và năng lượng tối.

Vì nhiều nhà khoa học tin rằng loại hạt boson mới được phát hiện này có thể chính là "photon tối", (là hạt đối lập với photon sáng đã biết).

Phát hiện này có thể là bước đột phá trong khoa học tự nhiên nói chung cũng như vật lý nói riêng, nếu chứng minh được lực thứ 5 bí ẩn này, Câu hỏi lớn nhất về vũ trụ có thể được giải đáp và chúng ta sẽ vén được màn đêm dày đặc bên ngoài vũ trụ kia.

Nguồn: Internet và techinsider

 

[luong1812001]

Bom phản vật chất - vũ khí hủy diệt giá triệu tỷ USD
Phản vật chất là một loại vũ khí chết người, rất mạnh và không thể ngăn cản, tuy nhiên, theo các nhà khoa học thì chưa có công nghệ để biến phản vật chất thành vũ khí.

Mô phỏng vụ nổ bom phản vật chất. Đồ họa: Keson

Trong tiểu thuyết "Thiên thần và Ác quỷ" của Dan Brown, một quả bom chỉ chứa một phần tư gam phản vật chất đe dọa xóa sổ cả Tòa thánh Vatican. Tuy nhiên, theo Rolf Landua, một nhà vật lý tại Tổ chức nghiên cứu hạt nhân Châu Âu (CERN) thì viễn cảnh đó không thể thành hiện thực trong tương lai gần.

"Tổng khối lượng phản vật chất chúng tôi làm ra trong 30 năm tại CERN là khoảng 10 phần tỷ gam. Vụ nổ do nó gây ra trên đầu ngón tay bạn không nguy hiểm hơn việc bật một que diêm", ông nói.

Phản vật chất được cấu tạo từ những phản hạt cơ bản như phản hạt electron, phản hạt nơtron,... Theo lý thuyết, nếu phản vật chất gặp vật chất thì sẽ nổ tung, giải phóng năng lượng cực lớn. Năm 2002, CERN lần đầu tiên tạo ra phản nguyên tử hydro từ phản proton và positron trong môi trường nhiệt độ sát điểm 0 tuyệt đối (-273 độ C). Ở nhiệt độ cao, các phản nguyên tử sẽ kết hợp với các nguyên tử của môi trường và biến mất ngay lập tức.

Ngay cả khi các nhà vật lý tạo ra đủ phản vật chất để chế tạo một quả bom, chi phí cũng sẽ vô cùng lớn.

"Một gam phản vật chất có thể có giá lên tới một triệu tỷ USD", theo Landua. Thời gian cũng là một vấn đề lớn. Theo Frank Close, một nhà vật lý hạt thuộc Đại học Oxford, cần tới 10 tỷ năm để tạo ra đủ lượng phản vật chất cho quả bom mà Dan Brown đề cập.

"Chỉ có một cách chế tạo bom phản vật chất, đó là tìm ra lượng phản vật chất mà tự nhiên đã tạo ra trong 15 tỷ năm qua. Nếu không, với tiến độ mỗi lần tạo ra một nguyên tử phản vật chất, năng lượng tiêu tốn sẽ lớn gấp hàng tỷ lần năng lượng thu được", Landua nói.

Các nhà khoa học hiện đang nghiên cứu cách sử dụng phản vật chất cho mục đích hòa bình. Năm 2007, lần đầu tiên các phân tử được tạo thành bởi nhiều nguyên tử positronium (nguyên tử cấu tạo từ một electron và một positron) được tạo ra thành công, bởi hai nhà vật lý David Cassidy và Allen Mills, Đại học California. Positronium sẽ rất nhanh chóng tự triệt tiêu, biến thành tia gamma năng lượng cao. Do đó, nếu có nhiều positronium, có thể tạo ra một chùm laser gamma công suất vô cùng lớn, sử dụng để chụp ảnh các vật thể nhỏ cỡ hạt nhân nguyên tử hoặc kích hoạt lò phản ứng nhiệt hạch.

 

[luong1812001]

"Cầm tù" được phản vật chất trong 1.000 giây
(TT&VH) - 16 phút không phải là khoảng thời gian quá dài. Nó đủ để bạn nhâm nhi một cốc trà nóng hoặc chạy bộ chừng 3 cây số. Nhưng nếu trong 16 phút đó bạn cầm tù được vài hạt phản vật chất, bạn sẽ có cơ hội để tìm hiểu về sự phát sinh của vũ trụ.
Thành tích "cầm tù"phản vật chất tới 16 phút thực tế đã được các nhà khoa học ở Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử Châu Âu (CERN) lập nên vào cuối tuần trước.
Ghi thành tích trong 1.000 giây
Trong hoạt động thử nghiệm, họ đã nỗ lực giữ các phản hạt hydro, phản vật chất của nguyên tử hydro, trong khoảng thời gian kỷ lục 1.000 giây, tương đương với 16 phút và 40 giây. Thành tích trước đó của họ chỉ là 172 miligiây, tức bằng 1/5 của một giây.
Đây là thành tựu đột phá rất đáng chú ý, nhưng sẽ khó lòng khiến ai đó há hốc mồm ngạc nhiên, nếu họ không được đào tạo chuyên sâu về vật lý.

Hình ảnh cho thấy các phản hydro nằm trong vòng tròn, không bị mắc lưới
từ trường Alpha đang tiêu hủy khi tiếp xúc với hydro vật chất

Để hiểu về thành tựu này, chúng ta phải biết vật chất và phản vật chất là gì. Người ta biết rằng vũ trụ được tạo nên từ các hạt dưới nguyên tử (hạ nguyên tử) như electron, proton và neutron. Các nhà vật lý nghiên cứu và thấy rằng mọi hạt vật chất đều có một phản vật chất đồng hành với nó. Năm 1955, các nhà nghiên cứu ở Đại học California đã lần đầu nhận diện được phản neutron và phản proton.
Nhưng nghiên cứu các phản vật chất này không dễ dàng. Khi phản vật chất xuất hiện, nó lập tức va chạm với vật chất và tiêu hủy nhau trong thời gian rất ngắn, qua đó giải phóng năng lượng lớn. Cách duy nhất để "cầm tù" phản vật chất là giữ nó lại trong một lưới từ trường, không cho nó tiếp xúc với vật chất.
Đã có thể bắt đầu nghiên cứu phản hạt hydro
Tháng 12 năm ngoái, nhóm nghiên cứu phản vật chất mang tên Alpha ở CERN đã thành công trong việc tạo ra một chiếc lưới từ trường và dùng nó để tóm lấy các phản hydro, với thành phần gồm một hạt positron và một phản proton.
Phương thức của họ là tạo ra phản hạt hydro trong điều kiện nhiệt độ rất thấp, gần độ 0 tuyệt đối (-273 độ C). Tại nhiệt độ này, phản hạt hình thành các đặc tính giống những nam châm siêu nhỏ và chúng sẽ gần như đứng yên để người ta “bắt lấy” và giữ lại trong các lưới từ trường, hình thành từ những nam châm siêu dẫn cực mạnh.
Đây là một thành tích tuyệt vời về mặt kỹ thuật, nhưng lại kéo dài không lâu. Các nhà khoa học chỉ giữ lại phản hạt trong 172 miligiây là phải ngắt lưới từ trường, để chúng va chạm với hạt hydro và sinh ra năng lượng.

Hệ thống lưới từ trường Alpha đã giúp giữ lại phản hạt hydro trong thời gian lâu kỷ lục

Thành tích mới nhất, vì thế có thể coi là một bước tiến đột phá. "1.000 giây là thời gian đủ lâu để bắt đầu nghiên cứu phản hạt hydro, dù chúng tôi mới chỉ tóm được một lượng rất nhỏ các phản hạt này" - giáo sư Jeffrey Hangst, phát ngôn viên của đội Alpha giải thích.
Các nhà khoa học tin rằng thông qua việc nghiên cứu phản vật chất, họ có thể lý giải sự hình thành và tồn tại của vũ trụ. Cách nay 13,7 tỉ năm, vũ trụ đã hình thành sau vụ nổ Big Bang và nó bao gồm một nửa vật chất và nửa phản vật chất đồng đều với nhau về mặt số lượng. Theo lý thuyết, cả hai phải lao vào tiêu diệt lẫn nhau. Nhưng chuyện đã không diễn ra như vậy và vật chất vẫn còn trong khi phản vật chất dường như đã biến mất một cách bí ẩn.
Phản vật chất sẽ hủy diệt trái đất?
Thành tích của CERN đã làm một bộ phận dư luận lo lắng. Họ chỉ ra rằng trong cuốn "Thiên thần và Ác quỷ" của nhà văn Dan Brown, các nhà khoa học đã dùng phản vật chất để tạo nên vũ khí có thể hủy diệt Trái đất.
"Hãy dừng mọi chuyện lại ở đây, bởi những gì diễn ra tiếp theo sẽ chẳng tốt đẹp hơn đâu" - Dave Ross, một người dẫn chương trình đối thoại trên kênh phát thanh KIRO-FM, Seattle, Mỹ, đánh giá - "Phản vật chất tạo ra sẽ làm rách bức màn vũ trụ".
Tuy nhiên Clara Moskowitz, một biên tập viên cao cấp của trang tin khoa học Live Science đã bác bỏ thông tin của Ross. "Trong lịch sử nhân loại, chúng ta mới chỉ tạo ra được một lượng vô cùng nhỏ phản vật chất và nếu để chúng tiếp xúc với vật chất, ta cũng chỉ thu được năng lượng đủ lớn để đun một ấm nước pha chè, không đủ để làm nổ thứ gì cả" - bà nói.
Bà cũng chỉ ra rằng phản vật chất hiện chỉ có thể nghiên cứu trong môi trường của các máy gia tốc hạt như LHC ở CERN bởi tại các môi trường khác, nó sẽ lập tức tiêu hủy do tiếp xúc với vật chất. Theo bà, việc nghiên cứu các phản vật chất có thể trả lời những câu hỏi hết sức quan trọng như vì sao chúng ta lại sống trong một thế giới vật chất, thay vì thế giới phản vật chất, liệu tỉ lệ của vật chất và phản vật chất trong vũ trụ có cân bằng hay không. Những nghiên cứu này rất quan trọng và hoàn toàn không gây hại tới sự tồn vong của nhân loại. "Tôi nghĩ người ta nên dẹp bỏ nỗi sợ hãi của mình" - Moskowitz nói - "Chẳng có gì phải lo lắng trong việc nghiên cứu phản vật chất".

 

[luong1812001]

Khám phá bí ẩn về những hố đen kỳ lạ nhất vũ trụ
Hố đen (lỗ đen hay hốc đen) là một trong bí ẩn lớn nhất của vũ trụ mà cho tới nay các nhà khoa học vẫn chưa tìm được câu trả lời. Hố đen quay nhanh nhất, hố đen sáng nhất, hố đen "ăn thịt lẫn nhau"... là những hố đen tiêu biểu kỳ lạ nhất trong vũ trụ.

Hố đen là một vùng trong không gian có trường hấp dẫn lớn đến mức lực hấp dẫn của nó không để cho bất cứ một dạng vật chất nào - kể cả ánh sáng có thể thoát ra khỏi mặt biên của nó (chân trời sự kiện). Hố đen tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, từ những vật thể vũ trụ có khối lượng chỉ cỡ ngôi sao cho tới những“quái vật” có khối lượng siêu lớn nằm ở trung tâm của các dải thiên hà. Dưới đây là danh sách 10 trong số những hố đen tiêu biểu nhất.

Hố đen lớn nhất

Các hố đen nằm ở trung tâm các thiên hà có khối lượng lớn gấp hàng triệu thậm chí là hàng tỉ lần khối lượng của Mặt trời. Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra hố đen lớn nhất được biết đến cho tới nay ở hai thiên hà cận kề nhau.

Một trong số chúng được đặt tên là NGC 3842 - thiên hà sáng nhất trong cụmthiên hà Leo cách chúng ta khoảng 320 triệu năm ánh sáng, là nơi tồn tại của hố đen lớn có khối lượng gấp 9,7 tỉ lần khối lượng mặt trời. Thiên hà còn lại, NGC 4889, là thiên hà sáng nhất trong cụm thiên hà Coma, cách chúng ta 335 triệu năm ánh sáng, có chứa một hố đen có khối lượng xấp xỉ hố đen trong thiên hà NGC 3842. Tầng ngoài cùng của hố đen hay còn gọi là “chân trời sự kiện” của hai hố đen này rộng gấp 5 lần khoảng cách từ Mặt trời tới sao Diêm Vương và chúng nặng gấp 2500 lần hố đen nằm ở trung tâm dải thiên hà Milky Way có tầng ngoài cùng chỉ bằng một phần năm quỹ đạo của sao Thủy.

Hố đen nhỏ nhất

Hố đen nhỏ nhất được con người biết đến cho nay là trời có tên khoa học là IGR J17091-3624, có khối lượng bằng khoảng 1 phần ba khối lượng Mặt trời - gần chạm tới giới hạn trên lý thuyết để một hố đen có thể tồn tại ổn định. Tuy nhỏ bé nhưng chúng cực kì dữ dội, khi sức gió có thể đạt tới 20 triệu mph- nhanh gấp 10 lần tốc độ từ hố đen có khối lượng ngôi sao mà con người đã quan sát được cho tới nay.

Hố đen “ăn” lẫn nhau

Hố đen hút tất cả thứ gì “chẳng may” tới gần chúng, và việc hố đen nuốt chửng hố đen khác cũng chẳng phải ngoại lệ. Các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra hố đen to lớn bất thường ở trung tâm dải một dải thiên hà bị hố đen lớn hơn ở thiên hà khác “tiêu diệt”.

Khám phá này mới chỉ là trường hợp đầu tiên. Các nhà thiên văn học đã từng chứng kiến những giai đoạn cuối cùng khi các thiên hà có khối lượng tương đương hợp nhất nhưng sự hợp nhất giữa những thiên hà với thiên hà đồng hành nhỏ hơn vẫn hoài lẩn tránh các nhà khoa học. Sử dụng đài quan sát Chandra X ray của NASA, các nhà khoa học đã phát hiện 2 hố đen nằm ở trung tâm thiên hà NGC 3393, với một hố đen lớn gấp 30 khối lượng Mặt trời và hố đen còn lại có khối lượng ít nhất là lớn gấp 1 triệu lần khối lượng Mặt trời.

Hố đen phụt “đạn”

Hố đen nổi tiếng với khả năng hút mọi thứ nhưng các nhà khoa học còn phát hiện ra rằng chúng cũng có thể phụt ra vật chất . Các quan sát đối với hố đen H1743-322 lớn gấp 5 đến 10 lần khối lượng Mặt trời nằm cách chúng ta 28000 năm ánh sáng, đã hé lộ rằng nó có thể hút vật chất khỏi ngôi sao gần đó rồi bắn những "viên đạn" khí ra ngoài với tốc độ gần bằng 1/4 vận tốc ánh sáng.

Hố đen lớn tuổi nhất

Hố đen lớn tuổi nhất, là ULAS J1120+0641, được sinh ra từ 770 triệu năm sau khivụ nổ Big Bang tạo ra thiên hà của chúng ta. Hố đen này nặng gấp 2 tỉ lần Mặt trời. Nhưng làm thế nào mà hố đen lại trở nên vô cùng lớn như vậy ngay sau vụ nổ Big bang vẫn là bí ẩn đối với giới khoa học.

Hố đen sáng nhất

Dù lực hút trọng trường từ các hố đen đến nỗi ánh sáng không thể thoát ra được, chúng cũng tạo nên các quasar - các vật thể sáng nhất, mạnh mẽ và tích cực vận động nhất trong thiên hà. Khi các hố đen siêu lớn nằm ở trung tâm thiên hà chúng hút khí và bụi ở xung quanh và phun ra một lượng năng lượng khổng lồ. Quasar sáng nhất chúng ta có thể quan sát được là 3C 273, cách chúng ta 3 tỉ năm ánh sáng.

Hố đen “lang bạt”

Khi các thiên hà va chạm, hố đen có thể thoát ra khỏi nơi xảy ra va chạm và du hành lang thang trong vũ trụ. Hố đen như vậy đầu tiên được biết tới làSDSSJ0927+2943, nặng xấp xỉ 600 triệu lần mặt trời và di chuyển trong không gian với tốc độ 5.9 triệu mph. Có tới hàng trăm hố đen đang lang thang khắpthiên hà Milky Way.

Hố đen khối lượng trung bình

Các nhà khoa học từ lâu đã đề xuất rằng hố đen có 3 kích cỡ là nhỏ, trung bình, và lớn. Một cách tương đối, các hố đen nhỏ có thể nặng gấp vài mặt trời là chuyện bình thường, trong khi những hố đen siêu lớn nặng gấp hàng triệu cho tới hàng tỉ lần mặt trời được cho nằm ở ở trung tâm các thiên hà.

Tuy nhiên, các hố đen có khối lượng trung bình vẫn lẫn tránh các nhà khoa học suốt nhiều năm qua. Mãi gần đây, họ mới phát hiện ra một hố đen khối lượng trung bình, HLX-1 lớn gấp 20000 lần mặt trời và cách Trái Đất 290 triệu năm ánh sáng. Các hố đen kích cỡ trung bình là nền tảng để hình thành các siêu hố đen, vì vậy nghiên cứu chúng sẽ giúp chúng ta hiểu thêm về sự hình thành và phát triển của những con quái vật của vũ trụ cũng như các thiên hà.

Hố đen tự quay nhanh nhất

Hố đen có thể tự quay với tốc độ đáng kinh ngạc. Hố đen GRS 1915 +105, trongchòm sao Aquila cách Trái đất khoảng 35.000 năm ánh sáng, quay hơn 950 lần mỗi giây. Bất cứ thứ gì lọt vào bề mặt của hố đen còn gọi là chân trời sự kiện có thể quay với tốc độ 333 triệu mph, tức gần bằng một nửa tốc độ ánh sáng.

Mô phỏng hố đen

Các hố đen cách quá xa Trái Đất, làm cho việc thu thập thông tin để tìm hiểu bí ẩn về chúng trở nên vô cùng khó khăn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu hiện đang tái tạo lại các tính chất bí ẩn của lỗ đen trên mặt bàn. Ví dụ, các hố đen có lực hấp dẫn quá mạnh đến nỗi không gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra sau khi rơi xuống qua một biên giới được gọi là chân trời sự kiện. Các nhà khoa học đã tạo ra một chân trời sự kiện nhân tạo trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng sợi quang học. Họ cũng đã tái tạo cái gọi là bức xạ Hawking để thoát khỏi lỗ đen.

Cập nhật: 03/03/2016Theo Genk

 

[luong1812001]

Có thể phá hủy một hố đen vũ trụ?
Hố đen vũ trụ là một vật thể có sức mạnh lớn nhất trong vũ trụ, nó có thể dễ dàng nuốt chửng những ngôi sao khổng lồ và thậm chí ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi. Vậy liệu có một sức mạnh nào có thể phá hủy và tiêu diệt được một hố đen?
Làm thế nào để phá hủy một hố đen vũ trụ?
Đã có những ý tưởng điên rồ về việc sử dụng bom nguyên tử và thả vào bên trong của hố đen. Tuy nhiên tất cả những ý tưởng đó sẽ không bao giờ trở thành hiện thực. Do lực hấp dẫn của hố đen là rất lớn và càng vào bên trong thì lực hấp dẫn này càng lớn hơn gấp nhiều lần. Nó khiến cho bất kỳ một vật thể nào khi rơi vào hố đen cũng sẽ bị xé nát ngay lập tức dưới sự chệnh lệch về lực hấp dẫn ở trong và ngoài, hay còn gọi là lực thủy triều.

Do đó bất kỳ một vật thể nào đi vào bên trong hố đen cũng chỉ trở thành “thức ăn” cho nó, trước khi có thể đến được điểm kỳ dị ở tâm một hố đen. Ngay cả khi chúng ta có thể đưa một quả bom hạt nhân vào bên trong tâm của hố đen và cho phát nổ thì điều gì sẽ xảy ra?

Về cơ bản thì tâm của hố đen có lượng vật chất rất lớn, nhưng tất cả đều là các mảnh vụn do quá trình sụp đổ của một ngôi sao và các vật chất mà hố đen “nuốt” từ bên ngoài. Chúng chịu một lực hấp dẫn rất lớn khiến cho khối lượng vật chất này co lại thành một điểm rất nhỏ. Nó giống như việc bạn vo tròn một nắm cát lại thành một quả cầu và cố nén nó lại.

Vậy khi quả bom hạt nhân phát nổ, sức mạnh của nó sẽ nhanh chóng bị triệt tiêu bởi lực hấp dẫn quá lớn. Nó có thể nghiền nát một phần lõi của hố đen, nhưng sau đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn thì các vật chất này tiếp tục bị hút vào và trở về trạng thái như cũ. Về cơ bản thì các vật chất đã bị nghiền nát rất nhỏ rồi, do đó việc tiếp tục bị nghiền nát bởi một quả bom hạt nhân cũng không thay đổi được điều gì.

Tuy nhiên có một cách có thể phá hủy được lõi của hố đen. Chúng ta biết rằng lõi của hố đen có khối lượng rất lớn với kích thước rất nhỏ, chính điều đó khiến cho lực hấp dẫn của nó vô cùng mạnh, mạnh hơn bất kỳ một lực nào mà chúng ta biết.

Do đó để tiêu diệt được hố đen, chúng ta cần tiêu diệt lực hấp dẫn tại tâm của nó. Để tiêu diệt được lực hấp dẫn ở tâm, chúng ta cần phá hủy phần lõi có khối lượng rất lớn của nó. Nó có nghĩa là chúng ta cần đặt một quả bom đặc biệt vào sâu bên trong phần lõi này và cho nó phát nổ để có thể phá hủy hoặc ít nhất là chia tách phần lõi này.

Vậy quả bom này phải có sức công phá như thế nào? Rất khó để tính toán chính xác khối lượng của một hố đen, tuy nhiên các nhà khoa học dựa trên tính toán lực hấp dẫn qua việc quan sát các luồng ánh sáng và khí bị hút bởi hố đen, thì khối lượng trung bình của một hố đen vào khoảng 10-50 triệu lần khối lượng Mặt Trời.

Có nghĩa là nó gấp 30-150 nghìn tỷ lần khối lượng Trái đất. Vậy quả bom của chúng ta phải có sức công phá bằng với sức công phá để phá hủy toàn bộ Trái đất và nhân lên 30-150 nghìn tỷ lần.

Tất nhiên những tính toán này chỉ mang tính tham khảo và việc đưa quả bom đó vào bên trong lõi của hố đen là nhiệm vụ bất khả thi. Vậy có cách nào khác “thực tế” hơn để tiêu diệt một hố đen hay không?

Câu trả lời là có và chìa khóa là phản vật chất. Hố đen là một nơi tập trung rất rất nhiều vật chất, do đó khi phản ứng với phản vật chất nó sẽ giống như một số âm cộng với một số dương để triệt tiêu lẫn nhau. Và nếu có thể tạo ra một lượng phản vật chất đủ lớn để tiêu diệt hố đen, chúng ta chỉ cần thả chúng ở gần miệng hố đen và để lực hấp dẫn tự hút nó vào bên trong, triệt tiêu mọi vật chất ở phần lõi.

Tuy nhiên câu chuyện của chúng ta vẫn chưa dừng lại ở đây, có nhiều vấn đề xung quanh việc sử dụng phản vật chất để triệt tiêu vật chất ở trung tâm của hố đen. Vấn đề đầu tiên là sẽ còn lại gì sau khi phản vật chất và vật chất triệt tiêu lẫn nhau?

Chúng không đơn giản là cứ thế mà biến mất, mà chúng sẽ chuyển đổi thành một dạng năng lượng tinh khiết. Giống như Einstein đã nói, khối lượng và năng lượng có sự liên hệ mật thiết với nhau. Bạn có thể biến khối lượng thành năng lượng và chuyển năng lượng vào trong khối lượng.

Và với khối lượng khổng lồ của một hố đen, nó sẽ tạo ra năng lượng khủng khiếp được giải phóng bằng một vụ nổ. Nó sẽ giống một quả bom phản vật chất khổng lồ trong vũ trụ mà sức mạnh của nó là không thể đo được.

Tuy nhiên chúng ta có thể làm suy yêu sức mạnh của một hố đen khổng lồ bằng cách này. Với một lượng phản vật chất nhỏ hơn, chúng ta có thể tạo ra một quả bom với sức mạnh đủ lớn để phá hủy phần lõi của hố đen. Giống như những gì chúng ta đã nói tới trong phần đầu bài viết.

Một lượng phản vật chất nhỏ hơn lượng cần thiết để tiêu diệt toàn bộ hố đen, nhưng đủ lớn để tạo ra một quả bom có sức phá hủy 30-150 nghìn tỷ lần khối lượng Trái đất. Nó là hoàn toàn có thể trở thành sự thật, vì sức mạnh của bom phản vật chất là vô cùng lớn.

Tất nhiên chi phí để tạo ra phản vật chất không hề rẻ chút nào. Theo NASA, một gram các hạt phản hydro có chi phí 62,5 nghìn tỷ USD. Nó là loại vật liệu đắt giá nhất trên Trái đất. Và để có thể tạo ra một quả bom phản vật chất đủ lớn, chắc chắn chúng ta sẽ cần đến một con số gấp nhiều lần ở trên.

Mặc dù các lý thuyết này có vẻ rất xa vời, nhưng nó là một cách thực tế giúp chúng ta có thể tiêu diệt được một hố đen. Liệu một ngày nào đó có một hố đen di chuyển gần đến hệ Mặt Trời, chúng ta sẽ cần hành động chứ không phải là ngồi chờ cái chết đến.

 

[luong1812001]

Các nhà khoa học đã tính toán được thời gian Mặt Trăng đụng Trái Đất
Có rất nhiều bộ phim khoa học viễn tưởng sẽ xuất hiện tình tiết "Sao Chổi đụng Trái Đất", tạo thành thiên tai mang tính hủy diệt. Có nhà thiên văn học từng nhiều lần dự đoán và cảnh cáo mọi người. Nhà khoa học hành tinh Barnes (Jason Barners) của trường đại học Idaho nước Mỹ sau nhiều năm nghiên cứu, tính toán được thời gian "Mặt Trăng đụng Trái Đất".

Theo tạp chí Forbes đưa tin, Barnes đã tính toán được sau 65 tỷ năm, Mặt Trăng và Trái Đất sẽ xảy ra va chạm. Barnes nói: "dựa trên những hiện tượng quản sát được hiện này cho thấy, trong thời điểm hiện tại Mặt Trăng với tốc độ 3.8cm mỗi năm, đi ra khỏi vòng quay quỹ đạo của Trái Đất. Sở dĩ tạo thành loại hiện tượng này, là vì tốc độ tự quay của Trái Đất đang gia tăng 2.3ms (một phần triệu giây) mỗi thế kỷ, chậm dần một cách từ từ".

Sau 65 tỷ năm, Mặt Trăng và Trái Đất sẽ xảy ra va chạm.

Thật ra, các nhà thiên văn học đã đưa ra cảnh báo, Mặt Trời sau 6 tỷ năm, có thể sẽ phình to ra thành "ngôi sao khổng lồ đỏ", thậm chí còn nuốt chửng những hành tinh ở gần Mặt Trời, như Sao Thủy và Sao Kim v.v., vì vậy có một số nhà khoa học cho rằng, Trái Đất và Mặt Trăng vào thời điểm đó cũng sẽ bị Mặt Trời nuốt trọn.

Barnes cho rằng, khoảng 6 tỷ năm sau, Mặt Trời sẽ phân hủy thành Sao Lùn Trắng, đồng thời nuốt chửng Trái Đất. Giả sự Trái Đất và Mặt Trăng có thể tồn tại đến ngày xảy ra va chạm nhau, thì Trái Đất của lúc đó, vì sự phân hủy của Mặt Trời, đã trở thành một "quả cầu tuyết" từ lâu rồi.

Nếu như tính toán của Barnes không sai, thì hệ thống Trái Đất - Mặt Trăng này trước tiên cần phải an toàn trải qua được trận biến cố của 6 tỷ năm sau, sau đó mới phải lo lắng đến vấn đề Mặt Trăng đụng vào Trái Đất.

Có rất nhiều dân mạng bình luận: "không cần đợi đến 6 tỷ năm sau thì nhân loại cũng tự hủy hoại Trái Đất rồi", "không biết tôi đã chết đi bao nhiêu lần rồi", "nhân loại có thể sống được thêm 5.000 năm tiếp theo không cũng còn là vấn đề, đều đã tự hủy diệt hết rồi."

 

[luong1812001]

Chứng minh loài người không đơn độc trong vũ trụ bằng toán học
Các nhà toán học vừa trả lời câu hỏi muôn thuở của con người là: Loài người chúng ta có đơn độc trong vũ trụ hay không?

Một trong những bí ẩn gây nhiều tranh cãi nhất của vũ trụ là có phải loài người là đơn độc hay không? Riêng trong dải Ngân Hà đã có tới hàng trăm tỷ hành tinh nhưng tại sao con người vẫn chưa tìm thấy bằng chứng xác thực về cuộc sống văn mình khác ngoài Trái Đất?

Hai nhà toán học Mỹ Adam Frank (Đại học Rochester) và Woodruff Sullivan (Đại học Washington) đã lập nên một phương trình tính xác suất tồn tại của các nền văn minh khác trong vũ trụ. Phương trình của họ dựa trên phương trình Drake - được viết bởi nhà thiên văn học và vật lý thiên văn Frank Drake vào năm 1961. Kết quả, họ nhận ra rằng, có rất ít khả năng loài người chúng ta là xã hội văn minh duy nhất. Có thể đã từng xuất hiện nhiều nền văn minh khác trong vũ trụ và sau đó chúng đã biến mất.

Với những thông tin mới do kính thiên văn hiện đại Kepler thu được, các tính toán của hai nhà toán học Frank và Sullivan được coi là chính xác hơn nhiều so với những tính toán trước kia.

Phương trình toán học của các nhà khoa học nhằm tìm xác suất tồn tại của một nền văn minh khác. (Nguồn: Cinet).

"Thay vì đặt câu hỏi có bao nhiêu nền văn minh có thể tồn tại trong vũ trụ, chúng tôi đặt ra nghi vấn rằng liệu chúng ta có phải là loài sinh vật duy nhất biết sử dụng công nghệ từng xuất hiện?" – ông Sullivan nói.

Ông cho rằng, việc tập trung trả lời cho câu hỏi này giúp loại bỏ sự không chắc chắn về sự ra đời của các nền văn minh và cho phép giải quyết câu hỏi mang tính khảo cổ về vũ trụ để có một tính toán chính xác hơn.

Hai nhà toán học tính toán rằng, nền văn minh của con người sẽ là duy nhất trong trường hợp xác suất tồn tại một nền văn minh trên một hành tinh (có thể sống được) là ít hơn 1/10 tỷ nghìn tỷ.

"Tỷ lệ này là vô cùng nhỏ. Đối với tôi, điều này hàm ý rằng, các loài thông minh khác rất có thể đã tiến hóa trước loài người chúng ta", nhà toán học Adam Frank nói.

Vậy tại sao chúng ta chưa tìm thấy "họ"? Các nhà khoa học giải thích, hoàn toàn có thể họ ở quá xa chúng ta và rằng những nền văn minh tiên tiến chỉ có thể tồn tại một thời gian rất ngắn.

Con người đã xuất hiện cách đây khoảng 200.000 năm và nền văn minh của chúng ta mới có khoảng 6.000 năm. Công nghệ truyền dẫn vô tuyến ra đời chưa đến 200 năm. Giả sử con người gửi một thông điệp đến một hành tinh khác cách chúng ta 100 năm ánh sáng, sẽ mất 200 năm để chúng ta nhận được câu trả lời (nếu có).

 

[luong1812001]

Stephen Hawking tiết lộ đường đi mới để đến các vũ trụ khác
Hố đen có thể là lối đi tắt đến những vũ trụ khác, và nếu đúng thì đây sẽ là một phát hiện mang tính bước ngoặt về ngành thiên văn vũ trụ.

Hố đen có thể nói là khu vực bí ẩn nhất trong vũ trụ, nơi được cho là sẽ nghiền nát mọi thứ rơi vào nó. Thế nhưng theo một nghiên cứu mới của Stephen Hawking - ông hoàng vật lý lý thuyết - hố đen có thể là lối đi dẫn đến một vũ trụ khác.

Cụ thể, giáo sư Hawking cùng Andrew Strominger - giáo sư vật lý tại ĐH Harvard, và Malcolm Perry - giáo sư vật lý lý thuyết tại ĐH Cambridge - cho rằng hố đen không đáng sợ như những gì chúng ta được biết từ trước đến nay.

Stephen Hawking - giáo sư vật lý lý thuyết nổi tiếng nhất hiện nay.

Trước kia, mọi thứ rơi vào hố đen được cho là sẽ bị hủy diệt vĩnh viễn. Nhưng vấn đề ở đây là kể cả khi bị hố đen nuốt mất, các vật thể đáng ra vẫn phải lưu lại thông tin trong vũ trụ, cho thấy rằng nó đã từng tồn tại. Thế nhưng khi rơi vào hố đen, các vật thể chỉ đơn giản là biến mất, không dấu vết, kể cả ánh sáng.

Đây là một nghịch lý tưởng như không thể xoá bỏ. Cho đến năm 2015, giáo sư Hawking cho rằng vật rơi vào hố đen có thể vẫn sẽ "chui ra" được ở một nơi khác. Ông chia sẻ: "Hố đen không phải là một nhà tù vĩnh cửu như chúng ta vẫn nghĩ. Nếu bị rơi vào hố đen, đừng bỏ cuộc. Sẽ có lối ra" .

Tất nhiên, lối ra ở đây sẽ không phải tại chính nơi chúng ra chui vào, mà sẽ ở một nơi khác - có thể là một vũ trụ khác.

Hố đen không phải là nơi kết thúc.

Theo giáo sư Hawking: "Điều này hoàn toàn có thể xảy ra. Miệng hố phải rất lớn, và nếu hố đen đang xoay nhanh, nó có thể dẫn đến một vũ trụ khác. Có điều bạn sẽ không thể quay lại vũ trụ cũ được nữa".

Giả thuyết của giáo sư Hawking đã giúp cho các giả thuyết cơ bản nhất về vũ trụ còn nguyên vẹn. Nguyên do là vì nếu như hố đen xoá được toàn bộ thông tin của vật thể, tức là nó có thể xóa được cả quá khứ, và điều này gây mâu thuẫn với lý thuyết vật lý hiện đại.

Trong khi đó, hố đen trên thực tế sẽ thải ra một dải sóng khi nuốt một vật gì đó. Dải sóng này chính là thứ lưu dấu lại thông tin quá khứ của vật thể, cho thấy rằng thông tin của vật sẽ không bị xoá bỏ, và vật có thể thoát ra khỏi hố đen tại một nơi khác.

 

[luong1812001]

Cách đưa chúng ta đi tới hệ sao khác cách Trái Đất 40.000 tỷ kilomet của Stephen Hawking
Stephen Hawking đang ủng hộ kế hoạch gửi tàu vũ trụ nhỏ chỉ bằng chiếc iPhone tới một hệ sao khác chỉ trong vòng một thế hệ.

Chúng sẽ di chuyển hàng nghìn tỉ dặm, xa hơn bất cứ tàu vũ trụ nào trước đó.

Một chương trình nghiên cứu 100 triệu USD để phát triển những "tàu vũ trụ" với kích thước của chip máy tính được đề xuất bởi tỉ phú Yuri Milner, sau đó nhận được ủng hộ bởi người sáng lập Facebook Mark Zuckerberg.

Du hành liên sao từ lâu đã là một giấc mơ của rất nhiều người, nhưng vẫn còn đó những rào cản công nghệ rõ rệt.

Cánh buồm mặt trời.

Nhưng Giáo sư Hawking đã nói với BBC News rằng giấc mơ đó có thể được thực hiện sớm hơn những gì ta nghĩ.

"Nếu ta muốn tồn tại như một giống loài, rõ ràng ta phải vươn tới những vì sao xa xôi hơn", ông nói.

Các nhà thiên văn học tin rằng vẫn có một cơ hội cho một hành tinh như Trái đất quay xung quanh một trong những ngôi sao [trong] hệ sao Alpha Centauri. Nhưng ta sẽ biết nhiều điều hơn thế trong hai thập kỷ tới từ những kinh thiên văn dưới mặt đất và trên vũ trụ.

"Sự phát triển công nghệ trong hai thập kỷ qua và tương lai sẽ khiến điều này thành hiện thực chỉ trong một thế hệ".

Giáo sư Hawking đang chống lưng cho một dự án từ Quỹ Đột phá của Milner, một tổ chức tư nhân tài trợ cho các nghiên cứu khoa học vốn bị những nhà tài trợ chính phủ cho rằng họ quá tham vọng.

Nhóm chuyên gia
Tổ chức này đã cùng một nhóm các chuyên gia khoa học đánh giá xem liệu việc phát triển một tàu vũ trụ có thể du hành tới những hệ sao khác chỉ trong một thế hệ và gửi lại thông tin là có khả thi hay không.

Hệ sao gần nhất cách chúng ta khoảng 40 nghìn tỉ km. Sử dụng công nghệ hiện nay sẽ mất khoảng 30.000 năm để tới được đó.

Nhóm chuyên gia kết luận rằng chỉ cần thêm một chút nghiên cứu và phát triển nữa, việc làm ra những tàu vũ trụ có thể giảm thời gian du hành xuống chỉ còn có 30 năm là hoàn toàn có thể.

"Thậm chí một vài năm trước tôi đã từng nói rằng du hành tới hệ sao khác với tốc độ như vậy là không tưởng", trích lời Tiến sĩ Pete Worden, người đang dẫn dẵt dự án này. Ông là chủ tịch của Quỹ Giải thưởng Đột phá và là cựu giám độc của Trung tâm nghiên cứu Ames của Nasa tại California.

Giáo sư Hawking nghĩ rằng du hành liên sao có thể chuyển mình từ giấc mơ thành hiện thực.

"Nhưng nhóm chuyên gia đã nhìn ra được một ý tưởng có thể khả thi chính bởi sự phát triển trong công nghệ".

Ý tưởng ở đây là việc giảm thiểu kích cỡ của tàu vũ trụ xuống chỉ bằng một con chip dùng trong những thiết bị điện tử. Hàng ngàn những tàu vũ trụ tí hon sẽ được phóng lên quỹ đạo Trái đất. Mỗi con tàu đều sẽ có một cánh buồm mặt trời.

Thứ này giống như một cánh buồm trên một con thuyền – nhưng được đẩy đi bằng ánh sáng chứ không phải bằng gió. Một tia laser khổng lồ từ Trái đất sẽ cung cấp lực đẩy mạnh mẽ, đưa chúng du hành và đạt tới tốc độ bằng 20% tốc độ ánh sáng.

Nghe có vẻ giống khoa học viễn tưởng nhưng Yuri Milner, người được cha mẹ đặt tên theo Yuri Gagarin, tin rằng về mặt kỹ thuật nó hoàn toàn khả thi để phát triển những tàu vũ trụ trên và đi tới những hệ sao khác chỉ trong vòng đời của chúng ta.

"Câu chuyện về nhân loại luôn là những bước nhảy vọt tuyệt vời", ông nói. "Năm mươi lăm năm trước, Yuri Gagarin đã trở thành con người đầu tiên bay lên vũ trụ. Giờ đây, chúng ta đang chuẩn bị cho bước nhảy vọt tiếp theo – tới những vì sao".

Công việc đầy thử thách
Vẫn có rất nhiều vấn đề cần phải vượt qua trước khi những tàu vũ trụ đầu tiên có khả năng du hành liên sao được dựng lên.

Chúng sẽ bao gồm những camera tí hon, thiết bị và cảm biến để có thể nhét vừa một con chip, phát triển một cánh buồm mặt trời đủ vững chắc để có thể chịu được một tia laser cực mạnh qua hàng phút và tìm ra cách để gửi được hình ảnh và thông tin của hệ sao mới tới Trái đất.

Giáo sư Sir Martin Sweeting, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vũ trụ Surrey và người đứng đầu của Surrey Satellite Technology tại Guildford, mong muốn được tham gia vào dự án này.

30 năm trước ông đã sáng lập ra một công ty khiến cho giá thành và kích cỡ của vệ tinh được giảm xuống.

"Rất nhiều điều mà chúng tôi đã làm trong thập kỷ 1980 được cho là rất lập dị nhưng giờ đây những vệ tinh nhỏ bé mới là thịnh hành. Dự án này (dự án tới hệ sao khác) hiện giờ cũng là một ý tưởng nghe có vẻ điên rồ nhưng công nghệ vẫn luôn phát triển và giờ đây nó không hề điên rồ chút nào, chỉ đơn giản là những khó khăn", ông nói.

Tàu Voyager 1 vẫn đang là vật thể do con người làm ra du hành quãng đường xa nhất từ Trái đất.

Giáo sư Andrew Coates của Phòng thí nghiệm Khoa học Không gian Mullard, vốn thuộc Đại học London, đồng ý rằng dự án này sẽ có những thử thách, nhưng không hề bất khả thi.

"Sẽ có những khó khăn rõ rệt để giải quyết những vấn đề như bức xạ vũ trụ và bụi từ ngoài môi trường, độ nhạy của thiết bị, tương tác của laser công suất cao với khí quyển Trái đất, độ ổn định của tàu và cung cấp năng lượng".

"Nhưng đây là một ý tưởng đáng xem xét để nhìn xem liệu ta thực sự có thể đi tới những hệ sao khác chỉ trong vòng đời của loài người".

Nhưng giáo sư Hawking tin rằng những gì từng là một giấc mơ viển vông có thể và bắt buộc phải trở thành hiện thực chỉ trong 30 năm.

"Chẳng có thứ gì đáng khao khát hơn những vì sao. Chẳng khôn ngoan chút nào khi giữ toàn bộ những quả trứng của chúng ta trong một chiếc giỏ mong manh", ông nói.

"Sự sống trên Trái Đất sẽ đối mặt với hiểm nguy từ những sự kiện thiên văn như tiểu hành tinh hay sao băng".

 

[luong1812001]

Bí ẩn của năng lượng tối
Hiện nay năng lượng tối là thành phần áp đảo trong vũ trụ (70% so với vật chất tối 25% và vật chất thông thường 5%), năng lượng tối đang làm vũ trụ dãn nở với gia tốc.

Song bản chất năng lượng tối là gì? Hiện nay chưa có câu trả lời duy nhất. Sau đây là bài viết về vấn đề này của hai tác giả Adam G.Riess (Đại học Johns Hopkins – giải Nobel Vật lý năm 2011 vì phát hiện sự dãn nở nhanh dần của vũ trụ) và Mario Livio (Hubble Space Telescope - tác giả cuốn sách nổi tiếng Brilliant Blunders: From Darwin to Einstein: Colossal Mistakes by Great Scientists) đăng trên tạp chí Scientific American, số tháng 3/2016.

Vì sao vũ trụ dãn nở với gia tốc? Sau hai thập kỷ, câu hỏi đó vẫn còn là bí ẩn mặc dầu cũng có vài điều đã được làm sáng tỏ hơn. Theo các nhà vật lý, vũ trụ dãn nở là vì tồn tại năng lượng tối. Song năng lượng tối là gì? Vì sao năng lượng tối quá nhỏ so với các lý thuyết về nó? Năng lượng tối có ảnh hưởng thế nào đến tương lai của vũ trụ? Và cuối cùng những đặc trưng về năng lượng tối của vũ trụ chúng ta có phải là ngẫu nhiên hay không? Nếu các đặc trưng đó quả là ngẫu nhiên thì điều đó có nghĩa là vũ trụ chúng ta chỉ là một trong nhiều vũ trụ khác với nhiều đặc trưng năng lượng tối khác nhau? Sau đây là ba giả thuyết chính nhằm trả lời các câu hỏi trên.

Năng lượng tối có ảnh hưởng thế nào đến tương lai của vũ trụ?

Ba giả thuyết về năng lượng tối1. Giả thuyết thứ nhất
Giả thuyết thứ nhất gắn liền với chân không của không gian. Trong chân không các cặp hạt ảo sinh và hủy nhau liên tục trong tíc tắc. Chân không chứa năng lượng và năng lượng giống như khối lượng tạo ra hấp dẫn, song khác với khối lượng, năng lượng tối có thể gây nên lực đẩy hoặc lực hút tùy theo áp suất là âm hay dương. Theo lý thuyết thì áp suất của năng lượng tối phải là âm và đó là nguồn gốc của hiện tượng dãn nở có gia tốc của vũ trụ.Ý tưởng trong giả thuyết này tương đương với ý tưởng về "hằng số vũ trụ λ - cosmological constant λ"của Einstein. Theo ý tưởng đó thì mật độ của năng lượng tối là constant (không thay đổi) theo không gian và thời gian.

Hình 1. Giả thuyết về hằng số vũ trụ.

Hiện nay khi người ta ước tính tổng năng lượng tối theo các trạng thái lượng tử của chân không toàn vũ trụ người ta thu được một trị số lớn hơn trị số quan sát được đến 120 bậc. Nếu đưa vào siêu đối xứng thì trị số lý thuyết vẫn còn cao hơn trị số quan sát đến 10 bậc. Do đó nếu giải thích năng lượng tối bằng năng lượng chân không thì tại sao năng lượng tối quan sát lại có trị số nhỏ đến như vậy?

Theo giả thuyết này thì vũ trụ sẽ dãn nở mãi làm cho các thiên hà sẽ càng tiến ra xa và trở nên càng khó quan sát được. Và ngay CMB (Cosmic Microwave Background - bức xạ nền vũ trụ) cũng sẽ trải rộng cho nên các bước sóng sẽ dần lớn hơn kích thước của vùng quan sát được và do đó chúng trở nên khó ghi đo được. Chúng ta may mắn ở vào thời đoạn khi còn ghi đo được CMB.

Năng lượng tối có trị số quan sát nhỏ. Các nhà vật lý đưa ra ý tưởng là trị số quan sát này là ngẫu nhiên trong số nhiều trị số thuộc về những vũ trụ khác của một đa vũ trụ. Steven Weinberg cho rằng chúng ta tồn tại vì chúng ta ở vào một vũ trụ với trị số năng lượng tối nhỏ thích hợp. Ý tưởng này được phát triển xa hơn bởi Alexander Vilenkin (Đại học Tuft), Martin Rees (Đại học Cambridge ), Mario Livio và được gọi là nguyên lý vị nhân (anthropic principle).

Vilenkin và Andrei Linde (Đại học Stanford) cho rằng lạm phát vũ trụ một khi đã xảy ra thì tiếp tục mãi và tạo ra nhiều bong bóng tách biệt nhau với nhiều đặc trưng và tính chất khác nhau. Giả thuyết đa vũ trụ cũng là hệ quả của Lý thuyết dây (LTD).

Raphael Rousso và Joseph Polchinski trong lý thuyết M (mở rộng của LTD) gợi ý rằng có đến 10500 vũ trụ với các đặc trưng khác nhau và thậm chí với số chiều khác nhau. Các tác giả bài viết này (Riess & Livio) còn cho rằng CMB có thể chứa nhiều nếp nhăn kết quả của sự va chạm của vũ trụ chúng ta với các vũ trụ khác.

2. Giả thuyết thứ hai
Giả thuyết thứ hai gắn liền với một "nguyên tố thứ năm - quintessence" tràn ngập vũ trụ và tạo nên lực đẩy. Các nhà vật lý đã quen với khái niệm dạng này – tương tự như trong điện động lực học hoặc trong hấp dẫn - đó là một trường. Nếu năng lượng tối là một trường thì trường đó biến đổi trong không gian và thời gian. Trong trường hợp này năng lượng tối có thể mạnh hơn hoặc yếu hơn hiện nay và có thể tác động lên vũ trụ khác nhau tại những thời điểm khác nhau. Như vậy năng lượng tối có thể có ảnh hưởng đến vũ trụ trong tương lai theo nhiều chiều hướng khác nhau.

Trong giả thuyết này các nhà lý thuyết giả định rằng cực tiểu của thế năng liên quan đến năng lượng tối là thấp vì thế nên chỉ một phần nhỏ năng lượng tối tràn ngoài không gian, ngoài ra họ còn giả định trường này tương tác rất ít với mọi vật khác (ngoại trừ sức đẩy hấp dẫn).

Hình 2. Giả thuyết năng lượng tối là một trường.

Hai phương án có thể xảy ra cho tương lai xa của vũ trụ: A-Vụ xe rách lớn (Big Rip), B-Vụ co lớn (Big Crunch).Trong giả thuyết này thì tương lai vũ trụ phụ thuộc vào sự biến thiên của trường giả định này: vũ trụ có thể tiến đến một Vụ Xé rách lớn (tiếng Anh là Big Rip)-mọi vật trong vũ trụ tách xa nhau như bị xé rách từng mảnh - hoặc ngừng dãn nở rồi tiến đến một Vụ Co lớn (tiếng Anh là Big Crunch) về một điểm như điểm thời Big Bang. Trong khả năng thứ nhất vũ trụ được gọi là rơi vào một cái chết lạnh.

3. Giả thuyết thứ ba
Trong giả thuyết thứ ba không tồn tại năng lượng tối nào hết. Hiện tượng dãn nở có gia tốc có thể gợi ý rằng lý thuyết Einstein không đầy đủ đối với những vùng rộng lớn của vũ trụ. Song hiện nay chưa có một lý thuyết nào hiệu chỉnh được lý thuyết Einstein ở những kích thước lớn trong vũ trụ.

Hình 3. Không có năng lượng tối nào hết. Cần hiệu chỉnh lý thuyết Einstein. Hãy tìm câu trả lời.

Con đường tốt nhất dẫn đến câu trả lời là đo tỷ số w = tỷ số áp suất trên mật độ - đó là một đặc trưng của cái gọi là phương trình thông số trạng thái (equation of state parameter). Nếu năng lượng tối là năng lượng chân không (hằng số vũ trụ) thì w = constant = -1.

Nếu năng lượng tối gắn liền với một trường biến đổi theo thời gian thì w ≠ - 1 và tiến triển theo lịch sử của vũ trụ.

Nếu là trường hợp cần thay đổi lý thuyết Einstein ở những kích thước lớn ta sẽ thấy sự mất tương hợp (inconsistency) trong trị số của w ở các vùng kích thước khác nhau của vũ trụ.

Bằng cách nghiên cứu sự hình thành và lớn lên của các cụm thiên hà, các nhà vật lý có thể hình dung được năng lượng tối đã biến thiên như thế nào tại các thời điểm của lịch sử vũ trụ. Dùng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn (gravitational lensing) chúng ta có thể biết được khối lượng các cụm thiên hà và khi nghiên cứu hiệu ứng đó ở nhiều khoảng cách ta có thể hình dung được sự lớn lên của các cụm thiên hà ở nhiều thời điểm.

Ta cũng có thể nghiên cứu tốc độ dãn nở của vũ trụ theo thời gian nhờ hiệu ứng lệch về phía đỏ (redshift) của các ánh sáng từ các thiên hà.

Hình 4. Mật độ năng lượng tối qua các thời kỳ.

Hiện nay phần lớn các dữ liệu quan sát cho trị số w = - 1 với sai số chừng 10 % và như thế dường như giả thuyết 1 về hằng số vũ trụ có vẻ là đúng trong hiện tại. Tác giả Riess với kính viễn vọng không gian Hubble đã nghiên cứu năng lượng tối ngược về quá khứ khoảng 10 tỷ năm (sử dụng các siêu tân tinh) và tìm thấy rằng không có biến thiên nào đặc biệt của w. Tuy nhiên gần đây một sự kết hợp giữa việc đo CMB (từ vệ tinh Planck) với các kết quả dùng thấu kính hấp dẫn lại cho thấy trị số w âm nhiều hơn là – 1. Nhiều kết quả khác cũng cho thấy, w có thay đổi. Song những kết quả sau này đều cần phải kiểm định lại.

Nhiều dự án đã bắt đầu như DES (Dark Energy Survey), LSST (Large Synoptic Survey Telescope), WFIRST-AFTA (Wide Field Infrared Survey Telescope-Astrophysics Focused Telescope Assets của NASA) được thực hiện nhằm tìm thêm độ chính xác của trị số w.

Ngoài ra hiện nay người ta cũng tiến hành nhiều thí nghiệm với hy vọng tìm những sai khác đối với lý thuyết Einstein (ở những kích thước lớn).

Vì thế, những năm tiếp theo sẽ là những năm bản lề về nghiên cứu năng lượng tối và người ta hy vọng điều đó đem lại nhiều câu trả lời cho bí ẩn năng lượng tối và từ đó hình dung được tương lai của vũ trụ.

 

[luong1812001]

Phát hiện hai hố đen đang sáp nhập trong vũ trụ
Những chuyển động của 2 thiên hà và 2 hố đen của chúng trong quá trình tiếp cận và sáp nhập này đang diễn ra theo đúng những dự b áo thiên tài của nhà khoa học Albert Eistein trong thuyết tương đối của ông.

Do sử dụng kính thiên văn X quang có độ nét cao của Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), các nhà thiên văn Đức và Mỹ đã phát hiện 1 hố đen siêu khổng lồ, gồm 2 hố đen ở 2 thiên hà khác nhau đang sáp nhập làm một, trong khu vực chùm thiên hà Abell 400 trong vũ trụ.

Với độ nét cao của thiết bị quan sát vũ trụ hiện đại này, các nhà thiên văn đã nhận biết 2 hố đen ở trung tâm 2 thiên hà đang trong quá trình tiếp cận và sáp nhập vào nhau. Hai hố đen này bị hút vào nhau bởi lực hấp dẫn nên quỹ đạo chuyển động của chúng trùng nhau.

Trong vài triệu năm tới, 2 thiên hà chứa 2 hố đen này sẽ hòa nhập hoàn toàn vào nhau. Hiện tại, quan sát từ Trái Đất, 2 hố đen đã tiến gần sát nhau và trông giống như một hố đen kép siêu khổng lồ. Khi sáp nhập hoàn toàn, chúng sẽ gây ra vụ nổ lớn và tung vào vũ trụ những lớp sóng hấp dẫn có độ sáng chói nhất trong vũ trụ.

Dự báo thiên tài của nhà khoa học Albert Eistein đang được chứng minh trong thực tế. (Ảnh: universe)

 

[luong1812001]

Sinh viên Đại học vượt mặt NASA, phóng thành công tên lửa với động cơ in 3D 100%
Chẳng phải chuyên gia, chính một nhóm sinh viên đại học Mỹ đã nã một cú đại bác cực mạnh vào NASA.
nhóm sinh viên tại Đại học California đã phóng thành công một tên lửa với động cơ được in hoàn toàn từ máy in 3D. Nhóm sinh viên đang theo học ngành Khám phá và Phát triển Không gian này tự hào tuyên bố là nhóm trường đại học đầu tiên đạt được thành tựu nói trên.

Động cơ sử dụng nhiên liệu đông lạnh kết hợp giữa oxy lỏng và dầu tinh chế.

Tên lửa của nhóm sinh viên có tên gọi Vulcan-1, dài 5,7 mét, đường kính 0,2 mét và có lực đẩy 340kg. Động cơ sử dụng nhiên liệu đông lạnh kết hợp giữa oxy lỏng và dầu tinh chế. Sau khi rời bệ phóng tên lửa đã di chuyển được khoảng 1.219 mét.

NASA đã nghiên cứu động cơ in 3D trong một thời gian dài. Mùa đông năm ngoái, họ đã tiến hành thử nghiệm một số linh kiện in 3D. Các công ty tư nhân nghiên cứu tên lửa cũng quan tâm tới các linh kiện tên lửa in 3D. Trong năm 2014, Falcon 9 của SpaceX ra mắt với một van in 3D. Nhưng đây là lần đầu tiên trong lịch sử một tên lửa được hoàn toàn tạo ra bằng các linh kiện in 3D bởi các sinh viên được phóng thành công.


Sinh viên chế tạo và phóng thành công tên lửa in 3D đầu tiên trên thế giới.

Tuy nhiên đây mới chỉ là bước khởi đầu, để phóng tên lửa vào không gian nhóm sinh viên còn rất nhiều việc cần làm.

 

[luong1812001]

10 sự thật hấp dẫn về lỗ đen
Bí ẩn về lỗ đen luôn là một trong những đề tài khiến các nhà khoa học, nghiên cứu đau đầu nhưng cũng ham thích nhất.

Một trong những bí ẩn về lỗ đen đã được giải đáp, có ba loại lỗ đen trong vũ trụ: Lỗ đen Stellar, loại lỗ đen nhỏ nhất, lỗ đen Intermediate, đây là lỗ đen cỡ vừa và cuối cùng là các lỗ đen Supermassive siêu lớn, có thể nuốt chửng Mặt trời của chúng ta không gặp bất cứ vấn đề gì. (Nguồn: Lolwot)

Sự xuất hiện của một lỗ đen không thể thực sự quan sát cũng giống như không có gì có thể thoát khỏi vòng xoáy lực hút của nó, lực hấp dẫn của nó là không thể tưởng tượng nổi. (Nguồn: Lolwot)

Trong năm 2015, các nhà khoa học đã phát hiện một âm thanh nhỏ trong không gian và kinh ngạc khi biết rằng tiếng kêu đó phát ra từ sự va chạm của hai lỗ đen, một bằng chứng cho thấy sự tồn tại của "sóng trọng lực". (Nguồn: Lolwot)

Càng tiến gần đến một lỗ đen, thời gian thực sự càng trôi chậm lại. Sở dĩ xảy ra hiện tượng thời gian giãn nở này là do ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Càng mạnh thì lực hấp dẫn, thời gian chậm trôi qua, lực hấp dẫn càng mạnh, thời gian càng trôi chậm. (Nguồn: Lolwot)

Các nhà khoa học tin rằng ở trung tâm của lỗ đen không gian bị bẻ cong và có những điểm kỳ dị tồn tại. Khi vật chất tiến vào sẽ bị nghiền thành những không gian nhỏ và dày đặc. (Nguồn: Lolwot)

Lỗ đen ở gần chúng ta nhất vẫn chưa được xác định rõ ràng vì chúng thực sự rất khó để xác định và phát hiện. Các nhà nghiên cứu tin rằng, lỗ đen gần chúng ta nhất nằm ở trung tâm của thiên hà Milky Way. (Nguồn: Lolwot)

Lỗ đen hút năng lượng từ môi trường xung quanh, nhưng Stephen Hawking đã chứng minh được rằng lỗ đen cũng phát ra năng lượng thông qua bức xạ xung quanh đường chân trời. (Nguồn: Lolwot)

Các nhà khoa học luôn không ngừng cố gắng để tạo ra một lỗ đen. Về mặt lý thuyết, chúng ta có thể tạo một một lỗ đen siêu nhỏ và vô hại. Nhưng đến nay, đó vẫn chỉ là lý thuyết mà thôi. (Nguồn: Lolwot)

Giống như nước, một lỗ đen sẽ bị bay hơi theo thời gian, có thể thời gian để một lỗ đen bốc hơi hết sẽ mất đến hàng triệu hoặc hàng tỷ năm nhưng nó vẫn bị bốc hơi, do bức xạ. (Nguồn: Lolwot)

Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn rơi vào một lỗ đen? Theo nhà vật lý thiên văn Sir Martin Rees, cơ thể bạn sẽ bị kéo dài ra không ngừng. Cuối cùng, đến vô tận, cơ thể của bạn sẽ bị nghiền nát thành các hạt hạ nguyên tử.

 

[luong1812001]

Sao Kim '1 năm' chỉ có '2 ngày'
Buổi sáng, khi trời vừa rạng thỉnh thoảng ta thấy ở phương Đông ngôi "sao Mai" xuất hiện. Lúc chiều tà vào buổi hoàng hôn, đôi lúc ta lại thấy "sao Hôm" ở phương Tây. Hai ngôi sao này, thực ra chỉ là một. Đó là sao Kim. Sao Kim là ngôi sao sáng chỉ kém Mặt trời và Mặt trăng. Người ta còn gọi sao Kim là sao Thái bạch hoặc Thái bạch kim tinh (ngôi sao rất trắng).

(Ảnh: ffm.junetz)

Vì sao sao Kim lúc thì xuất hiện ở phương Đông vào buổi bình minh, lúc lại xuất hiện ở phương Tây khi Mặt trời vừa lặn. Sao Kim là một hành tinh địa nội, từ Trái đất nhìn lên nó bao giờ cũng lảng vảng ở 2 bên Mặt trời. Khi nó chuyển động đến phía Tây Mặt trời, nó sẽ mọc ở phương Đông trước lúc Mặt trời mọc, khi đó ta gọi là "sao Mai". Khi nó chuyển động đến phía Đông Mặt trời nó lại xuất hiện ở bầu trời phía Tây sau khi Mặt trời lặn. Khi đó ta gọi là "sao Hôm". Như vậy có nghĩ là sao Mai và sao Hôm đều không thể xuất hiện vào đêm khuya, và cũng không thể trông thấy nó trong cùng một ngày.


Một vòng quay của sao Kim quanh Mặt trời tương đương với 225 ngày trên Trái đất, vòng tự quay là 243 ngày. Vì 2 chiều quay này ngược nhau, nên từ sao Kim nhìn lên Mặt trời sẽ thấy mọc đằng Tây và lặn đằng Đông. Vì 2 vòng quay ngược nhau nên 1 ngày đêm trên sao Kim ngắn hơn thời gian tự quay một vòng rất nhiều. Theo tính toán, 1 ngày đêm trên sao Kim là 117 ngày, mỗi buổi ban ngày và ban đêm là 59 ngày. "1 năm" trên sao Kim chỉ vào khoảng "2 ngày" của nó.

Thế tích và khối lượng của sao Kim cũng xấp xỉ Trái đất. Nó cũng có khí quyển, phản xạ ánh sáng Mặt trời để phát sáng. Trước đây người ta vẫn cho rằng sao Kim và Trái đất là "hai chị em sinh đôi", có thể có sự sống. Từ năm 1961 đến nay, Liên Xô đã phóng 14 tàu thăm dò lên khảo sát sao Kim, thấy rằng tầng khí quyển của sao Kim là một tầng vừa nóng vừa dày đặc mây mưa axit sulfuric.Thành phần chủ yếu của khí quyển sao Kim là CO2 chiếm 97%, hàm lượng agon và neon (Ar và Ne) nhiều hơn khí quyển Trái đất rất nhiều. Bề mặt sao Kim có áp suất là 90Atm, tương đương với áp suất dưới biển sâu 900m của Trái đất. Áp suất lớn như vậy khiến cho cả sao Kim đều chịu "hiệu ứng nhà kính", nhiệt độ mặt sao Kim lên đến 480 độ C. Rõ ràng là với môi trường như vậy không thể có sự sống.

 

[luong1812001]

Săn tìm lỗ sâu - đường hầm xuyên không gian và thời gian
Các nhà khoa học đang tìm kiếm lỗ sâu - cách di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng, thậm chí có thể du hành vượt thời gian, nếu nó thực sự tồn tại.

Tìm kiếm lỗ sâu, đường hầm xuyên không gian thời gian
"Lỗ sâu là một đường hầm siêu không gian, giống một cái cổ chai, kết nối giữa hai địa điểm trong vũ trụ của chúng ta, hoặc giữa hai vũ trụ song song – nếu đa vũ trụ có thật, hoặc giữa hai mốc thời gian, cũng có thể là giữa các chiều không gian khác nhau", nhà vật lý Eric Davis trao đổi với Space.

Davis đang nghiên cứu về không – thời gian tại tổ chức Tau Zero. Ông sử dụng các phương trình thuyết tương đối rộng của Einstein để lên ý tưởng thiết kế một lỗ sâu, một thiết bị di chuyển nhanh hơn ánh sáng, có chức năng như cỗ máy thời gian.

Khái niệm lỗ sâu lần đầu tiên được đề cập vào năm 1916, bởi nhà toán học Ludwig Flamm, khi đang xem xét các phương trình thuyết tương đối tổng quát của Einstein, đề cập đến hiện tượng hấp dẫn bẻ cong không – thời gian xung quanh. Mặc dù các đường hầm xuyên không – thời gian này rất có khả năng tồn tại về mặt lý thuyết, các nhà khoa học vẫn đang tranh cãi lỗ sâu có thực sự hình thành trong tự nhiên hay không, theo Kip Thorne, nhà vật lý, giáo sư danh dự tại Viện công nghệ California. Thực tế là cũng chưa có lỗ sâu nào được phát hiện.

Mô phỏng lỗ sâu. (Ảnh minh họa: Live Science).

Thorne và các cộng sự đã chứng minh được rằng, ngay cả khi lỗ sâu thực sự tồn tại, nó cũng sẽ sụp đổ trước khi một vật thể hoặc một người chui qua. Muốn giữ lỗ sâu mở trong thời gian đủ lâu cho việc di chuyển, cần phải có một "giàn giáo" chống đỡ làm bằng vật liệu đặc biệt – vật chất tối, hay năng lượng tối.

"Năng lượng tối là dạng năng lượng với áp lực âm, tạo ra lực hấp dẫn đẩy (hấp dẫn của vật chất bình thường là hút), có thể đẩy không gian trong vũ trụ qua lỗ sâu", Davis cho biết.

Ngoài năng lượng tối, còn một dạng vật chất đặc biệt gọi là vật chất tối, ước tính nhiều gấp 5 lần vật chất thông thường trong vũ trụ. Tuy nhiên, cả vật chất và năng lượng tối đều chưa được phát hiện. Các nhà khoa học mới chỉ khảo sát được các hiệu ứng của chúng lên không gian xung quanh.

Theo Ali Övgün, các lỗ sâu có thể hình thành ở nơi có vật chất tối, như là vùng ngoài của thiên hà chúng ta, Milky Way, hoặc giữa các thiên hà. Ali Övgün hiện đang là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại đại học Đông Địa Trung Hải, cộng hòa Cyprus (Síp).

Ông và các cộng sự đã sử dụng các chương trình mô phỏng để chứng minh có lỗ sâu tồn tại trong các vùng dày đặc vật chất tối, như trong các quầng sáng thiên hà, hy vọng các lỗ sâu này sẽ thỏa mãn các yêu cầu vật lý mà các nhà khoa học đặt ra.

"Tuy nhiên, đây mới chỉ là chứng minh về toán học", Ali nói, "tôi hy vọng một ngày nào đó có thể tìm thấy bằng chứng thực nghiệm".

Chui qua hố sâu, điều gì sẽ xảy ra?
"Không có bất kỳ lực nào tác dụng lên tàu vũ trụ hay hành khách trong lỗ sâu. Con tàu chỉ đơn giản di chuyển từ nơi đi tới nơi đến", Davis cho hay. Do các đường hầm này cắt xuyên qua không – thời gian, nên đối với người quan sát bên ngoài, con tàu sẽ di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Với người ở trên tàu, họ sẽ không thấy được mình di chuyển nhanh hơn ánh sáng, chỉ có thể biết rằng mình đi giữa hai nơi với một thời gian ngắn hơn rất nhiều cách di chuyển thông thường.

Davis cũng cho rằng, có thể quan sát thấy "hiệu ứng cầu vồng tụ quang" ở phía cuối một lỗ sâu. "Các nhà thiên văn vẫn đang sử dụng kính viễn vọng để tìm kiếm hiệu ứng này trên bầu trời, đây là dấu hiệu của một lỗ sâu".

Hiệu ứng cầu vồng tụ quang ở cuối lỗ sâu. (Ảnh: NASA).

Về vấn đề du hành thời gian qua lỗ sâu, có một số nghịch lý, mà trong đó nổi tiếng nhất là "nghịch lý ông nội" cho thấy không thể du hành về quá khứ. Nếu một người quay về quá khứ giết chết ông nội mình, người đó sẽ không được sinh ra, và sẽ chẳng có ai quay về quá khứ để giết người ông.

Tuy nhiên, Thorne vẫn đang nghiên cứu chế tạo một cỗ máy thời gian. Theo Davis, công việc của Thorne sẽ mở ra một hướng nghiên cứu mới.

"Một ngành công nghiệp vật lý lý thuyết mới sẽ được mở ra sau đó, với các tiến bộ về kỹ thuật không – thời gian để có thể chế tạo được các cỗ máy thời gian không có nghịch lý", Davis nói.

Tuy nhiên, Davis cũng thừa nhận việc này rất khó. Một hoặc cả hai đầu của đường hầm sẽ phải được tăng tốc tới xấp xỉ tốc độ ánh sáng.

"Rất khó để chế tạo một lỗ sâu vượt thời gian", ông nói. Một số nhà khoa học khác thì lo ngại năng lượng quá lớn của chuyến du hành thời gian sẽ phá hủy đường hầm trước khi được sử dụng. Mặc dù vậy, Davis và những người theo đuổi lỗ sâu vẫn tin tưởng vào khả năng chế tạo được cỗ máy xuyên không trong tương lai.