Vũ trụ và các vấn đề sơ đẳng liên quan

H

hoangnhi_95

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Mỗi ngày đều có những khám phá mới được tìm ra. Mình lập topic này mong mọi người cùng chia sẻ và bình luận về những thông tin mới và hữu ích mà mọi người tìm và biết được.
Mình xin mở đầu:

Neutrino có chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng?

Viết bởi Lucky_Rua
Chủ nhật, 25 Tháng 9 2011 22:39
429 lượt đọc

Liệu các hạt vật chất có thể chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng hay không? Đa số các nhà vật lí sẽ nói “không” thật mạnh giọng, họ viện dẫn thuyết tương đối đặc biệt của Einstein, trong đó cấm sự chuyển động nhanh hơn ánh sáng. Nhưng nay các nhà vật lí làm việc tại thí nghiệm OPERA ở Italy có lẽ đã tìm thấy bằng chứng trêu ngươi rằng neutrino có thể vượt quá tốc độ ánh sáng.

Đội OPERA đã chiếu các muon neutrino từ Siêu Synchrotron Proton tại CERN ở Geneva đi xuyên khoảng cách 730 km bên dưới dãy Alps đến một máy dò hạt ở Gran Sasso, Italy. Đội đã nghiên cứu hơn 15 000 sự kiện neutrino và nhận thấy chúng cho biết các neutrino truyền đi ở một vận tốc cao hơn tốc độ ánh sáng 20 phần triệu.


neutrino1.jpg


Máy dò hạt OPERA. (Ảnh: INFN)

Phép đo đơn giản

Nguyên tắc đo thật đơn giản – các nhà vật lí biết quãng đường đã truyền và thời gian truyền, từ đó tính ra vận tốc. Những thông số này được đo bằng GPS, đồng hồ nguyên tử và những thiết bị khác, cho biết khoảng cách giữa nguồn phát và máy thu trong phạm vi sai số 20 cm và thời gian trong phạm vi sai số 10 ns.

Đây không phải là lần đầu tiên một thí nghiệm neutrino thoáng thấy tốc độ siêu sáng. Hồi năm 2007, thí nghiệm MINOS ở Mĩ đã khảo sát 473 neutron truyền từ Fermilab ở gần Chicago đến một máy dò ở nam Minnesota. Các nhà vật lí MINOS đã báo cáo những tốc độ tương tự như OPERA tìm thấy, nhưng sai số thí nghiệm của họ lớn hơn nhiều. Theo các nhà nghiên cứu OPERA, phép đo vận tốc neutrino của họ tốt hơn 10 lần so với những thí nghiệm máy gia tốc neutrino trước đây.

“Hoàn toàn bất ngờ”

“Kết quả này là hoàn toàn bất ngờ”, Antonio Ereditato thuộc trường Đại học Bern và là phát ngôn viên cho thí nghiệm OPERA nhấn mạnh. Trong khi các nhà nghiên cứu tham gia thí nghiệm trên sẽ tiếp tục công việc của họ, trước mắt họ muốn so sánh kết quả của họ với kết quả của những thí nghiệm khác để có cái nhìn trọn vẹn về bản chất của quan sát này.

Mặc dù một sai số đo đạc có thể gây ra kết quả bất ngờ trên, nhưng một số nhà vật lí tin rằng những tốc độ siêu sáng là có thể. Khám phá của nó có thể giúp các nhà vật lí phát triển những lí thuyết mới – như lí thuyết dây – nằm ngoài Mô hình Chuẩn của ngành vật lí hạt cơ bản. Tuy nhiên, các phép đo OPERA sẽ phải được lặp lại ở nơi khác trước khi chúng được cộng đồng vật lí chấp nhận.

Jenny Thomas thuộc trường Đại học College London, người làm việc tại MINOS, nói “Tác động của phép đo này, nếu như nó đúng, là rất lớn. Thật vậy, nó sẽ làm xoay chuyển mọi thứ chúng ta nghĩ mình đã hiểu về thuyết tương đối và tốc độ ánh sáng”.

Alexei Smirnov, một nhà vật lí năng lượng cao tại Trung tâm Quốc tế Vật lí Lí thuyết Abdus Salam, Italy, cho biết ông thấy kết quả OPERA là “cực kì bất ngờ”, vì trong khi người ta trông đợi một số sai lệch nhỏ, thì sự sai lệch quan sát thấy là rất lớn – lớn hơn nhiều so với cái được trông đợi từ những lí thuyết kì lạ nhất. “Nếu kết quả này được chứng minh là đúng, thì các hệ quả của khoa học hiện đại chắc chắn sẽ hết sức to lớn”, ông nói. Ông đồng ý với kết luận của nhóm OPEAR rằng nên tiếp tục tìm kiếm những hiệu ứng hệ thống chưa rõ hiện nay và tiếp tục các quan sát. Smirnov là một trong ba nhà nghiên cứu đã khám phá ra hiệu ứng “vật chất-khối lượng” làm thay đổi các dao động neutrino trong vật chất.

Nói về neutrino

Chiều thứ sáu tuần rồi, nhà nghiên cứu OPERA Dario Autiero thuộc Viện Vật lí Hạt nhân Lyon, Pháp, đã trình bày các chi tiết thí nghiệm của họ tại một seminar ở CERN. Autiero đã trình bày những nguyên do có thể có cho kết quả của họ, xét đủ mọi thứ từ những sai sót cố hữu trong khâu chế tạo đồng hồ, đến lực thủy triều và vị trí của Mặt trăng so với CERN và Gran Sasso lúc đọc kết quả.

Họ cũng xét đến khả năng trục trặc bên trong bản thân máy dò hạt. Theo OPERA, khả năng đó giảm đi nhiều nhờ các phương pháp chế tạo độc lập ngoài mà họ sử dụng. Họ cũng trình bày liệu có khả năng tái tạo những kết quả trên ở những năng lượng khác nhau hay không. “Chúng tôi không khẳng định sự phụ thuộc năng lượng hay bác bỏ nó với mức độ chính xác và tin cậy của mình”, Autiero nói. Lưu ý cuối cùng của buổi seminar dường như cho rằng nguyên nhân thật sự là một bí ẩn hiện nay và sự phân tích thêm là cần thiết.
Nguồn: physicsworld.com
Theo Thư Viện Vật Lý​


Phát hiện hạt phân tử di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng
Einstein có thể đã sai?
TT - Ngày 22-9, các nhà khoa học thuộc Trung tâm Nghiên cứu nguyên tử châu Âu (CERN) đã gây chấn động làng vật lý thế giới khi công bố họ đã phát hiện hạt phân tử neutrino có khả năng di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng.


Phát hiện này, nếu đúng, sẽ làm đảo lộn toàn bộ vật lý học hiện đại.


Phải chăng nhà bác học thiên tài Albert Einstein đã sai lầm? - Ảnh: Wikipedia

Nhóm nghiên cứu đã bắn một dòng hạt neutrino từ một máy gia tốc trong lòng đất tại CERN, bên ngoài Geneva (Thụy Sĩ) tới Phòng thí nghiệm Gran Sasso ở Ý, cách đó 731km. Họ vô cùng kinh ngạc khi phát hiện tốc độ của các hạt neutrino lên tới 300.000,6 km/giây, nhanh hơn tốc độ ánh sáng khoảng 6km/giây.

“Các hạt neutrino đến đích nhanh hơn 60 giây nano (1/1 tỉ giây) so với quãng thời gian 2,3 mili giây (1/1.000 giây) của ánh sáng” - nhà vật lý học Antonio Ereditato thuộc CERN khẳng định. Ông cho biết sai số của kết quả này khoảng 10 giây nano.

“Kết quả này gây ngạc nhiên quá lớn - chuyên gia Ereditato nói - Chúng tôi chỉ muốn đo tốc độ hạt neutrino chứ chẳng mong tìm thấy điều gì đặc biệt”. Các nhà khoa học CERN đã dành ba năm nghiên cứu và thêm sáu tháng để “kiểm tra, thử nghiệm, kiểm tra lại mọi thứ” trước khi công bố thông tin.

“Khi nhận được một kết quả điên rồ như vậy, chúng tôi phải đảm bảo là đã không có sai sót hay không tính toán đến mọi yếu tố. Chúng tôi đã dành nhiều tháng kiểm tra đi kiểm tra lại và không phát hiện bất cứ sai sót nào cả”.

Thách thức thuyết tương đối

Một sự chêch lệch cực nhỏ nhưng lại có ý nghĩa vô cùng to lớn. Thuyết tương đối của nhà vật lý học vĩ đại Albert Einstein là một trong những trụ cột quan trọng nhất của vật lý học hiện đại. Theo thuyết tương đối, trong vũ trụ không gì có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Một thế kỷ quan sát và thực hiện cho thấy lý thuyết này rất chính xác. Đó là một trong những yếu tố quan trọng nhất của vật lý hiện đại nhằm giải thích sự tồn tại và vận hành của vũ trụ và vạn vật.

“Nếu thí nghiệm của CERN được chứng minh là đúng thì rõ ràng kết quả này là một cuộc cách mạng lớn lao và sẽ làm thay đổi toàn bộ nền tảng của vật lý học hiện đại - nhà vật lý học Pháp Pierre Binetruy nhận định - Sự chính xác của cả thuyết tương đối rộng và thuyết tương đối hẹp đều sẽ trở nên sai lầm”. Nhà vật lý học lý thuyết Alvaro de Rujula thuộc CERN cũng khẳng định: “Nếu thí nghiệm này chính xác thì rõ ràng chúng ta chẳng hiểu gì về vật lý và vũ trụ”.

Theo nhà vật lý học hạt cơ bản Stephen Parke thuộc Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Femi của Mỹ (Femilab), nếu quả thật có hạt cơ bản di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng thì về lý thuyết, con người hoàn toàn có thể đi ngược thời gian. “Khi đó bạn có thể trở thành chính bà ngoại của mình. Đó quả là một vấn đề lớn” - Parke nói một cách hài hước.

Parke và nhà thiên văn học John Learned thuộc Đại học Hawaii cho rằng nếu kết quả nghiên cứu của CERN là sự thật, thì cũng có thể có một cách giải thích khác là hạt neutrino có thể đi “đường tắt” trong không gian thông qua những chiều không gian khác.

“Thuyết tương đối chỉ đúng trong không - thời gian bốn chiều (ba chiều không gian và một chiều thời gian), do đó nếu có một chiều thứ năm thì hạt cơ bản có thể đi qua và đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng” - Learned đặt giả thuyết.

Cần sự kiểm chứng

Tuy nhiên, không ít chuyên gia vật lý học quốc tế đã tỏ ra nghi ngờ kết quả thí nghiệm của CERN. “Kết quả này nằm ngoài sự tưởng tượng, do đó tôi thấy cần thận trọng. Có thể đã có sai sót về phép đo” - giáo sư Weber tuyên bố. Giáo sư vật lý Dave Goldberg thuộc Đại học Drexel (Mỹ) cũng cho rằng cộng đồng khoa học thế giới sẽ không quá vội vã chấp nhận kết quả thí nghiệm này.

Trao đổi với Tuổi Trẻ, tiến sĩ Phan Bảo Ngọc - trưởng bộ môn vật lý, Đại học Quốc tế (Đại học Quốc gia TP.HCM) - cũng cho rằng độ chênh lệch giữa vận tốc hạt neutrino đo được trong cuộc thí nghiệm và vận tốc ánh sáng nằm trong khoảng 6 sigma (1 sigma là sai số của phép đo), do đó chưa thể chắc chắn về độ chính xác của kết quả thí nghiệm.

“Các chuyên gia CERN đã làm tất cả những gì có thể, nhưng trước khi ném Einstein vào lửa, chúng ta cần có một cuộc thí nghiệm độc lập khác để kiểm chứng kết quả này” - nhà vật lý học lý thuyết John Ellis thuộc CERN khẳng định.

Ngay cả các chuyên gia CERN thực hiện cuộc thí nghiệm cũng cho biết họ quyết định công bố kết quả là vì muốn các nhà khoa học quốc tế cùng kiểm chứng kết quả. “Hi vọng một cuộc thí nghiệm khác sẽ đưa lại kết quả tương tự - chuyên gia Ereditato khẳng định - Khi đó, tôi sẽ cảm thấy nhẹ nhõm”.

Theo nhà vật lý học hạt neutrino Chang Ke Jung - người phát ngôn của chương trình thí nghiệm vật lý hạt cơ bản đa quốc gia T2K, thí nghiệm của CERN sẽ sớm được tái lập tại phòng nghiên cứu của T2K. Các nhà khoa học Femilab cũng sẽ thực hiện các thí nghiệm tương tự trong vòng sáu tháng tới.
SƠN HÀ (Theo Live Science, Christian Science Monitor, AFP)​
 
Last edited by a moderator:
A

anhtrangcotich

Vật chất tối là gì?

Trong vật lý thiên văn, thuật ngữ vật chất tối chỉ đến một loại vật chất giả thuyết trong vũ trụ, có thành phần chưa hiểu được. Vật chất tối không phát ra hay phản chiếu đủ bức xạ điện từ để có thể quan sát được bằng kính thiên văn hay các thiết bị đo đạc hiện nay, nhưng có thể nhận nó ra vì những ảnh hưởng hấp dẫn của nó đối với chất rắn và/hoặc các vật thể khác cũng như với toàn thể vũ trụ. Dựa trên hiểu biết hiện nay về những cấu trúc lớn hơn thiên hà, cũng như các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi về Vụ Nổ Lớn, các nhà khoa học nghĩ rằng vật chất tối là thành phần cơ bản chiếm tới 70% vật chất trong vũ trụ.

Nguồn: Wikipedia

Như vậy, các nhà khoa học đã dự đoán rằng có vật chất tối, trong khi chưa có thiết bị gì để nhận biết nó.


Bằng chứng về sự tồn tại vật chất tối.


Bằng chứng trực tiếp đầu tiên về vật chất tối vừa được các nhà thiên văn công bố, mặc dù họ vẫn mơ hồ về thành phần tạo nên thứ chất liệu ma quái này.

Quan sát được rút ra từ việc cân đo cẩn thận các ngôi sao và khí toả ra trong một vụ va chạm dữ dội và bạo lực nhất giữa các thiên hà được biết tới nay.

525842e7a753d3000f244526a5e1f4d8_36768756.t1.jpg


Đó là cuộc đụng độ giữa hai đám thiên hà, trong sự kiện có tên gọi Bullet Cluster (1E 0657-56). Cuộc đụng độ khiến cho các vì sao và vật chất tối của những thiên hà đi xuyên tách rời nhau, trong khi những khối khí liên hành tinh giữa chúng va vào nhau và đi chậm lại.

Khi "cân" khối lượng tổng của vùng sáng nơi hai nhóm thiên hà đụng độ, các nhà nghiên cứu nhận thấy nó nặng hơn nhiều so với khối lượng của các ngôi sao và của các khối khí liên hành tinh. Như vậy, phần chênh lệch còn lại nhất định phải là vật chất tối.

"Điều này chứng minh một cách đơn giản và trực tiếp rằng vật chất tối tồn tại", Markevitch nói.

Nguồn: Trích VN Express
 
Top Bottom