Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 30/08/2007 23:17 (GMT+7)

Câu hỏi bí ẩn lớn thứ hai của vật lý thiên văn học

Đài thiên văn Pierre Auger sẽ canh gác cả vòm trời

Tại vùng Pampa Amrilla, một địa điểm phía Bắc vùng Patagonie thuộc Áchentina, Nam Mỹ, một tối sáng trời và không trăng, vào lúc 2 giờ đêm ngày 23 - 5 - 2001, bất thình lình một vệt sáng xuyên ngang trời. Mắt thường, không nhìn thấy nhưng một máy phát hiện đặt tại vùng đó đã phát hiện được. Trên một quả đồi nhỏ gần thành phố Malargue đã đặt một kính viễn vọng huỳnh quang có 440 ống nhân quang. Trong số hàng trăm ống đó, 14 ống đã phát hiện tia vũ trụ đầu tiên mà chúng nhận được sau khi tia từ vũ trụ đến và kích hoạt chúng. Vài tuần sau, ngày 19 - 8, lúc 2 giờ 33 phút đêm một chùm hàng tỉ hạt nhỏ tưới vào 5 bể chứa Huron, Ursula, Susana, Carmen, và Miranda, mỗi bể chứa 12 tấn nước. Biến cố này được ghi ngay đồng thời phân phát đi các trung tâm tính toán trên toàn thế giới. Ngày hôm sau, học sinh các trường ở các vùng này được thông báo tin trên thì đồng thời các vùng đó cũng được đón nhận hơn 300 nhà vật lý thiên văn học và kỹ sư đến từ 18 nước.

Sự kiện này chứng tỏ giai đoạn chuẩn bị xây dựng một thị trấn khoa học bắt đầu đã cách đây 10 năm, năm 1991, nay đã hoàn thành và báo trước một thời kỳ mới bắt đầu, thời kỳ hoạt động trong khoảng hai chục năm tới của một Đài Thiên văn, tiếp đón hàng trăm nhà vật lý thiên văn học tới làm việc.

Vào cuối năm 2004, khi các công trình xây dựng sẽ được xong xuôi thì Đài Thiên văn sẽ phủ một diện tích hơn 3000 km 2, vùng hoạt động của một số máy phát hiện lớn chưa từng có đến lúc này. Đài được mang tên Đài Thiên văn Pierre Auger, tôn vinh nhà thiên văn học người Pháp, một trong số những người đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu tia vũ trụ.

Trên mặt bằng của các cao nguyên Pampa , Amarilla, người ta trưng hứng 1.600 bể chứa gống nhau. Bầu trời trên các cao nguyên đó được theo dõi bởi các kính viễn vọng huỳnh quan suốt một diện tích tổng thể đến 13000 pixel, mỗi kính phụ trách một khoảng trời vuông mỗi cạnh khoảng 1,5 độ. Nếu dự kiến được thực hiện xuôi sẻ thì trong vài năm tới, một công trình tương tự sẽ được hoàn thành tại Bắc Mỹ, có thể là Utah, nó sẽ phủ một diện tích khoảng 6.000 km 2. Như vậy, với hai đội của Đài Thiên văn Pierre Auger, toàn vòm trời được theo dõi.

Lý do mà các nhà khoa học đầu tư vào một công trình đến như vậy là nhằm tìm lời giải cho một trong số các câu hỏi thuộc loại bí ẩn lớn nhất của vật lý thiên văn học hiện đại: nguồn gốc các hạt vũ trụ năng lượng cực lớn, vượt quá 10 20electronvon.

Để giải thích nguồn gốc các hạt vũ trụ ấy các nhà lý thuyết các tương tác cơ bản đã thiết lập hàng chục mô hình khác nhau nhưng chưa một mô hình nào trong đó tỏ ra được thoả mãn. Nếu như trả lời được câu hỏi này, có thể một khoa học vật lý mới sẽ ra đời. Các tia vũ trụ năng lượng cực lớn ấy rất hiếm gặp (chỉ vài sự kiện trên một kilomét vuông và phải hàng thế kỷ mới gặp được), vì vậy muốn có được số lượng sự kiện đủ để thực nghiệm thì nhất thiết phải xây dựng một thiết bị phát hiện phủ hàng chục triệu kilomet vuông. Triển vọng của một phát minh cơ bản đã thúc đẩy các nhà khoa học quyết tâm đi theo hướng đó.

Vấn đề lớn thứ hai của vật lý thiên văn học

Bí ẩn về các tia vũ trụ năng lượng siêu cao nào đó là bài toán thứ hai trong số các bài toán lớn của vật lý thiên văn học. “Vật chất đen” là bài toán lớn thứ nhất, nói như nhà vật lý thiên văn học Ludwik Celnikier, Đài Thiên văn Paris – Meudon, là việc nghiên cứu các hạt phải tồn tại (vì khối lượng của chúng đã tính toán được ở mức độ vũ trụ), nhưng cho đến nay, điều trái ngược xảy ra trong thực nghiệm, chúng không tồn tại (vì người ta không phát hiện ra chúng).

Điều đáng quan tâm nói đây thì ngược lại: các tia vũ trụ năng lượng cực cao là những hạt đã hiển nhiên tồn tại, nhưng có thể “không phải” chính chúng.

Thực vậy, các tia vũ trụ vận chuyển các năng lượng khổng lồ của các hạt vi mô. Kỷ lục thuộc về một hạt đã quan sát được năm 1992 tại Utah , do chiếc kính viễn vọng huỳnh quang đầu tiên đưa vào sử dụng. Hiện tượng xảy ra rất lạ, đến mức nhóm “canh tác” kết luận rằng đó là do máy móc vận hành sai. Một nhà vật lý học trẻ rất kiên trì sau rất nhiều lần thử (và phải ba năm chờ đợi), cuối cùng được biết đấy là kết quả do một hạt vũ trụ gây ra với một năng lượng tương đương với năng lượng của một viên đạn súng. Năng lượng chỉ do một hạt đã gấp 100 triệu lần mạnh hơn các chùm hat sinh ra trong máy gia tốc mạnh nhất thế giới hiện nay, máy LHC đặt tại Geneve. Phải nói rằng, với năng lượng như vậy không bao giờ có thể sản sinh được trong các máy gia tốc nhân tạo. Các hạt ấy được sinh ra như thế nào? Hãy xem các tia vũ trụ và một vài giả thiết có liên quan đến năng lượng mạnh của chúng.

Trong lĩnh vực vật lý thực nghiệm, các nhà vật lý thiên văn có một thiết chế khác đặc biệt. Khác với các ngành khoa học khác, ở đây, các nhà khoa học không thể sản sinh ra tại phòng thí nghiệm hiện tượng mà họ cần nghiên cứu: phải chờ đợi hiện tượng đó xuất hiện. Trong trường hợp tốt nhất là tiếp cận các hiệu ứng thứ cấp mà chúng sinh ra trong các thiết bị do con người chế tạo ra trên Trái đất, các hiệu ứng cần rút ra là các thông tin về bản thân các cơ chế sinh ra ở cách xa Trái đất chúng ta hàng năm ánh sáng. Do đó, vật lý thiên văn học lệ thuộc vào các thiết bị sử dụng các thiên thể vũ trụ cũng như bản chất của các thông điệp đó.

Các thông điệp ấy được xếp thành hai loại. Loại thứ nhất gồm các thông điệp liên quan đến các sóng điện từ trong đó có các ánh sáng khả kiến, là nguồn thông điệp chính của các nhà thiên văn học. Trước tiên chúng được quan sát bằng mắt thường, tiếp theo bởi các viễn kính càng ngày càng hoàn chỉnh là các thiết bị của quang học thiên văn. Một số thiên thể cũng được phát hiện trong các lĩnh vực của phổ sóng điện từ như sóng radio hay tia hồng ngoại.

Một loại các thông điệp khác thuộc các hạt từ nơi xa thẳm mà ta gọi là các hạt vũ trụ. Các hạt vũ trụ đi những quãng đường rất lớn từ nguồn đến Trái đất; chúng phải bền vững trong những thời gian dài khiến những hạt loại như chúng chỉ kể được một số loại hiếm hoi mà thôi: một tia vũ trụ hoặc một “tia gama” (một photon năng lượng rất cao tác động một mình vào máy phát điện của chúng ta, khác với các photon năng lượng rất thấp tác động bằng một số rất lớn các hạt và dưới dạng sóng điện từ) hoặc một electron hoặc một nơtrino hoặc hơn nữa, một nhân nguyên tử mà thông thường nhất là một proton (nhân của nguyên tử hydro).

Để thử giải thích câu hỏi bí ẩn về các tia vũ trụ năng lượng rất cao, một số các nhà khoa học, trong các mô hình của mình, đặt ra vấn đề các hạt ngoại lai mà sự tồn tại của chúng, vào thời điểm này, chưa quan sát được bằng bất kỳ một thí nghiệm nào. Vật lý thiên văn các hạt là một lĩnh vực nghiên cứu các đối tượng của vật lý thiên văn qua các hạt mang các thông điệp đến từ vũ trụ.

(trích theo Các hạt vũ trụ năng lượng cực cao, pls 02)

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

GS.VS. Châu Văn Minh, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp Hội Việt Nam tham dự Đại hội Hội Hàng không - Vũ trụ Việt Nam lần thứ V
Sáng 18/7, tại Hà Nội, Hội Hàng không - Vũ trụ Việt Nam đã long trọng tổ chức Đại hội lần thứ V, nhiệm kỳ 2026-2031. Đây là sự kiện chính trị quan trọng nhằm đánh giá kết quả hoạt động nhiệm kỳ 2020-2026, xác định phương hướng, nhiệm vụ nhiệm kỳ mới và kiện toàn tổ chức lãnh đạo của Hội.
Chuẩn hóa nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc vì sự phát triển bền vững của y học tái tạo
Sáng 18/7, tại Khách sạn Melia Hà Nội, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Tế bào (tổ chức KH&CN trực thuộc VUSTA) phối hợp cùng Longevity Medical System (LMS) và Báo Sức khỏe và Đời sống tổ chức hội thảo khoa học quốc tế với chủ đề “Tế bào gốc: Từ nghiên cứu lâm sàng đến ứng dụng thực tiễn”.
Khai mạc hội nghị Khoa học và Triển lãm quốc tế về Điều khiển và Tự động hóa lần thứ 8
Với chủ đề “Tự động hoá thông minh - công nghệ chiến lược của Kỷ nguyên số”, hội nghị Khoa học và Triển lãm quốc tế về Điều khiển và Tự động hóa lần thứ 8 (VCCA 2026) đã khai mạc sáng 16/7 tại Trường Đại học Quy Nhơn (tỉnh Gia Lai). Sự kiện quy tụ gần 400 trăm nhà khoa học, chuyên gia, doanh nghiệp trong nước và quốc tế nhằm chia sẻ các xu hướng công nghệ chiến lược.
Chỉ thị số 07-CT/TW của Bộ Chính trị về "Đẩy mạnh học tập, thực hành tư tưởng, đạo đức, phương pháp, phong cách Hồ Chí Minh trong giai đoạn phát triển mới"
Thay mặt Bộ Chính trị, đồng chí Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm đã ký ban hành Chỉ thị số 07-CT/TW ngày 13/7/2026 về "Đẩy mạnh học tập, thực hành tư tưởng, đạo đức, phương pháp, phong cách Hồ Chí Minh trong giai đoạn phát triển mới". Trân trọng giới thiệu toàn văn Chỉ thị.
Bí thư Châu Văn Minh dâng hương tưởng niệm các Anh hùng liệt sĩ và tặng quà gia đình chính sách tại Quảng Trị
Nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 - 27/7/2026), ngày 13/7, GS.VS Châu Văn Minh, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam đã dẫn đầu Đoàn công tác đến dâng hương tưởng niệm các Anh hùng liệt sĩ tại tỉnh Quảng trị và thăm hỏi, tặng quà các gia đình chính sách, người có công với cách mạng có hoàn cảnh khó khăn trên địa bàn.
Tạp chí Việt Nam Hội nhập đạt chuẩn Tạp chí khoa học năm 2026
Vừa qua, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Quyết định số 2244/QĐ-BKHCN và Quyết định 2823/QĐ-BKHCN để công bố danh mục tạp chí đạt tiêu chuẩn khoa học Việt Nam năm 2026. Sự kiện này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong quá trình chuẩn hóa hệ thống xuất bản học thuật nước nhà, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng nghiên cứu, phản biện và các chuẩn mực công bố khoa học hiện đại.
Viện Chính sách, Pháp luật và Quản lý khẳng định vị thế là một tổ chức khoa học uy tín
Trong bối cảnh đất nước đang đẩy mạnh xây dựng Nhà nước pháp quyền xã hội chủ nghĩa, hoàn thiện thể chế phát triển và thúc đẩy đổi mới sáng tạo, hoạt động nghiên cứu khoa học về chính sách, pháp luật và khoa học quản lý ngày càng giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp luận cứ khoa học phục vụ quá trình hoạch định chủ trương, chính sách, cũng như hoàn thiện hệ thống pháp luật.
Đắk Lắk: Mở ra không gian phát triển, nhiều tiềm năng cho đội ngũ trí thức khoa học
Việc hợp nhất tỉnh Đắk Lắk và Phú Yên đã mở ra không gian phát triển mới với nhiều tiềm năng về kinh tế, khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo. Trong bối cảnh khoa học, công nghệ và chuyển đổi số trở thành động lực quan trọng của tăng trưởng, phát huy vai trò đội ngũ trí thức KH&CN là yêu cầu cấp thiết, tạo nền tảng cho sự phát triển nhanh, bền vững của tỉnh Đắk Lắk.
Nghị quyết 57/NQ-TW: Đột phá là đời sống của người dân được cải thiện rõ rệt hơn
Mọi hệ thống số, cơ sở dữ liệu và nền tảng số phải được thiết kế theo yêu cầu an toàn, an ninh ngay từ đầu; coi đào tạo kỹ năng số, năng lực đổi mới sáng tạo và ứng dụng AI là nhiệm vụ lâu dài. Khi những điều đó được thực hiện đồng bộ, Nghị quyết 57/NQ-TW sẽ tạo nền tảng quan trọng để Việt Nam bứt phá.
Thanh Hoá: Hội nghị sơ kết 6 tháng đầu năm 2026
Ngày 10/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thanh Hóa (Liên hiệp hội) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành mở rộng lần thứ VII, khoá VII, nhiệm kỳ 2024 - 2029; sơ kết 6 tháng đầu năm, triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2026.
Lâm Đồng: Kết nối sức mạnh - Khơi thông nguồn lực phát triển năng lượng tái tạo
Chiều ngày 09/7, tại Đà Lạt, Hiệp hội Điện gió và Mặt trời tỉnh Lâm Đồng (Hội thành viên Liên hiệp Hội) tổ chức Hội nghị thường niên năm 2026 nhằm đánh giá kết quả hoạt động năm 2025 và 6 tháng đầu năm 2026, đồng thời đề ra phương hướng, nhiệm vụ trọng tâm cho 6 tháng cuối năm.
Liên hiệp Hội tỉnh Hà Tĩnh và Quảng Trị tăng cường trao đổi kinh nghiệm
Chiều ngày 09/7, Đoàn công tác Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (LHH) tỉnh Quảng Trị do Tiến sĩ Trần Văn Tuân – Chủ tịch Liên hiệp Hội làm Trưởng đoàn đã có buổi thăm, làm việc và trao đổi kinh nghiệm tại LHH tỉnh Hà Tĩnh. Tiếp và làm việc với đoàn có Tiến sĩ Bùi Khắc Bằng – Chủ tịch LHH tỉnh Hà Tĩnh cùng đại diện các ban chuyên môn.
Đắk Lắk: Liên hiệp hội sơ kết công tác 6 tháng đầu năm
Chiều ngày 09/7, Liên hiệp hội tỉnh Đắk Lắk đã tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành (mở rộng) nhằm sơ kết công tác 6 tháng đầu năm và triển khai phương hướng, nhiệm vụ 6 tháng cuối năm 2026; đồng thời cho ý kiến đối với các nội dung chuẩn bị Đại hội Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031.