Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 08/08/2008 23:57 (GMT+7)

Kính viễn vọng GLASL: Cửa sổ vào vũ trụ vùng năng lượng cao

Cơ quan NASA phóng vệ tinh GLAST (hình 1) nhằm nghiên cứu những vùng lạ như các lỗ đen siêu nặng, vật chất tối, sao neutron là nguồn các tia g với năng lượng lớn. Máy gia tốc siêu lớn LHC được xây dựng tại Trung tâm Nghiên cứu hạt cơ bản châu Âu (CERN), gần Genève (Thụy Sỹ) cũng sẽ được khởi động để nghiên cứu những vấn đề thuộc thế giới vi mô. GLAST sẽ cung cấp những kết quả đồng dạng để có thể tích hợp với các kết quả do LHC thu được. Đây quả là một sự phối hợp hiếm hoi trong khoa học.

Tia g là những tia bức xạ điện từ ở vùng năng lượng cao, có bước sóng ngắn ở cuối phổ điện từ. Những photon gamma năng lượng lớn có thể tạo nên những hạt cơ bản theo công thức cơ bản của Einstein: E = mc 2. Những tia g cũng có thể sinh ra từ quá trình hủy các hạt lạ thuộc vật chất tối. Máy LHC cũng đeo đuổi mục tiêu tạo ra những hạt này trong phòng thí nghiệm.

Nhà vật lý người Mỹ Philip Morrison đã từng phát biểu về khả năng của một ngành vật lý là thiên văn học tia g (gamma-ray astronomy). Các tia g quan sát được thật ra chỉ là những bức xạ thứ cấp từ những bức xạ g nguyên thủy có năng lượng cao hơn phát ra từ các sao. Các tia g đã tạo nên những cơn mưa rào các hạt có năng lượng thấp hơn. Các tia g ban đầu có năng lượng khoảng 100 tỷ eV (1 GeV) khó ghi, đo dược bằng những đêtéctơ đặt trên mặt đất. Các nhà vật lý phải đưa những kính viễn vọng vào vũ trụ để ghi, đo và các quan trắc thu nhận được sẽ chắc chắn thuộc về các tia g nguyên thủy. Do đó, có dự án phóng trạm thăm dò GLAST vào không gian.

Những vấn đề lớn mà GLAST sẽ giúp làm sáng tỏ

Vật chất tối

Vào những năm 30 của thế kỷ trước, Fritz Zwicky, một nhà thiên văn trẻ tuổi người Thụy Sỹ lập nghiệp ở Mỹ, khi nghiên cứu chuyển động của 7 thiên hà trong chòm Coma đã nhận thấy rằng, 7 thiên hà này chuyển động quá nhanh so với tính toán thực hiện trên cơ sở các khối lượng quan sát được xung quanh. Muốn giải thích được chuyển động nhanh đó, xung quanh 7 thiên hà cần phải tồn tại một khối lượng vật chất lớn hơn 400 lần khối lượng quan sát được, nhưng khối lượng thiếu này không tìm thấy ở đâu cả. Bài toán vật chất tối (dark matter) đã ra đời (1933). Hơn 70 năm đã trôi qua mà bài toán vật chất tối - một trong những bài toán cơ bản của vật lý - vẫn chưa có lời giải!

Vật chất tối có thể là loại vật chất mà chúng ta chưa hề biết đến, gồm những hạt lạ chưa tìm ra được: Axion, WIMPs, hạt đối xứng gương... Axion là hạt giả định donhà vật lý Peccei - Quinn đưa ra để giải thích hiện tượng phá vỡ đối xứng CP. WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) là những hạt suy ra từ siêu đối xứng, tức đối xứng nối liền fermion vàboson. Hạt đối xứng gương do Lee và Yang đề xuất.

Những hạt siêu đối xứng thuộc vật chất tối có thể không tối hoàn toàn. Mặc dù chúng không tương tác với vật chất thông thường và với ánh sáng, nhưng chúng có phản hạt, khi gặp phản hạt thì có thể hủy nhau và biến khối lượng lớn của chúng thành những hạt nặng và tia g. Vấn đề ở chỗ là phải ghi, đo được những phản ứng đặc biệt này và phân biệt được với các va chạm khác. Một dấu hiệu có thể sử dụng để phân biệt là 2 tia photon tạo thành sẽ có năng lượng tương đương với khối lượng của 2 hạt tối, khoảng vài trăm GeV, trong khi nếu positron và electron hủy nhau thì năng lượng các tia g sinh ra chỉ nằm trong khoảng 511 keV. Ngoài ra, các tia g từ vật chất tối thường phải xảy ra ở gần các thiên hà và điều này cho phép chúng ta phân biệt được với trường hợp ghi, đo các tia g khác.

Máy LHC cũng được thiết kế để có thể tạo những hạt tối, song các hạt này sẽ nhanh chóng biến khỏi máy gia tốc, nên GLAST sẽ là một công cụ bổ sung hữu hiệu để nghiên cứu các hạt tối trong một không gian lớn hơn khi chúng chuyển động về hành tinh chúng ta.

Những lỗ đen mini

Vào những năm 70 của thế kỷ trước, Stephen Hawking đã chứng minh một kết quả lý thuyết quan trọng: Sự kết hợp giữa hấp dẫn và các thăng giáng lượng tử sẽ dẫn đến tính mất ổn định của các lỗ đen. Các lỗ đen sẽ bức xạ, co nhỏ dần và kết thúc bằng một vụ nổ. Đối với những lỗ đen có khối lượng lớn thì quá trình này kéo dài rất lâu, song với những lỗ đen có khối lượng khoảng 1012 kg, tương đương khối lượng của một tiểu hành tinh thì quá trình này kéo dài khoảng 14 tỷ năm. Và nếu những lỗ đen mini này tồn tại từ lúc sơ sinh của vũ trụ (nhiều nhà vật lý tỏ ra bi quan về điểm này) thì GLAST có hy vọng sẽ phát hiện được chúng và chứng minh cho sự tích hợp giữa hấp dẫn và lượng tử.   

Các chiều dư

Theo các lý thuyết hiện đại như lý thuyết dây thì không - thời gian có 10 hoặc 11 chiều. Chúng ta không dễ cảm nhận được các chiều dư đó vì vật chất và các lực không phải là hấp dẫn đều cư trú trong không - thời gian 4 chiều thông thường. Riêng hấp dẫn là không chịu điều hạn chế đó. Hấp dẫn có thể lan truyền trong các chiều dư.

Những siêu sao khi bùng nổ có thể chuyển một phần năng lượng cho các graviton Kaluza-Klein, tức những lượng tử của hấp dẫn lan truyền trong các chiều dư. Các graviton này lại có thể phân rã thành những hạt khác trong đó có các tia g, và như vậy sẽ tạo điều kiện cho GLAST ghi, đo được để làm bằng chứng cho sự tồn tại các chiều dư.

Bùng nổ tia g

Như chúng ta biết, ở tâm các thiên hà thường có một lỗ đen rất lớn, điều này gắn liền với sự hình thành và phát triển của thiên hà. Khi lỗ đen lớn dần bằng cách hútvật chất xung quanh nó thì tâm thiên hà nóng lên và trở thành những tâm thiên hà tích cực (AGN - Active Galactic Nucleus).

Những siêu lỗ đen với khối lượng khổng lồ là những nguồn g mạnh. Trong quá trình hình thành lỗ đen, vật chất của sao bị hút vào tâm lỗ đen làm bắn ra hai chùm plasma, chúng tương tác với vật chất gặp phải và tạo nên nhiều tia g (hình 2) dọc theo trục quay. Trạm GLAST có thể ghi, đo được những tia g này và giúp các nhà vật lý tìm hiểu thêm bản chất của những bùng nổ tia g này (Gamma Ray Bursts- GRB)*.

Những vi phạm lý thuyết tương đối

Một hệ quả của lý thuyết tương đối là vận tốc ánh sáng trong chân không không phụ thuộc vào độ dài bước sóng: Những photon năng lượng cao (bước sóng ngắn) cũng như các photon năng lượng thấp (bước sóng dài) đều chuyển động với một vận tốc như nhau. Đó là hệ quả của nguyên lý bất biến Lorentz.

Tuy nhiên, đây có phải là nguyên lý bất di bất dịch? Cấu trúc không - thời gian ở vùng vi mô có thể chịu nhiều thăng giáng lượng tử, các photon năng lượng cao sẽ nhạy cảm hơn với những thăng giáng đó. Điều này tương tự như một xe đẩy nhỏ thì dễ nhạy cảm với những chỗ gồ ghề trên đường hơn là một xe tải siêu trường siêu trọng. Những photon năng lượng cao khi du hành qua những thăng giáng đó có thể kéo dài hoặc rút ngắn thời gian bay trong vũ trụ (nhiều tỷ năm ánh sáng khi đến với chúng ta). GLAST có thể đo được sự khác nhau trong thời gian hành trình của photon năng lượng cao và photon năng lượng thấp. Sự khác nhau này sẽ càng lớn nếu hành trình từ các sao bùng nổ càng xa.

Các nhà vật lý hy vọng vào sự phối hợp nghiên cứu giữa LHC và GLAST để làm sáng tỏ những vấn đề quan trọng của vật lý học tương lai: Lỗ đen, vật chất tối, các chiều dư của không - thời gian, các bùng nổ tia g...

Các vấn đề trên, một khi được làm sáng tỏ, sẽ đưa vật lý lên một tầm cao mới.

*Bùng nổ tia g (Gamma Ray Bursts - GRB) trong vũ trụ là sự xuất hiện trong một thời gian rất ngắn những tia g với năng lượng rất lớn. Hiện tượng này được xem là một bài toán vật lý lớn của thế kỷ và đã 30 năm không có lời giải. Hiện nay, các nhà vật lý cho rằng GRB với năng lượng khổng lồ phát sinh từ những thiên hà xa xăm là do những lỗ đen trên quá trình hình thành phát ra.

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
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.

Tin mới

VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.
Đắk Lắk: Phản biện hồ sơ Dự án nhà máy điện gió, điện mặt trời
Sáng 29/10, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh đã tổ chức Hội đồng góp ý, phản biện xã hội và phản biện khoa học đối với hồ sơ đề nghị chấp thuận chủ trương đầu tư Dự án Nhà máy điện gió E&M Đắk Lắk tại xã Ea Knốp và xã Cư Prao; Dự án Nhà máy điện mặt trời Jang Pông 2 tại xã Ea Wer.
Góp ý Luật luật An toàn, vệ sinh lao động: Lấy bảo vệ con người và quản trị rủi ro làm trung tâm
Ngày 30/10/2026, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp Hội Khoa học Kỹ thuật An toàn Vệ sinh Lao động Việt Nam (VOSHA) tổ chức Hội thảo "Góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật An toàn, vệ sinh lao động". Hội thảo do PGS.TS Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch VUSTA và GS.TS Lê Vân Trình, Chủ tịch VOSHA đồng chủ trì.
VUSTA công bố các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt
Ngày 30/10/2026, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã trang trọng tổ chức Hội nghị công bố các quyết định quan trọng về công tác cán bộ. Lãnh đạo VUSTA đã trao quyết định nghỉ hưu hưởng chế độ cho 02 cán bộ, chuyên viên, đồng thời trao các quyết định điều động, bổ nhiệm cán bộ chủ chốt nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển trong giai đoạn mới.
Liên hiệp Hội Việt Nam hưởng ứng tháng “Vì người nghèo”
Sáng 27/10, tại Hội trường xã Quốc Oai, Khối thi đua các tổ chức thuộc lĩnh vực Khoa học - Kinh tế - Pháp luật - Giáo dục - Đối ngoại thuộc Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp với Ủy ban MTTQ Việt Nam thành phố Hà Nội, Hội Luật gia thành phố Hà Nội và xã Quốc Oai tổ chức Hội nghị “Nghe dân nói, nói dân nghe” và thực hiện Tháng cao điểm vì người nghèo 2026.
Thủ tướng mong muốn đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng kiến tạo chuỗi giá trị mới
Phát biểu tại Diễn đàn Kinh tế mùa Thu 2026, Thủ tướng Lê Minh Hưng khẳng định Việt Nam mong muốn các đối tác quốc tế không chỉ đầu tư, sản xuất tại Việt Nam mà cùng nghiên cứu, phát triển công nghệ, đổi mới sáng tạo và kiến tạo những chuỗi giá trị mới.