Thành tựu và thách thức trong khám phá vũ trụ

Chia sẻ: Trần Lê Kim Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cuộc cách mạng trong thiên văn học bắt đầu từ đầu thế kỷ 17, khi Galilei tiên phong sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thành tựu và thách thức trong khám phá vũ trụ

Thành tựu và thách thức trong khám phá vũ trụ Cuộc cách mạng trong thiên văn học bắt đầu từ đầu thế kỷ 17, khi Galilei tiên phong sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời. Lần đầu tiên, con người cảm thấy kinh ngạc trước cảnh tượng một thế giới tràn đầy những hiện tượng kỳ lạ. Tuy nhiên, t m quan sát của Galilei chı̉ hạn ch trong những vùng lân cân ̣ cuả hệ măt trời , bởi kı́nh thiên văn h i đó có kı́ch cỡ hãy còn khiêm t n. Trong ̣ những th kỷ sau, những lý thuy t đôc đáo, đăc biêt là thuy t tương đoi cuả ̣ ̣ ̣ Einstein, cùng những k t quả quan sát b ng kı́nh thiên văn ngày càng lớn, đã giúp các nhà thiên văn quan sát thât sâu trong vũ trụ. ̣ Trong những thập kỷ vừa qua, những phát triển về mặt kỹ thuật và lý thuyết đã đưa đến những khám phá cơ bản trong lĩnh vực vũ trụ học. Sự huy động nhiều nhà thiên văn cộng tác với nhau và sử dụng đủ các loại thiết bị để cùng nghiên cứu một đề tài cũng là điều cần thiết để đạt được những thành tựu khoa học quan
trọng. Một nhóm các nhà thiên văn đã kiên trì tìm kiếm và quan sát những “sao siêu mới” bùng nổ trong những thiên hà. “Sao siêu mới” là những ngôi sao phù du chỉ sáng chói trong một thời gian và được dùng làm chuẩn để đo khoảng cách cuả các thiên hà xa xôi và độ dãn nở cuả vũ trụ. Theo dự đoán, vũ trụ phải dãn nở chậm dần do sức hút của trường hấp dẫn cuả vật chất. Nhưng kết quả quan sát lại cho thấy vũ trụ dãn nở ngày càng nhanh. Lý do là vũ trụ chủ yếu chứa nhiều năng lượng tối. Các nhà vũ trụ học cho rằng chính năng lượng tối đã làm gia tăng tốc độ dãn nở cuả vũ trụ. Đây là một kết quả thật là bất ngờ đối với các nhà khoa học. Những thiên thể không những phát ra ánh sáng mà còn phát ra bức xạ gamma, X, tử ngoại, hồng ngọai và vô tuyến trên toàn bộ phổ điện từ. Cơ chế phát những bức xạ tùy thuộc vào điều kiện lý-hóa trong thiên thể như nhiệt độ và mật độ cuả vật chất và từ trường. Do đó, các nhà thiên văn phải sử dụng nhiều loại kính thiên văn hoạt động trên những miền phổ khác nhau để nghiên cứu những bức xạ vũ trụ. Vô số hệ sao trong vũ trụ có hành tinh quay xung quanh. Chúng ta tự hỏi, liệu có hành tinh nào chứa sự sống, thậm chí cả một nền văn minh siêu việt như nhân loại trên trái đất không? Phát hiện sự sống trong vũ trụ là một vấn đề nan giải và phải bắt đầu từ sự tìm kiếm những hành tinh có khí quyển và nhiệt độ thích hợp để sự sống có thể tồn tại. Tới nay, các nhà thiên văn đã tìm thấy hàng trăm hành tinh ở bên ngoài hệ mặt trời, nhưng đa số là những hành tinh khổng lồ ở dạng khí. Họ đang xúc tiến công việc tìm kiếm những siêu địa cầu có vỏ rắn tương tự như trái đất và có điều kiện thích hợp cho sự sống. Phát hiện các phân tử sinh học trong Dải Ngân hà, tiền thân cuả phân tử amino-acid thành phần cơ bản cuả protein, cũng là bước đầu trong công việc tìm kiếm sự sống. Kı́nh thiên văn kh ng l tương lai E-ELT (European - Extrenely Large Telescope) có đường kı́nh 42 m và hệ kı́nh giao thoa vô tuy n ALMA (Atacama Large Millimeter Telescope) g m 66 ăngten 12 m có độ nhạy và độ phân giải r t cao sẽ là những công cụ t i tân đe nghiên cứu toàn th vũ trụ trong những thâp kỷ s p tới . ̣ Năm 2009, hai kı́nh thiên văn Planck và Herschel được phóng vào không gian đe
quan sát bức xạ h ng ngoại và vô tuy n phát ra từ những thiên hà và những ngôi sao đang còn ở trạng thái phôi thai, nh m khám phá những vùng vũ trụ lạnh lẽo và chưa phát ra ánh sáng. Hệ giao thoa vô tuy n Allen của đe án SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) và của Đại học Berkeley g m 350 ăngten sẽ được dùng đe phát hiên tı́n hiêu phát ra bởi những n n văn minh ngoài trái đat. Sự quan ̣ ̣ sát ngày càng sâu trong vũ trụ đe đi ngược dòng thời gian nh m nghiên cứu những sự kiên x y ra g n thời đi m Big Bang và sự phát hiên những siêu địa c u cùng ̣ ̣ những phân tử sinh học liên quan đen sự s ng ngoài trái đat là những thách thức đoi với các nhà thiên văn trong th kỷ 21. Định nghĩa lại kilogram Các nhà khoa học cho biết, họ đang gần chạm đến một định nghĩa phi vật chất cho kilogram (kg) sau khi phát hiện quả cân chuẩn đang nhẹ đi một cách bí ẩn. Các nhà nghiên cứu cho rằng, vẫn còn một số điều cần thực hiện trước khi hoàn thành sứ mệnh này. Tuy nhiên, nếu họ thành công, điều đó sẽ chấm dứt hoàn toàn việc dựa vào khối kilogram tiêu chuẩn khi đo lường.
Hiện tại, chuẩn quốc tế cho kilogram là một khối kim loại được bảo quản hết sức cẩn thận trong hầm của Cơ quan Cân đo quốc tế (BIPM) tại Sevres (Pháp) kể từ năm 1889. Hầu hết các quốc gia đều có bản sao của khối kilogram chuẩn và chúng được so sánh với bản chính mỗi 10 năm/lần. Tuy nhiên, giới khoa học hết sức lo lắng khi phát hiện quả cân làm bằng platinum và iridium đột nhiên bị nhẹ đi mà không biết lý do. Các chuyên gia của BIPM tiết lộ vào năm 2007 rằng, quả cân chuẩn đã bị mất khoảng 50 microgram trong vòng 100 năm so với các phiên bản của nó. Do đó, giới chuyên gia đang tìm cách khác để định nghĩa kilogram bằng phương pháp phi vật chất như 6 đơn vị đo lường khác của đơn vị cơ sở quốc tế là mét (chiều dài), giây (thời gian), ampe (cường độ dòng điện), kelvin (nhiệt độ nhiệt động học), mol (lượng vật chất) và candela (cường độ chiếu sáng). Hiện không có đơn vị nào ngoài kilogram được đo bằng vật thể. Trong nỗ lực tìm kiếm phương pháp đo thay thế quả cân chuẩn, giới khoa học đã thực hiện những cuộc thí nghiệm tập trung vào việc thiết lập mối quan hệ giữa khối lượng và hằng số Planck, đơn vị đo lường cơ bản trong vật lý nguyên tử. Michael Stock – một nhà khoa học của BIPM cho biết, quả cân chuẩn đã gần đi hết chu kỳ sử dụng của nó. Việc đo lường đang trở nên chính xác hơn, và những sự đo lường chính xác cần phải có các đơn vị định nghĩa chính xác để đưa đến kết
quả đúng nhất. Ông cũng cho rằng, các cuộc thí nghiệm đã cho kết quả hết sức khả quan, nhưng vẫn còn quá sớm để áp dụng định nghĩa mới đối với kilogram.