Tiếng vọng từ Big Bang pdf

Tiếng vọng từ Big Bang | Trang 1/11

Tiếng vọng từ Big Bang

Craig J. Hogan

Sóng hấp dẫn mang tới một phương pháp vô song để nghiên cứu sự lạm phát

và những quá trình cơ bản khác của vũ trụ thời rất sơ khai, và có lẽ còn kết nối lí

thuyết dây với thế giới thực nghiệm…

Cái nhìn của chúng ta về vũ trụ mãi mãi thay đổi. Kể từ khi khoa học bắt

đầu, tất cả kiến thức của chúng ta về cái nằm trên, nằm dưới, và nằm xung quanh

chúng ta đến từ những dạng năng lượng đã quen thuộc từ lâu nay: đó là ánh sáng,

phát ra bởi những đối tượng thiên văn xa xôi; và vật chất, dưới dạng các hạt như tia

vũ trụ. Nhưng hiện nay chúng ta đang ở một vị trí nghiên cứu vũ trụ bằng một dạng

hoàn toàn khác của năng lượng mà cho tới nay vẫn chưa phát hiện trực tiếp được –

đó là các sóng hấp dẫn.

Là một tiên đoán chủ yếu của thuyết tương đối rộng Einstein, các sóng hấp

dẫn là những dao động của không-thời gian phát sinh bởi sự gia tốc của tất cả các

dạng khối lượng và năng lượng. Những môi trường hấp dẫn cực mạnh như lỗ đen

hoặc sao đôi neutron phát ra các sóng có biên độ lớn nhất, còn tần số sóng phụ

thuộc các nguồn đó chuyển động như thế nào. Những chuyển động quy mô nhỏ,

như chuyển động của các lỗ đen khối lượng cỡ sao, phát ra sóng hấp dẫn tần số cao,

còn những đối tượng lớn hơn, như các lỗ đen siêu trọng, chuyển động chậm hơn và

tạo ra tín hiệu có tần số thấp hơn. Truyền qua tất cả các loại vật chất ở tốc độ ánh

sáng, sóng hấp dẫn lấp đầy toàn bộ vũ trụ và do đó có thể mang thông tin từ sự khai

sinh của chính không-thời gian.

Nguồn phát sóng hấp dẫn mạnh nhất (màu đỏ)

là sự hợp nhất của hai lỗ đen (Ảnh: NASA)

Trên toàn thế giới, một vài máy dò sóng hấp dẫn hiện đang thu thập dữ liệu,

trong niềm hi vọng rằng chúng sẽ lần đầu tiên phát hiện được những nhiễu động

nhỏ xíu này của không-thời gian. Những giao thoa kế khổng lồ này – LIGO ở Mĩ,

GEO-600 ở Đức, VIRGO ở Italia và TAMA ở Nhật Bản – đều đang từng phút tìm

kiếm những thay đổi chiều dài tương đối của hai cánh tay kích cỡ kilomét gây ra

bởi sự truyền sóng hấp dẫn. Trong vài năm tới, chúng sẽ có thể phát hiện những tín

hiệu tần số cao (cỡ 100 Hz hoặc cao hơn) phát ra bởi những vật thể hấp dẫn mạnh

mẽ nhất (xem hình 1).