Danh sách bài viết

Trung Quốc săn tìm "bóng ma" vũ trụ

Cập nhật: 29/03/2016

Săn tìm trong bóng tối của vũ trụ, những người đi săn không biết con mồi của họ trông như thế nào hay nó sẽ xuất hiện khi nào và ở đâu.
 
Vật chất tối là một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý hiện đại.
Vật chất tối là một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý hiện đại. (Hình minh họa: Wallpaper)

 
Dấu vết rõ ràng nhất mà họ có là những dãy số và biểu đồ tải xuống máy tính bên trong tòa nhà màu trắng của Đài thiên văn Purple Mountain ở trung tâm Nam Kinh, thủ phủ tỉnh Giang Tô phía đông Trung Quốc. Những chiếc máy tính nhận dữ liệu từ Vệ tinh Khám phá Hạt vật chất tối (DAMPE), ở cách Trái Đất 500 km.
"Vật chất tối hẳn phải ở đó. Nhưng chúng tôi không biết liệu mình có đủ may mắn để tìm thấy nó, hay trông thấy hình dáng của nó", Chang Jin, nhà khoa học chỉ đạo chương trình DAMPE của Trung Quốc, mô tả công cuộc tìm kiếm phần khối lượng còn thiếu của vũ trụ.
Theo Xinhua, các nhà khoa học tin rằng chỉ có khoảng 5% tổng khối lượng - năng lượng của vũ trụ hình thành từ vật chất thông thường gồm các hạt proton, neutron và electron. Phần còn lại tạo thành từ vật chất tối và năng lượng tối. Vật chất tối giống như bóng ma trong vũ trụ, không phát ra hay phản xạ bức xạ điện từ đủ để quan sát trực tiếp, là một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học hiện đại.
Là giả thuyết mà các nhà khoa học đưa ra để giải thích phần khối lượng còn thiếu của vũ trụ cũng như ánh sáng bị bẻ cong kỳ lạ từ những thiên hà xa xôi, vật chất tối được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng vật lý dù sự tồn tại của nó chưa bao giờ được chứng minh cụ thể.
Theo Chang, việc hiểu rõ vật chất tối có thể đem đến cho chúng ta cái nhìn rõ ràng hơn về quá khứ - tương lai của những dải thiên hà và vũ trụ, là phát hiện mang tính cách mạng trong lĩnh vực vật lý và khoa học vũ trụ. Vũ trụ chứa đựng bí mật riêng và những người săn tìm bí mật của nó cần một công cụ tốt để khám phá.
Các nhà khoa học ví vệ tinh DAMPE, biệt danh "Ngộ Không", với thanh kiếm sắc bén có thể lần theo dấu vết của "bóng ma" vũ trụ bằng cách sử dụng phổ quan sát rộng nhất từ trước tới nay và thiết bị có độ phân giải năng lượng cao nhất trên thế giới.
 
Vệ tinh thám hiểm vật chất tối Ngộ Không của Trung Quốc.
Vệ tinh thám hiểm vật chất tối Ngộ Không của Trung Quốc. (Ảnh: Đại học Geneva)

 
Vệ tinh này được phóng thành công lên quỹ đạo hôm 17/12/2015. Sau khi phóng, mỗi ngày Chang luôn lo lắng liệu 76.000 máy dò nhỏ trên vệ tinh có hoạt động tốt không, dữ liệu có đáng tin cậy không, bộ lưu trữ và khả năng phân tích của máy tính có đáp ứng nhu cầu không.
Chi phí chế tạo của DAMPE chỉ bằng 1/7 Kính viễn vọng Không gian FERMI của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) và 1/20 máy dò hạt AMS-02 trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Chang khẳng định vệ tinh sẽ cho kết quả xứng đáng với chi phí đầu tư.
Khi Chang bắt đầu làm việc ở Đài quan sát Purple Mountain năm 1992, ông chọn tập trung vào quan sát electron năng lượng cao và tia gamma, vì chưa có nhà khoa học nào từng thực hiện công việc này trước đây. Tuy nhiên, công việc đòi hỏi thiết bị đắt tiền mà Trung Quốc không thể đáp ứng vào những năm 1990. Vì vậy, Chang phát triển một phương pháp mới có chi phí thấp hơn để quan sát electron năng lượng cao và tia gamma.
Chang thuyết phục các nhà khoa học Mỹ ứng dụng phương pháp quan sát của ông trong chương trình ATIC. Họ thả khí cầu gắn thiết bị nghiên cứu ở Nam Cực để đo năng lượng và thành phần tia vũ trụ từ cuối năm 2000 đến đầu năm năm 2001.
Phân tích dữ liệu hé lộ một lượng thặng dư electron năng lượng cao bất ngờ không thể giải thích bằng mô hình chuẩn về nguồn gốc tia vũ trụ, trong đó electron được gia tốc từ những nguồn như tàn dư vụ nổ siêu tân tinh và sau đó truyền qua dải thiên hà.
Chang tin lượng thặng dư này có thể là kết quả từ sự triệt tiêu vật chất tối. Trong những năm sau đó, ông và đồng nghiệp cải thiện thiết bị và phương pháp nghiên cứu, đồng thời tiến hành thêm ba quan sát phía trên Nam Cực.
Chang dành gần một thập kỷ để phân tích dữ liệu. Vợ ông hồi tưởng ông giống như một người điên khi ở nhà, luôn miệng lẩm bẩm những con số kỳ lạ. Khi một ý tưởng mới nảy ra, ông lại lao tới phòng thí nghiệm viết chương trình để tính toán.
Dữ liệu của chương trình ATIC không loại trừ tác động từ những thiên thể khác. Trong thời gian khí cầu lơ lửng giữa khí quyển, các hạt năng lượng cao sẽ va chạm với không khí và tạo ra nhiều nhiễu loạn. Chang cho rằng cần phóng vệ tinh vào vũ trụ để quan sát rõ hơn.
Chang nộp đơn xin triển khai vệ tinh nghiên cứu vật chất tối vào năm 2002, nhưng không được hồi đáp. Ông thử lại vào năm 2003 nhưng vẫn thất bại. Trong những năm tháng đó, Chang và nhóm nghiên cứu của ông tham gia phát triển trọng tải trên tàu vũ trụ Thần Châu và thiết bị thăm dò Hằng Nga của Trung Quốc, qua đó giành nhiều tiếng tăm.
Chang vẫn kiên trì tiến hành công cuộc nghiên cứu vật chất tối. Ông thực hiện vô số tính toán và thí nghiệm, đồng thời nâng cấp các công nghệ. Năm 2008, Chang công bố bài báo trên tạp chí uy tín Nature, giới thiệu kết quả phát hiện lượng thặng dư electron năng lượng cao bất thường. Phát hiện này được xem như một trong những thành tựu nghiên cứu quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý năm đó.
Các chuyên gia cho rằng nếu được xác nhận, quan sát sẽ là bằng chứng đầu tiên về sự triệt tiêu hạt vật chất tối mà loài người tìm ra. Phát hiện dẫn đến một cuộc chạy đua toàn cầu nhằm tìm ra vật chất tối.
Năm 2011, Trung Quốc triển khai chương trình phát triển một loạt vệ tinh khoa học, bao gồm DAMPE. Giấc mơ của Chang đã trở thành hiện thực. "Vật chất tối thực sự rất bí ẩn. Điều hấp dẫn tôi nhất là chúng ta hầu như không biết gì về nó. Khi nào chúng ta sẽ tìm thấy vật chất tối? Không ai có thể nói rõ. Có thể là ngày mai, có thể là vài năm nữa", Chang chia sẻ. Ông tin chắc DAMPE sẽ tạo ra một số phát hiện thú vị về vật chất tối hoặc những hiện tượng thiên văn khác.

Theo VnExpress

Nguồn: / 0

Máy tính AI có thể chạy trong môi trường khắc nghiệt như sao Kim

Các ngành công nghệ

Bộ lưu trữ máy tính mới có thể hoạt động ở nhiệt độ nóng đến mức đá bắt đầu tan chảy có thể mở đường cho các máy tính hoạt động trong môi trường khắc nghiệt trên sao Kim.

Trung Quốc công bố phát minh đột phá: Ứng dụng kỹ thuật công nghệ tạo ra vật liệu "bền chưa từng có"

Các ngành công nghệ

Quy trình đơn giản, tiết kiệm chi phí nhưng tạo ra các vật liệu có thể dễ dàng ứng dụng trong vận tải, hàng không vũ trụ.

Microsoft ra mắt AI theo dõi mọi việc bạn làm trên máy tính

Các ngành công nghệ

Hệ thống mới mang tên "Windows Recall", hứa hẹn khả năng ghi nhớ như "bộ nhớ chụp ảnh" nhưng đồng thời dấy lên lo ngại về quyền riêng tư người dùng.

Trung Quốc phát triển máy đào hầm nổ xuyên đá cứng đầu tiên trên thế giới

Các ngành công nghệ

Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển máy đào hầm và nổ đá (BBM) đầu tiên trên thế giới, có thể tăng hơn 30% hiệu suất khi khoan lớp đá siêu cứng.

Đến lượt AI của Elon Musk tích hợp tính năng nhìn, nghe, nói như con người

Các ngành công nghệ

Grok, chatbot AI do xAI - công ty của Elon Musk phát triển - đang trong quá trình được tích hợp khả năng xử lý thông tin đa phương tiện, cho phép người dùng tương tác bằng cả hình ảnh và văn bản.

Con người có thể điều khiển vật bằng suy nghĩ không cần cấy chip

Các ngành công nghệ

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Carnegie Mellon phát triển một giao diện não - máy tính không xâm lấn giúp con người di chuyển vật thể bằng suy nghĩ.

"Hồi sinh" công cụ tìm kiếm đầu tiên trên thế giới

Các ngành công nghệ

Một nhóm nhà sáng tạo nội dung trên YouTube đã tìm lại và "hồi sinh" phiên bản cuối cùng của Archie - công cụ tìm kiếm đầu tiên trên thế giới.

"Ông trùm" ngành bia Nhật Bản mở bán chiếc thìa điện tử ngăn đột quỵ

Các ngành công nghệ

Chiếc thìa điện tử truyền một điện trường yếu từ thìa để tập trung các phân tử ion natri trên lưỡi nhằm tăng cường cảm nhận vị mặn của thức ăn mà không cần bỏ thêm muối.

Các nhà khoa học tạo ra thiết bị tàng hình lấy cảm hứng từ côn trùng

Các ngành công nghệ

Con rầy - một loài côn trùng ăn lá phổ biến tiết ra những hạt nhỏ brochosome, có thể là nguồn cảm hứng để các nhà khoa học chế tạo công nghệ tàng hình.

Tìm ra cách uốn cong ánh sáng để tạo mạng 6G siêu tốc

Các ngành công nghệ

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra cách điều khiển mới đối với tín hiệu terahertz, từ đó mở đường cho mạng 6G cực nhanh.