Ðăng nhập

View Full Version : Sóng hấp dẫn – Có lẽ Hawking lại thua cược


minhduongf
29-08-2012, 10:37 AM
Stephen Hawking cũng là kẻ có máu cờ bạc. Ông đã đánh cược về mọi thứ, từ hoạt động của lỗ đen cho đến việc khám phá ra sóng hấp dẫn. Tin xấu cho Hawking là một nghiên cứu “sự nhòe lượng tử” có thể làm giảm đáng kể cơ hội thắng cược trong vụ cá độ gần đây nhất của ông.

Năm 2002, Hawking đánh cược với người đồng nghiệp tại Đại học Cambridge của ông, Neil Turok, rằng các nhà vũ trụ học sẽ sớm phát hiện ra các sóng hấp dẫn nguyên thủy và vì thế xác nhận lí thuyết lạm phát. Vũ trụ của chúng ta được cho là đã trải qua lạm phát – một thời kì giãn nở theo hàm mũ – một phần của một giây sau Big Bang, phát ra những gợn sóng trong cấu trúc không-thời gian gọi là sóng hấp dẫn.


http://www.newscientist.com/data/images/ns/cms/mg20527453.700/mg20527453.700-1_300.jpg

Hấy vậy chứ ham cá cược! (Ảnh: Frederick M. Brown/Getty) Tàu Khảo sát Vi sóng Phi đẳng hướng Wilkinsom (WMAP) của NASA đã tìm thấy những vết chân của sự lạm phát trong phông nền vi sóng vũ trụ (CMB), bức xạ phát ra khoảng 370.000 năm Big Bang. Nhưng WMAP không đủ nhạy để theo dõi các dấu hiệu của sóng hấp dẫn. Vệ tinh Planck được phóng lên hồi tháng 5/2009 để mang lại một hình ảnh chi tiết hơn nhiều của CMB. Nó đang tìm kiếm dấu vết của những con sóng như vậy bằng cách nghiên cứu những biến thiên nhỏ xíu trong nhiệt độ của CMB từ điểm này đến điểm khác trong bầu trời. Hawking đang cược rằng cường độ của những con sóng ấy sẽ nằm trên một giá trị nhất định. Nếu ông đúng, thì vệ tinh Planck sẽ tìm ra chúng.

Tuy nhiên, cơ hội của Planck trông thấy những dấu hiệu của sóng hấp dẫn tùy thuộc vào cái chính xác xảy ra trong lạm phát, theo Qaisar Shafi thuộc trường Đại học Delaware ở Newark. “Có khả năng Planck sẽ bỏ lỡ nó”, Shafi nói.

Sự lạm phát đã được châm ngòi bởi một trường trong vũ trụ sơ khai gọi là inflaton, trường này có mật độ năng lượng giảm từ từ, giống như một quả bóng đang lăn xuống một bờ dốc thoai thoải. Theo phương trình thuyết tương đối rộng Einstein, không-thời gian giãn nở theo hàm mũ, quá trình chỉ dừng lại khi inflaton chạm tới đáy con dốc. Những mô hình đơn giản nhất giả định rằng bờ dốc – còn gọi là thế inflaton – giống như một parabol rất cạn.

http://thuvienvatly.com/home/images/stories3/hiepkhachquay/tintuc2/lamphat2.PNG

Giờ thì Shafi cho rằng thế inflaton nên lập mô phỏng trên một trường khác mà các nhà vật lí nghĩ rằng tồn tại trong tự nhiên: trường Higgs, cái mang lại cho tất cả các hạt sơ cấp khối lượng của chúng. Thế Higgs có hình dạng giống như một cái nón Mexico (xem hình).

“Nếu tự nhiên chọn trường Higgs, thì có lẽ nó còn chọn inflaton nữa”, Shafi nói. Ông đã lập mô phỏng sự lạm phát bằng thế Higgs, và còn thêm một biến nữa, biến chi phối mức độ inflaton tương tác cơ lượng tử với những trường khác khi sự lạm phát kết thúc. “Sự ghép cặp” này sẽ chuyển hóa năng lượng và tạo ra bức xạ dẫn đến sự hình thành vật chất, Shafi nói.


Những tính toán cho thấy mức độ ghép cặp càng cao, thì cường độ sóng hấp dẫn phát sinh bởi sự lạm phát càng thấp. Đồng thời, giá trị khả dĩ cho cường độ sóng hấp dẫn sẽ phân tán trên ngưỡng rộng hơn nhiều so với tiên đoán trong những mô hình đơn giản hơn. Điều đó có lẽ nghĩa là cường độ thật sự của chúng hóa ra nằm dưới giá trị ngưỡng mà vệ tinh Planck có khả năng phát hiện. “[Sự ghép cặp] lượng tử làm lu mờ đi các tiên đoán”, Shafi nói, ông sẽ trình bày nghiên cứu của mình tại hội nghị Vật chất tối 2010 tại trường Đại học California, Los Angeles, trong tháng 2 này.


Tuy nhiên, Hawking vẫn lạc quan. Hồi tháng 8/2009, tại một cuộc họp ở Cambridge, ông đã nhắc lại tiên đoán của mình rằng sóng hấp dẫn sẽ được quan sát thấy ở những cường độ mà Planck có thể quan sát. Hawking vẫn chưa chịu thua. “Cho đến nay, Stephen không biết thua là gì đâu”, Turok nói, ông hiện làm việc tại Viện Perimeter ở Waterloo, Ontario, Canada.

Những món cược của Hawking



Năm 1975, Stephen Hawking cược với Kip Thorne rằng nguồn tia X Cygnus X-1 không ẩn chứa lỗ đen nào. Thorne sẽ được trả tiền mua Penthouse nếu ông thắng, còn Hawking sẽ trả tiền mua tạp chí châm biếm Anh Private Eye nếu ông thắng. Hawking đã thua.
Hawking và Thorne cược với John Preskill hồi năm 1997 rằng lỗ đen phá hủy mọi thứ rơi vào chúng, và không có thông tin nào có thể thoát ra khỏi lỗ đen. Hawking đã thừa nhận rằng ông sai vào năm 2004, mua cho Preskill một quyển từ điển bách khoa về bóng chày. Thorne thì không thừa nhận thất bại.
Năm 2000, Hawking cược 100 đô la với Gordon Kane rằng boson Higgs sẽ không được khám phá ra bởi máy va chạm Tevatron tại Fermilab ở Batavia, Illinois, Mĩ. Cỗ máy va chạm trên vẫn đang tìm kiếm.


Thư viện Vật lý (Theo New Scientist)



Xem bài gốc. (http://thienvanbachkhoa.org/news/index.php?option=com_content&view=article&id=2412:song-hap-dan-co-le-hawking-lai-thua-cuoc&catid=69:cac-nha-tvh-hien-dai&Itemid=94)