Giải Nobel Vật lý 2019: Những phát hiện thay đổi hoàn toàn nhận thức về vũ trụ

Giải Nobel Vật lý 2019 đã được trao cho nhà vũ trụ học James Peebles cùng hai nhà thiên văn học, Michel Mayor và Didier Queloz. Ủy ban Nobel cho biết những khám phá của các nhà khoa học này đã giúp “thay đổi hoàn toàn nhận thức của chúng ta về vũ trụ.”

Video công bố danh tính 3 nhà khoa học đoạt giải Nobel Vật lý 2019:

Theo đó, ba nhà khoa học sẽ chia nhau giải thưởng có trị giá 900.000 USD, trong đó một nửa giải thưởng thuộc về nhà khoa học người Mỹ gốc Canada – James Peebles – bởi những phát hiện mang tính lý thuyết về vũ trụ học vật lý của ông đã giúp nâng cao nhận thức về lịch sử của vũ trụ trong gần 14 tỷ năm. Một nửa còn lại thuộc về hai nhà khoa học người Thụy Sĩ – Michel Mayor và Didier Queloz, những người đầu tiên khám phá ra một ngoại hành tinh (exoplanet) quay quanh ngôi sao giống như Mặt Trời của chúng ta.

Hai lĩnh vực nghiên cứu, tuy khác nhau rất nhiều về nội dung, nhưng đã góp phần trả lời cho những câu hỏi cơ bản về sự tồn tại của chúng ta trong vũ trụ, Ulf Danielsson, thành viên thuộc Ủy ban Nobel, cho biết trong một chương trình phát trực tuyến.

James Peebles, giáo sư khoa học Albert Einstein tại Đại học Princeton (Mỹ), không cảm thấy bất ngờ khi hay tin mình nhận được giải thưởng Nobel. “Tôi đã làm việc trong ngành vũ trụ học được 55 năm,” ông cho biết trong một cuộc phỏng vấn. “Tôi là người đã nghiên cứu về lĩnh vực này từ những ngày đầu tiên. Tôi đã từng nghĩ tới giải thưởng này.”

Michel Mayor là nhà vật lý thiên văn và giáo sư danh dự thuộc khoa vũ trụ học tại Đại học Geneva. Theo Hiệp hội Hành tinh (Planetary Society), ông chính thức nghỉ hưu vào năm 2007, nhưng vẫn làm việc tại Đài thiên văn Geneva.

Didier Queloz là giáo sư thuộc nhóm vật lý thiên văn tại Phòng thí nghiệm Cavendish thuộc Đại học Cambridge (Anh) và tại Đại học Geneva. Queloz cho biết ông cảm thấy kinh ngạc trước những phát hiện của chính bản thân mình.

Lý thuyết nền tảng cho nhận thức về vũ trụ

Tiến sĩ Peebles bắt đầu nghiên cứu vũ trụ vào những năm 1960. Khi ấy, những khái niệm như khoảng cách trong vũ trụ hay tuổi của vũ trụ thường rất mơ hồ.

“Có một vài bằng chứng được tìm thấy,” ông nói. “Nhưng chúng dường như không đủ để thuyết phục tôi.”

Công trình nghiên cứu của Tiến sĩ Peebles đã giúp đặt nền móng cho ngành vũ trụ học trong suốt 50 năm qua. Theo thông cáo của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển hôm 8/10, khung lý thuyết được phát triển qua hai thập kỷ của ông là nền tảng cho nhận thức hiện đại của chúng ta về lịch sử vũ trụ, từ vụ nổ Big Bang cho đến ngày nay.

Gần 400.000 năm sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ tăm tối dần trở nên trong suốt, cho phép ánh sáng truyền qua không gian. Ngày nay, bức xạ còn sót lại dưới dạng phông vi sóng vũ trụ và lưu giữ nhiều thông tin về vũ trụ thuở đầu.

Với các công cụ lý thuyết và tính toán, Peebles giải mã những dấu vết sót lại từ thuở sơ khai của vũ trụ và phát hiện nhiều quá trình mới. Ông nhận thấy chúng ta mới chỉ biết 5% vũ trụ khả kiến dưới dạng ngôi sao, hành tinh và con người. 95% còn lại bao gồm năng lượng tối và vật chất tối theo cách gọi của các nhà vật lý. Năng lượng tối là lực thúc đẩy sự mở rộng của vũ trụ trong khi vật chất tối vô hình dường như lơ lửng quanh các thiên hà, chỉ có thể nhận biết qua sức hút trọng lực.

>> Vật chất và ý thức là một thể thống nhất

Năm 1998, hai nhóm thiên văn học đã chứng minh rằng lý thuyết của Tiến sĩ Peebles là đúng, rằng vũ trụ không chỉ đang giãn nở mà còn với tốc độ tăng dần. Nghiên cứu này cũng nhận giải Nobel Vật lý năm 2011.

Tiến sĩ Peebles lưu ý rằng phần lớn các hiện tượng trong vũ trụ, như vật chất tối và năng lượng tối hiện vẫn còn là điều bí ẩn. Các nhà khoa học vẫn chưa xác định được thứ gì tạo nên vật chất tối và năng lượng tối.

Giải Nobel Vật lý cho việc tìm thấy các ngoại hành tinh

Hai nhà khoa học Michel Mayor và Didier Queloz ở Đại học Geneva đã khám phá các khu vực lân cận hệ Mặt Trời trong Dải Ngân Hà. Tháng 10/1995, họ đã tìm thấy hành tinh khổng lồ quay quanh ngôi sao 51 Pegasi ở cách Trái Đất chừng 50 năm ánh sáng.

Sử dụng thiết bị chuyên dụng, họ quan sát thấy hành tinh giống sao Mộc 51 Pegasi b từ Đài thiên văn Haute-Provence ở phía nam nước Pháp. Đây là ngoại hành tinh đầu tiên được phát hiện quanh một ngôi sao dãy chính, loại sao hợp nhất nguyên tử hydro để hình thành nguyên tử heli ở lõi. Sao dãy chính, bao gồm cả Mặt Trời, là loại sao phổ biến nhất trong vũ trụ.

Hành tinh 51 Pegasi b mất 4 ngày để hoàn thành quỹ đạo của nó, có nghĩa là đường đi của nó gần với ngôi sao – chỉ cách 8 triệu km. Ngôi sao khiến hành tinh có nhiệt độ lên đến hơn 1.000 độ C. Hành tinh mới được phát hiện này cũng có kích thước lớn đến mức đáng ngạc nhiên – một khối cầu khí có thể so sánh với Sao Mộc, hành tinh lớn nhất Hệ Mặt Trời. So với Trái Đất, thể tích Sao Mộc có thể tích lớn hơn 1.300 lần và khối lượng hơn gấp 300 lần.

Phát hiện của họ đã mở ra cuộc cách mạng trong ngành thiên văn học. Kể từ sau đó, hơn 4.000 ngoại hành tinh được phát hiện trong dải Ngân Hà với sự đa dạng về kích thước, hình thái và quỹ đạo.

“Những thế giới mới, kỳ lạ vẫn đang được khám phá, với đủ loại kích cỡ, dạng thức và quỹ đạo khác nhau. Chính những điều này đang buộc giới khoa học phải nhìn nhận lại những học thuyết về các tiến trình vật lý đằng sau nguồn gốc của những hành tinh,” trích nội dung thông cáo của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển.

Theo The New York Times, The Guardian
Phan Anh tổng hợp