TRÀ DƯ TỬU HẬU 14/a
Chủ Nhật, tháng 7 24, 2016Chuyện 15: KHỐI LƯỢNG
Hôm nay, chủ nhật, đi ra đi vô, rảnh, buồn thiu. Thò túi thấy ĐT, thèm nhậu, liền gọi cho ông A:
-Alô, anh A ạ?...Em, Thu đây!...Buồn quá, anh em mình nhậu sớm đi!
Tiếng ông A đáp lại:
-Cái thằng!...Mới hôm qua bí tỉ....Thôi được rồi! Sang đây!
Thế là tôi "tót" sang liền, trước khi chống chế yếu xìu:
-Muốn sang lai rai nghe anh nói chuyện triết học...
....
Bàn nhậu bày ra cũng nhanh: một tô canh cua hâm lại, một dĩa cà pháo, một chén mắm tôm và một bình rượu đế "Gò đen" cỡ hai lít. Trước khi "mở màn" cuộc nhậu, ông A không quên mời ông B, ông C qua ĐT. Thế rồi khi hai người "lai rai" hết...nửa bình rượu, đã ngà ngà say thì ông B và ông C mới đến. Biết là sẽ không đủ, tôi vội "phi" đi mua thêm rượu. Lúc về, từ xa, đã nghe giọng ông B:
-Đi gần hết cuộc đời, đọc bao nhiêu sách vở, tưởng chừng như đã hiểu hết thế giới tự nhiên này rồi. Ấy vậy mà hôm bữa, nghe anh A "thuyết trình" xong, về ngẫm nghĩ, lại thấy mù tịt, chẳng hiểu gì cả. Giả dụ là vấn đề khối lượng, khối lượng là gì, khối lượng sinh ra từ đâu? Anh A có nói được không anh A?
Ông A cười, lắc đầu:
-Tôi chịu! Có lẽ không có ai trả lời trọn vẹn, thông suốt được đâu, chí ít thì cũng trong thế kỷ XXI này!
-Để tôi tìm trên mạng xem thế nào! -Ông C nói rồi hồ hởi mở laptop.
Sau đây là những gì ông C tìm thấy trên mạng:
"Khối lượng
Danh từ
khối to lớn xét về mặt số lượng
- khối lượng công việc
- một khối lượng tác phẩm đồ sộ"
"Khối lượng
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Khối lượng là thước đo về số lượng vật chất tạo thành vật thể. Khối lượng được hiểu phổ thông nhất là sức nặng của vật trên mặt đất. Sau khi Newton (Niutơn) tìm ra các định luật cơ học, khái niệm khối lượng được hiểu rộng hơn đó là khối lượng của vật nào có tỷ lệ tương đương lực hấp dẫn của vật đó lên các vật khác (do sức hút của Trái Đất tác dụng lên vật vì thế nó đồng nghĩa với trọng lượng, khối lượng m tỷ lệ với trọng lượng P qua g theo công thức P = m*g, với g là gia tốc rơi tự do ≈ 9,8 m/s^2). Khối lượng thường được đo bằng cân lò so (thực ra là đo trọng lượng), hoặc so sánh với một vật mẫu nào đó theo kiểu đòn bẩy.
Khối lượng của vật có thể tính từ tích phân toàn bộ thể tích của vật:
Đơn vị tiêu chuẩn đo khối lượng ở Việt Nam, tuân theo hệ đo lường quốc tế, là kilôgam. Các quốc gia khác trên thế giới có thể sử dụng đơn vị đo khác. Tham khảo thêm tại trang đơn vị đo khối lượng.
Khối lượng của vật có thể tính từ tích phân toàn bộ thể tích của vật:
Đơn vị tiêu chuẩn đo khối lượng ở Việt Nam, tuân theo hệ đo lường quốc tế, là kilôgam. Các quốc gia khác trên thế giới có thể sử dụng đơn vị đo khác. Tham khảo thêm tại trang đơn vị đo khối lượng.
Tính chất
Khối lượng của một vật cũng đặc trưng cho mức độ vật đó hấp dẫn các vật thể khác, theo định luật vạn vật hấp dẫn Newton. Vật có khối lượng lớn có tạo ra xung quanh trường hấp dẫn lớn.
Khối lượng hiểu theo nghĩa độ lớn của quán tính, khối lượng quán tính, không nhất thiết trùng với khối lượng hiểu theo nghĩa mức độ hấp dẫn vật thể khác, khối lượng hấp dẫn. Tuy nhiên các thí nghiệm chính xác hiện nay cho thấy hai khối lượng này rất gần nhau và một tiên đề của thuyết tương đối rộng của Albert Einstein phát biểu rằng hai khối lượng lượng này là một.
Khối lượng tương đối tính
Trong vật lý cổ điển người ta coi khối lượng của một vật là một đại lượng bất biến, không phụ thuộc vào chuyển động của vật. Tuy nhiên đến vật lý hiện đại người ta lại có cách nhìn khác về khối lượng, khối lượng có thể thay đổi tùy theo hệ quy chiếu. Khối lượng trong vật lý hiện đại bao gồm khối lượng nghỉ, có giá trị trùng với khối lượng cổ điển khi vật thể đứng yên trong hệ quy chiếu đang xét, cộng với khối lượng kèm theo động năng của vật.Khối lượng toàn phần lúc này, m, còn gọi là khối lượng tương đối tính, liên hệ với khối lượng nghỉ, m0, qua vận tốc chuyển động, v, theo m = γ m0 với:
- v2 = v.v
- E=mc2
Khối lượng toàn phần, m, cũng được dùng để định nghĩa xung lượng tương đối tính, p:
- p = m v
Định luật bảo toàn
"Hạt Higgs chưa thể giải thích nguồn gốc của khối lượng “dôi ra”
Mọi người đều biết, từ tháng 7/2012 máy gia tốc hạt lớn (LHC) của Tổ chức Nghiên cứu Nguyên tử châu Âu (CERN) đã đưa ra bằng chứng mạnh mẽ xác định sự tồn tại của hạt Higgs boson - có nhà khoa học gọi là Hạt của Chúa - mà loài người săn tìm bao lâu nay.
Nhưng trong khi hạt Higgs giải thích được vì sao các hạt cơ bản (như hạt Quark) có khối lượng, thì bản thân hạt Quark lại chưa thể giải thích được khối lượng của hầu hết các vật chất nhìn thấy được trong vũ trụ - tất cả mọi thứ chúng ta nhìn hoặc cảm nhận thấy xung quanh mình.
Để hiểu rõ cái gì đã kết hợp lại với nhau tất cả các loại vật chất nhìn thấy (khả kiến) - từ định tinh cho đến hành tinh, cho đến con người, không thứ gì là không, - bạn cần phải biết các hạt Quark và hạt Gluon tác dụng với nhau như thế nào. Đó chính là bản chất của môn vật lý vật chất Quark, cũng là nội dung trọng tâm của Hội thảo quốc tế về Vật chất Quark (Quark Matter 2012 international conference) họp tại Washington từ 12 đến 18 tháng 8 năm 2012.
Ông Peter Steinberg, một nhà vật lý làm việc tại Phòng Thí nghiệm quốc gia Brookhaven National Laboratory (Mỹ), cũng là người tích cực tham gia hội nghị kể trên, nói: “Trong vũ trụ khả kiến có một phần khối lượng mà hạt Higgs không thể giải thích được. Chúng tôi đang nghiên cứu 99% của phần khối lượng đó”.
Ông giải thích tiếp: vật chất khả kiến là nói tất cả những vật chất do nguyên tử họp thành; khối lượng của nguyên tử chủ yếu là khối lượng của các Proton và Neutron làm nên hạt nhân nguyên tử, còn các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân hầu như không có đóng góp gì vào khối lượng nguyên tử. Nhưng mỗi Proton và Neutron đều hình thành bởi 3 hạt Quark, mà khối lượng của mỗi Proton và Neutron lại vượt quá tổng khối lượng của các hạt Quark hợp thành. Như vậy phần khối lượng “dôi dư” ấy từ đâu mà ra ?
Các nhà vật lý tin rằng câu trả lời là ở chỗ Quark phát sinh tác dụng tương hỗ thông qua trao đổi Gluon và tác dụng qua lại giữa các Gluon với nhau. Gluon là một loại hạt không có khối lượng, nó thông qua lực mạnh nhất trong thiên nhiên - lực hạt nhân mạnh - ràng buộc các hạt Quark lại với nhau. Loại lực này có một tính chất đặc biệt nào đó. Nếu bạn muốn tách rời hạt Quark hạ nguyên tử (subatomic quarks), thì lực đó sẽ càng biến đổi mạnh lên. Để hiểu đặc tính loại lực này, các nhà vật lý tăng tốc cho hạt nhân nguyên tử (còn gọi là ion nặng) đạt tới gần bằng tốc độ ánh sáng, làm cho Gluon chiếm địa vị chủ yếu, sau đó cho chúng va chạm đối đầu nhau trong máy gia tốc hạt (như máy Relativistic Heavy Ion Collider RHIC tại Brookhaven National Laboratory hoặc máy LHC tại CERN). Các máy này có thể tạo dựng lại môi trường vũ trụ thời sơ khai, khi ấy Quark còn chưa kết hợp hình thành Proton và Neutron. Nghiên cứu hành vi của các hạt Quark “tự do” và Gluon trong plasma Quark-Gluon nguyên thủy sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn lực hạt nhân mạnh và sự sinh ra một lượng lớn khối lượng “dôi dư” ta thấy khi các hạt ấy kết hợp hình thành vật chất phổ thông.
Bởi vậy, cho dù vật chất khả kiến chỉ chiếm phần rất nhỏ trong toàn vũ trụ - chỉ có 5% - phần còn lại đều là do vật chất tối và năng lượng tối thần bí họp thành, việc nghiên cứu chúng cũng đủ để các nhà vật lý như Steinberg bận bịu không ít thời gian.
Nguyễn Hải Hoành dịch
Nguồn:http://phys.org/news/2012-08-quark-higgs.html"
Để hiểu rõ cái gì đã kết hợp lại với nhau tất cả các loại vật chất nhìn thấy (khả kiến) - từ định tinh cho đến hành tinh, cho đến con người, không thứ gì là không, - bạn cần phải biết các hạt Quark và hạt Gluon tác dụng với nhau như thế nào. Đó chính là bản chất của môn vật lý vật chất Quark, cũng là nội dung trọng tâm của Hội thảo quốc tế về Vật chất Quark (Quark Matter 2012 international conference) họp tại Washington từ 12 đến 18 tháng 8 năm 2012.
Ông Peter Steinberg, một nhà vật lý làm việc tại Phòng Thí nghiệm quốc gia Brookhaven National Laboratory (Mỹ), cũng là người tích cực tham gia hội nghị kể trên, nói: “Trong vũ trụ khả kiến có một phần khối lượng mà hạt Higgs không thể giải thích được. Chúng tôi đang nghiên cứu 99% của phần khối lượng đó”.
Ông giải thích tiếp: vật chất khả kiến là nói tất cả những vật chất do nguyên tử họp thành; khối lượng của nguyên tử chủ yếu là khối lượng của các Proton và Neutron làm nên hạt nhân nguyên tử, còn các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân hầu như không có đóng góp gì vào khối lượng nguyên tử. Nhưng mỗi Proton và Neutron đều hình thành bởi 3 hạt Quark, mà khối lượng của mỗi Proton và Neutron lại vượt quá tổng khối lượng của các hạt Quark hợp thành. Như vậy phần khối lượng “dôi dư” ấy từ đâu mà ra ?
Các nhà vật lý tin rằng câu trả lời là ở chỗ Quark phát sinh tác dụng tương hỗ thông qua trao đổi Gluon và tác dụng qua lại giữa các Gluon với nhau. Gluon là một loại hạt không có khối lượng, nó thông qua lực mạnh nhất trong thiên nhiên - lực hạt nhân mạnh - ràng buộc các hạt Quark lại với nhau. Loại lực này có một tính chất đặc biệt nào đó. Nếu bạn muốn tách rời hạt Quark hạ nguyên tử (subatomic quarks), thì lực đó sẽ càng biến đổi mạnh lên. Để hiểu đặc tính loại lực này, các nhà vật lý tăng tốc cho hạt nhân nguyên tử (còn gọi là ion nặng) đạt tới gần bằng tốc độ ánh sáng, làm cho Gluon chiếm địa vị chủ yếu, sau đó cho chúng va chạm đối đầu nhau trong máy gia tốc hạt (như máy Relativistic Heavy Ion Collider RHIC tại Brookhaven National Laboratory hoặc máy LHC tại CERN). Các máy này có thể tạo dựng lại môi trường vũ trụ thời sơ khai, khi ấy Quark còn chưa kết hợp hình thành Proton và Neutron. Nghiên cứu hành vi của các hạt Quark “tự do” và Gluon trong plasma Quark-Gluon nguyên thủy sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn lực hạt nhân mạnh và sự sinh ra một lượng lớn khối lượng “dôi dư” ta thấy khi các hạt ấy kết hợp hình thành vật chất phổ thông.
Bởi vậy, cho dù vật chất khả kiến chỉ chiếm phần rất nhỏ trong toàn vũ trụ - chỉ có 5% - phần còn lại đều là do vật chất tối và năng lượng tối thần bí họp thành, việc nghiên cứu chúng cũng đủ để các nhà vật lý như Steinberg bận bịu không ít thời gian.
Nguyễn Hải Hoành dịch
Nguồn:http://phys.org/news/2012-08-quark-higgs.html"
"Phương pháp mới tính khối lượng vũ trụ
"Ánh sáng và bóng tối có khối lượng hay không?
Ánh sáng là một điều kỳ diệu, nó giúp chúng ta có thể nhìn thấy mọi thứ, nó là các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường. Vào ban ngày chúng ta có thể thấy ánh sáng bao trùm khắp mọi nơi, nó là một phần không thể thiếu của sự sống. Các nhà khoa học đã dành rất nhiều công sức để nghiên cứu ánh sáng, bản chất của nó cùng với những ứng dụng vô cùng đặc biệt như năng lượng Mặt Trời hay sự quang hợp.
Tuy nhiên có một câu hỏi đơn giản trong vật lý nhưng không phải ai trong chúng ta cũng biết “Ánh sáng có khối lượng hay không và nếu có thì nó nặng bao nhiêu?”.
Để trả lời câu hỏi này, trước tiên chúng ta cần biết ánh sáng được tạo thành từ sự di chuyển của các photon, và điều đặc biệt là các photon không có khối lượng. Như vậy chúng ta có thể dễ dàng kết luận rằng ánh sáng không có khối lượng.
Tuy nhiên mọi chuyên không hề đơn giản như vậy, bởi vì các photon không có khối lượng nhưng chúng có năng lượng. Và theo Einstein thì E=mc2; năng lượng tương đương với khối lượng của vật thể nhân với bình phương tốc độ ánh sáng. Như vậy làm thế nào các photon có thể có năng lượng trong khi khối lượng (m) của nó bằng 0.
Trên thực tế những gì Einstein muốn chứng minh là năng lượng và khối lượng có thể hoán đổi cho nhau. Ánh sáng có thể không có khối lượng bất biến – trọng lượng mô tả sức nặng của một đối tượng. Tuy nhiên theo lý thuyết của Einstein chúng ta có thể kết luận rằng năng lượng và khối lượng cùng tồn tại với nhau.
Trên thực tế, các nhà khoa học đã chứng minh rằng ánh sáng chịu tác động của lực hấp dẫn. Đó là khi ánh sáng bị bẻ cong khi đến gần Mặt Trời, cũng như ánh sáng bị nuốt chửng bởi hố đen vũ trụ. Mà chỉ có các vật có trọng lượng mới chịu tác động của lực hấp dẫn (theo công thức vạn vật hấp dẫn của Newton, F=GMm/r2).
Trong trường hợp này các nhà khoa học gọi nó là khối lượng tương đối, khối lượng khi một đối tượng di chuyển. Như vậy, chúng ta có thể hiểu rằng bản chất ánh sáng không có khối lượng, nó chỉ có khối lượng tương đối khi di chuyển (được hiểu tương đương với năng lượng). Điều cần lưu ý là ánh sáng là sự di chuyển của các photon, chính vì thế ánh sáng luôn luôn di chuyển và cũng có nghĩa là nó luôn luôn có khối lượng tương đối.
Vậy ánh sáng không di chuyển sẽ không có khối lượng, trong khi đó ánh sáng với các photon không di chuyển sẽ không tạo ra các bức xạ nhìn thấy được và đồng nghĩa với bóng tối. Như vậy chúng ta có thể rút ra kết luận rằng bóng tối không có khối lượng, nó cũng không có khối lượng tương đối, bóng tối không có gì hết. Có thể tưởng tượng rằng nếu một chiếc hộp có thể chứa ánh sáng và một chiếc hộp chứa bóng tối thì chiếc hộp chứa ánh sáng sẽ nặng hơn.
Tuy nhiên khối lượng của ánh sáng là bao nhiêu? Hiện nay các nhà khoa học vẫn chưa đưa ra con số chính xác. Tuy nhiên ánh sáng di chuyển có năng lượng, có khối lượng tương đối, cũng có nghĩa là nó tác động lực lên vật thể mà nó chiếu vào. Các nhà khoa học đã đo được lực tương tác này của ánh sáng. Và kết quả là với 1 inch vuông (khoảng 6,5cm2) thì lực tác động này là 1/500.000 kg. Nếu tính trên một diện tích rộng lớn hơn chúng ta sẽ có một con số thú vị hơn. Ví dụ như vào một ngày nắng đẹp tại thành phố Chicago thì toàn bộ thành phố phải chịu một lực nén khoảng 140kg từ ánh sáng Mặt Trời.
"Công bố khối lượng của cả dải Ngân hà
-Để lần nhậu sau tôi..."bốc phét" cho nghe. Nhưng nói trước: đó là một hình dung "hoang tưởng", khó tin lắm, chỉ "trà dư tửu hậu" cho vui thôi! -Ông A vừa nói vừa cười cười lộ vẻ bí hiểm.
Thông qua chớp sóng vô tuyến, các nhà thiên văn có thể tính toán lượng vật chất mà chúng đi xuyên qua, từ đó tìm ra khối lượng của vũ trụ.
Kính viễn vọng Australian Telescope Compact Array. Ảnh: Alex Cherney.
|
Gần đây, các nhà thiên văn học phát hiện chớp sóng vô tuyến đến từ những nơi xa xôi. Mang tên Fast Radio Bursts (FRB), chúng chỉ kéo dài khoảng một mili giây và số chớp sóng được ghi nhận mới ở con số 16.
Vào ngày 18/4/2015, một chớp sóng được kính viễn vọng vô tuyến Parkes khẩu độ 64 m ở Australia ghi lại. Trong vòng vài giờ sau khi tin tức lan truyền, một số kính viễn vọng khác cũng tìm kiếm tín hiệu. Kính viễn vọng Australian Telescope Compact Array xác định được vị trí của chớp sóng. Đồng thời, kính viễn vọng quang học Subaru khẩu độ 8,2 m ở Đài thiên văn Quốc gia Nhật Bản cũng phát hiện chớp sóng đến từ một thiên hà cách Trái Đất 6 tỷ năm ánh sáng, theo The Guardian.
Đây là lần đầu tiên nguồn gốc cũng như khoảng cách di chuyển của FRB được đo đạc. Phát hiện góp phần quan trọng giúp các nhà khoa học tính khối lượng vũ trụ vì khi sóng vô tuyến di chuyển qua không gian, lượng vật chất chúng đi qua sẽ chia tần số sóng thành những dải khác nhau. Những tần số cao sẽ đến Trái Đất trước những tần số thấp. Độ trễ giữa các tần số cho phép nhà thiên văn tính toán lượng vật chất mà sóng vô tuyến đi xuyên qua trước khi đến Trái Đất.
Trong nghiên cứu công bố hôm nay trên tạp chí Nature, nhà nghiên cứu Evan Keane ở Đài thiên văn Jodrell Bank, Anh, tính toán theo cách này và phát hiện lượng vật chất trùng khớp hoàn toàn với những tính toán theo giả thuyết thay vì ước tính dựa trên số lượng sao trong vũ trụ. Vật chất mà các nhà khoa học chưa tìm ra nhiều khả năng đang trôi nổi trong không gian liên thiên hà ở những đám mây khí loãng.
Phương Hoa"
Có một câu hỏi đơn giản trong vật lý nhưng không phải ai trong chúng ta cũng biết “Ánh sáng có khối lượng hay không và nếu có thì nó nặng bao nhiêu?”.
Tuy nhiên có một câu hỏi đơn giản trong vật lý nhưng không phải ai trong chúng ta cũng biết “Ánh sáng có khối lượng hay không và nếu có thì nó nặng bao nhiêu?”.
Tuy nhiên mọi chuyên không hề đơn giản như vậy, bởi vì các photon không có khối lượng nhưng chúng có năng lượng. Và theo Einstein thì E=mc2; năng lượng tương đương với khối lượng của vật thể nhân với bình phương tốc độ ánh sáng. Như vậy làm thế nào các photon có thể có năng lượng trong khi khối lượng (m) của nó bằng 0.
Trên thực tế những gì Einstein muốn chứng minh là năng lượng và khối lượng có thể hoán đổi cho nhau. Ánh sáng có thể không có khối lượng bất biến – trọng lượng mô tả sức nặng của một đối tượng. Tuy nhiên theo lý thuyết của Einstein chúng ta có thể kết luận rằng năng lượng và khối lượng cùng tồn tại với nhau.
Trong trường hợp này các nhà khoa học gọi nó là khối lượng tương đối, khối lượng khi một đối tượng di chuyển. Như vậy, chúng ta có thể hiểu rằng bản chất ánh sáng không có khối lượng, nó chỉ có khối lượng tương đối khi di chuyển (được hiểu tương đương với năng lượng). Điều cần lưu ý là ánh sáng là sự di chuyển của các photon, chính vì thế ánh sáng luôn luôn di chuyển và cũng có nghĩa là nó luôn luôn có khối lượng tương đối.
Vậy ánh sáng không di chuyển sẽ không có khối lượng, trong khi đó ánh sáng với các photon không di chuyển sẽ không tạo ra các bức xạ nhìn thấy được và đồng nghĩa với bóng tối. Như vậy chúng ta có thể rút ra kết luận rằng bóng tối không có khối lượng, nó cũng không có khối lượng tương đối, bóng tối không có gì hết. Có thể tưởng tượng rằng nếu một chiếc hộp có thể chứa ánh sáng và một chiếc hộp chứa bóng tối thì chiếc hộp chứa ánh sáng sẽ nặng hơn.
Tham khảo: howstuffworks, io9, wiki"
"Thí nghiệm đột phá có thể chứng minh ánh sáng tạo ra vật chất (GenK.vn) - Liệu con người có thể tạo ra mọi vật từ hư không như những gì các đấng tạo hóa đã làm?
Các nhà vật lý tại đại học Imperial London mới đây đã thử nghiệm một ý tưởng vô cùng táo bạo trong lịch sử khoa học, có thể giúp chứng minh sự hình thành của vũ trụ là từ một vụ nổ ánh sáng vô cùng lớn (lý thuyết Big Bang). Với thí nghiệm vật lý này, các nhà khoa học muốn chứng minh có thể tạo ra vật chất chỉ bằng ánh sáng tinh khiết.
Thử nghiệm táo bạo này được bắt nguồn từ lý thuyết cách đây 80 năm của hai nhà vật lý Mỹ, Breit và Wheeler. Hai nhà vật lý này cho rằng việc phá hủy các cặp electron-positron sẽ tạo ra hai hoặc nhiều photon tự do, sau đó các photon này sẽ va chạm với nhau và tạo ra các cặp electron-positron mới (hay còn gọi là các cặp Breit-Wheeler), từ đó có thể tạo nên vật chất.
Trong một thí nghiệm nhằm tái hiện lại lý thuyết trên, các nhà khoa học tại đại học Imperial đã tìm ra một quá trình đặc biệt gồm hai bước. Bước đầu tiên, một chùm tia điện tử năng lượng cao sẽ bắn các electron với vận tốc ánh sáng vào một miếng vàng mỏng vài mm, trong môi trường chân không. Thông qua một quá trình gọi là “bức xạ hãm” (Bremsstrahlung), các tia điện tử năng lượng cao sau khi bắn phá vào mục tiêu sẽ mất đi động năng, tuy nhiên sau đó sẽ giải phóng các tia gamma gồm các hạt photon..
Bước thứ hai, các nhà khoa học sẽ tạo ra một từ trường để tập trung các tia gamma này thành một khoang hohlraum. Các hạt photon tập trung tại khoang này sẽ tiếp tục được bắn phá bởi chùm tia laser năng lượng cao, làm cho nó giống như một buồng bức xạ nhiệt mini. Các hạt photon trong khoang sẽ va chạm với các photon từ tia laser được chiếu vào và kết quả sẽ tạo ra hàng trăm ngàn cặp Breit-Wheeler.
Thử nghiệm này của các nhà vật lý nhằm tái hiện lại một vụ va chạm “tinh khiết” giữa các hạt photon, mà chỉ cần thực hiện trong phòng thí nghiệm chứ không cần đến máy gia tốc hạt cỡ lớn.
Bên cạnh đó, thí nghiệm này đặt ra tiền đề giúp các nhà khoa học dễ dàng tiếp cận lĩnh vực điện động lực học lượng tử. Đồng thời giúp chúng ta có thêm những kiến thức cơ bản về quá trình diễn ra trong vòng 100 giây đầu tiên khi vũ trụ hình thành, trả lời câu hỏi lớn nhất của ngành khoa học “Có phải một vụ nổ tia gamma siêu lớn đã tạo ra vật chất của vũ trụ đầu tiên?”
Thử nghiệm táo bạo này được bắt nguồn từ lý thuyết cách đây 80 năm của hai nhà vật lý Mỹ, Breit và Wheeler. Hai nhà vật lý này cho rằng việc phá hủy các cặp electron-positron sẽ tạo ra hai hoặc nhiều photon tự do, sau đó các photon này sẽ va chạm với nhau và tạo ra các cặp electron-positron mới (hay còn gọi là các cặp Breit-Wheeler), từ đó có thể tạo nên vật chất.
Bước thứ hai, các nhà khoa học sẽ tạo ra một từ trường để tập trung các tia gamma này thành một khoang hohlraum. Các hạt photon tập trung tại khoang này sẽ tiếp tục được bắn phá bởi chùm tia laser năng lượng cao, làm cho nó giống như một buồng bức xạ nhiệt mini. Các hạt photon trong khoang sẽ va chạm với các photon từ tia laser được chiếu vào và kết quả sẽ tạo ra hàng trăm ngàn cặp Breit-Wheeler.
Quy trình thử nghiệm của các nhà khoa học tại đại học Imperial.
Bên cạnh đó, thí nghiệm này đặt ra tiền đề giúp các nhà khoa học dễ dàng tiếp cận lĩnh vực điện động lực học lượng tử. Đồng thời giúp chúng ta có thêm những kiến thức cơ bản về quá trình diễn ra trong vòng 100 giây đầu tiên khi vũ trụ hình thành, trả lời câu hỏi lớn nhất của ngành khoa học “Có phải một vụ nổ tia gamma siêu lớn đã tạo ra vật chất của vũ trụ đầu tiên?”
Tham khảo: Gizmag"
09/06/2015 02:00 GMT+7
Dải Ngân hà vừa được "cân" tới mức chính xác nhất từ trước tới nay và kết quả thu được có thể giúp xác định thiên hà của chúng ta thực sự rộng lớn tới cỡ nào.
Trước đây, khối lượng của dải Ngân hà từng được phỏng đoán thông qua quan sát tốc độ của các ngôi sao, nhưng tỉ lệ sai số rất lớn. Kết quả của nghiên cứu mới nhất được tuyên bố chính xác hơn nhiều nhờ sử dụng một phương pháp đo lường mới.
Theo nghiên cứu mới, khối lượng của dải Ngân hà bằng 210 tỉ lần khối lượng của Mặt trời. Để đi đến kết quả này, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một cách mới để ước tính trọng lượng thiên hà của chúng ta.
Thay vì sử dụng tốc độ của các ngôi sao ở quầng ngân hà, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Andreas Küpper thuộc Đại học Columbia (Mỹ) đứng đầu, đã quan sát một cấu trúc giống luồng chảy của các ngôi sao bắt nguồn từ một hệ thống hằng tinh (nhỏ hơn thiên hà, có dạng hình cầu và gồm hàng ngàn ngôi sao), có tên gọi là Palomar 5.
Khi nghiên cứu luồng chảy trên, các chuyên gia tuyên bố có thể quan sát được "các dao động" do khối lượng của dải Ngân hà tạo ra. Dùng siêu máy tính Yeti của Đại học Columbia, họ đã tạo hàng triệu mô hình để tìm ra mức khối lượng nào tương ứng với những dao động quan sát được.
Nhóm nghiên cứu rốt cuộc đi đến kết luận rằng, khối lượng của dải Ngân hà, với tính toán chiều rộng chỉ 120.000 năm ánh sáng, gấp 210 tỉ lần khối lượng của Mặt trời. Sai số của tính toán này dường như là 20%.
Trong khi đó, các tính toán trước đây về khối lượng của dải Ngân hà ước tính nó bằng 750 - 1.000 tỉ lần khối lượng của Mặt trời, nhưng sai số lên tới 100%.
Tuy nhiên, tiến sĩ Küpper lưu ý rằng, mặc dù kết quả tính toán của ông nhỏ hơn 3 lần so với những con số công bố trước đó, chúng không thể so sánh trực tiếp với nhau do các nhóm nghiên cứu đo đạc các khu vực khác nhau của thiên hà. "Nó giống như việc định lượng dân số của khu Manhattan với độ chính xác cao, trong khi những nghiên cứu khác định lượng dân số của khu vực lớn hơn thuộc thành phố New York", ông Küpper giải thích.
Cụ thể là, các nghiên cứu đã tính toán khối lượng của một phần lớn hơn nhiều thuộc dải Ngân hà, với chiều rộng lên tới 1,8 triệu năm ánh sáng. Tiến sĩ Küpper nói thêm rằng, rất khó để thấy nơi dải Ngân hà kết thúc và thiên hà láng giềng - Andromeda - bắt đầu. Song, hầu hết các ngôi sao trong dải Ngân hà đều nằm trong phạm vi 40.000 năm ánh sáng.
Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sử dụng thêm nhiều luồng chảy sao của Palomar 5 và các hằng tinh khác để cải thiện con số tính toán. Họ cũng muốn nghiên cứu sâu hơn về cách so sánh dải Ngân hà của chúng ta với các thiên hà khác trong vũ trụ.
Tuấn Anh (Theo Daily Mail)"
-Quan niệm hiện nay của loài người về khối lượng là như thế. Nó vẫn không trả lời được câu hỏi: nguyên nhân nào làm tồn tại khối lượng và khối lượng sinh ra từ đâu. Thôi kệ, anh A cố cho ý kiến theo quan niệm của riêng anh đi anh A! -Ông B nêu ý kiến như năn nỉ. Trước đây, khối lượng của dải Ngân hà từng được phỏng đoán thông qua quan sát tốc độ của các ngôi sao, nhưng tỉ lệ sai số rất lớn. Kết quả của nghiên cứu mới nhất được tuyên bố chính xác hơn nhiều nhờ sử dụng một phương pháp đo lường mới.
Theo nghiên cứu mới, khối lượng của dải Ngân hà bằng 210 tỉ lần khối lượng của Mặt trời. Để đi đến kết quả này, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra một cách mới để ước tính trọng lượng thiên hà của chúng ta.
Thay vì sử dụng tốc độ của các ngôi sao ở quầng ngân hà, nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Andreas Küpper thuộc Đại học Columbia (Mỹ) đứng đầu, đã quan sát một cấu trúc giống luồng chảy của các ngôi sao bắt nguồn từ một hệ thống hằng tinh (nhỏ hơn thiên hà, có dạng hình cầu và gồm hàng ngàn ngôi sao), có tên gọi là Palomar 5.
Khi nghiên cứu luồng chảy trên, các chuyên gia tuyên bố có thể quan sát được "các dao động" do khối lượng của dải Ngân hà tạo ra. Dùng siêu máy tính Yeti của Đại học Columbia, họ đã tạo hàng triệu mô hình để tìm ra mức khối lượng nào tương ứng với những dao động quan sát được.
Nhóm nghiên cứu rốt cuộc đi đến kết luận rằng, khối lượng của dải Ngân hà, với tính toán chiều rộng chỉ 120.000 năm ánh sáng, gấp 210 tỉ lần khối lượng của Mặt trời. Sai số của tính toán này dường như là 20%.
Trong khi đó, các tính toán trước đây về khối lượng của dải Ngân hà ước tính nó bằng 750 - 1.000 tỉ lần khối lượng của Mặt trời, nhưng sai số lên tới 100%.
Tuy nhiên, tiến sĩ Küpper lưu ý rằng, mặc dù kết quả tính toán của ông nhỏ hơn 3 lần so với những con số công bố trước đó, chúng không thể so sánh trực tiếp với nhau do các nhóm nghiên cứu đo đạc các khu vực khác nhau của thiên hà. "Nó giống như việc định lượng dân số của khu Manhattan với độ chính xác cao, trong khi những nghiên cứu khác định lượng dân số của khu vực lớn hơn thuộc thành phố New York", ông Küpper giải thích.
Cụ thể là, các nghiên cứu đã tính toán khối lượng của một phần lớn hơn nhiều thuộc dải Ngân hà, với chiều rộng lên tới 1,8 triệu năm ánh sáng. Tiến sĩ Küpper nói thêm rằng, rất khó để thấy nơi dải Ngân hà kết thúc và thiên hà láng giềng - Andromeda - bắt đầu. Song, hầu hết các ngôi sao trong dải Ngân hà đều nằm trong phạm vi 40.000 năm ánh sáng.
Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sử dụng thêm nhiều luồng chảy sao của Palomar 5 và các hằng tinh khác để cải thiện con số tính toán. Họ cũng muốn nghiên cứu sâu hơn về cách so sánh dải Ngân hà của chúng ta với các thiên hà khác trong vũ trụ.
Tuấn Anh (Theo Daily Mail)"
-Để lần nhậu sau tôi..."bốc phét" cho nghe. Nhưng nói trước: đó là một hình dung "hoang tưởng", khó tin lắm, chỉ "trà dư tửu hậu" cho vui thôi! -Ông A vừa nói vừa cười cười lộ vẻ bí hiểm.
0 comments:
Hãy viết bằng tiếng Việt có dấu trực tuyến:
Easy VN - Chương trình tự động thêm dấu tiếng Việt
VIETUNI - Tại Viet1Net (Nên chọn Kiểu Loạn)
- Chèn link bằng thẻ: <a href="URL liên kết" rel="nofollow">Tên link</a>
- Tạo chữ <b>đậm</b> và <i>Ngiêng</i>