Khong Gian

[vietnam]

Viễn vọng kính không gian Hubble

Năm 1990, NASA phóng viễn vọng kính không gian Hubble để làm sáng tỏ một vài bí ẩn ở vũ trụ vào những thời điểm đầu tiên. Hubble hứa hẹn sẽ mang đến cho các nhà khoa học tầm nhìn chưa có tiền lệ vào vũ trụ. Nó có khả năng ngược dòng không gian và thời gian, nghiên cứu những ngôi sao thuở đầu nhằm phát hiện chúng có tạo nên các nguyên tố mới hay không. Nhưng giấc mơ đó sớm biến thành cơn ác mộng tồi tệ nhất. Sau khi được phóng vào không gian, NASA nhận ra rằng kính của Hubble đã bị méo mó cho nên nhìn mọi thứ lờ mờ không rõ nét. Heubble cần được sửa thấu kính. Tuy nhiên, cách duy nhất làm được điều đó là gởi lên không gian một tàu con thoi khác. Một trong những người có nhiệm vụ sửa chữa là nhà du hành vũ trụ Jeff Hoffman.


Nhà du hành vũ trụ Jeff Hoffman

Trước tiên, phi hành đoàn phải bắt giữ được Hubble, sau đó thực thi sứ mệnh sửa chữa chưa có tiền lệ trong lịch sử các chuyến bay vào không gian. Họ nhất thiết phải mở lối tiếp cận nơi thấu kính gặp vấn đề. Một điều đáng nói khi làm việc với Hubble là rất khác biệt so với làm việc trên xe. Khi nhìn quanh, bạn thấy rằng mình đang ở trong không gian mênh mông, trái đất cách xa phía dưới chân bạn, các vì sao đang bay lượn ở phía trên. Các phi hành gia cần tiến hành 5 nhiệm vụ chi tiết trong điều kiện khó khăn nhất.

Tất cả đều diễn ra thuận lợi cho đến khi Hoffman cố đóng cánh cửa tiếp cận khổng lồ.

Sử dụng các công cụ tùy biến, Hoffnman và đồng nghiệp cuối cùng cũng đóng chặt được cửa. Họ mất đến 5 ngày để khắc phục sự cố trên Hubble. Các nhà vũ trụ học trên khắp thế giới có thể thở phào nhẹ nhõm. Họ muốn viễn vọng kính đắt tiền nhất từng được chế tạo có thể hoàn thành xuất sắc sứ mệnh của mình như các nhà thiết kế trước đó từng hứa hẹn.

Hubble đã gửi về trái đất những bức ảnh vượt quá sự mong đợi của các nhà nghiên cứu. Hubble bắt giữ khoảnh khắc cuối cùng của cuộc đời một vì sao khi nó phát nổ và thổi bay đi khí và bụi. Viễn vọng kính này cũng ghi nhận hình ảnh các vườn ươm những vì sao mới chào đời cách đây hàng tỉ năm, những cột bụi vũ trụ tối tăm trải dài hàng triệu triệu dặm, sẵn sàng hình thành nên các thế hệ sao và hành tinh mới.
Phản ứng hạt nhân bên trong các vì sao non trẻ giải phóng một lượng lớn năng lượng và sức nóng, buộc các nguyên tử phát nổ để tạo nên các nguyên tử mới nặng hơn và lần lượt từng nguyên tử một. 3 hạch nhân heli kết hợp lại thành cac-bon. 2 hạch nhân cac-bon phát nổ hình thành magie, magie hình thành neon và chu trình cứ tiếp tục trong giai đoạn hàng trăm ngàn năm cho đến lúc silic phát nổ hình thành sắt. Sắt là sắt nguyên tử đặc biệt. Proton và neutron bên trong nhân của nó ràng buộc nhau chặt đến độ ngay cả nhiệt độ khủng khiếp bên trong các vì sao cũng không thể khiến nó vỡ thành các nguyên tố nặng hơn. Nó luôn duy trì trạng thái bền vững của mình.


Tiến sĩ Tony Mezzacappa

Đã đến lúc kết thúc chặng đường và dây chuyền sản xuất các nguyên tố tạm thờ. Có khá nhiều thành phần tạo ra con người, chẳng hạn như oxy để hít thở, can-xi trong xương, sắt trong máu... Nhưng chưa hề thấy mặt các nguyên tố khác như crom chẳng hạn, và một số kim loại kẽm. Cơ thể con người không thể nào tồn tại mà không có nó.

Vũ trụ lúc bấy giờ đang chuẩn bị bước vào giai đoạn siêu sáng tạo. Đây là thời kỳ vũ trụ sản sinh tất cả nguyên tố nặng hơn sắt. Để lắp đầy những mảnh còn thiếu trong bức tranh tổng thể về sự ra đời của vũ trụ, chúng ta cùng chứng kiến những vụ nổ mạnh mẽ nhất từng diễn ra trong vũ trụ. Đến thời gian này, vũ trụ đã được 500 triệu năm tuổi, nhưng vẫn còn 13 tỉ năm nữa trước khi con người mới xuất hiện trên bề mặt trái đất. Những ngôi sao mới khổng lồ đã cho ra đời nhiều nguyên tố trên thế giới mà chúng ta nhìn thấy xung quanh. Mặc dù vậy, một vài nguyên tố cần cho sự sống khác vẫn còn thiếu – đó là các kim loại nặng như crom và kẽm, các kim loại quý như vàng và bạch kim. Để hoàn tất công việc này, vũ trụ đã trải qua hiện tượng kỳ vĩ nhất kể từ vụ nổ lớn – các vì sao khổng lồ phát nổ thường được gọi là siêu tân tinh. Các sao khổng lồ cháy hết nhiên liệu nhiệt hạch, mất áp suất ánh sáng, và sụp đổ vào tâm dưới trọng trường của chính nó, tạo ra một lượng năng lượng khổng lồ và bùng nổ dữ dội. Những vụ nổ này mạnh đến nỗi có thể kích nổ các nguyên tố thậm chí nặng hơn cả sắt, và khởi động lại dây chuyền sản xuất các nguyên tố.

Tiến sĩ Tony Mezzacappa đến từ Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge, bang Tennessee, Mỹ tin rằng không có các siêu tân tinh, sự sống sẽ không thể tồn tại. Ông cho biết: “Sự sống mà chúng ta biết đến chắc chắn sẽ không tồn tại nếu như không có các vì sao phát nổ. Chúng rõ ràng là mối liên kết chủ yếu trong sự thay đổi nguồn gốc của vũ trụ từ vụ Big Bang cho đến ngày nay”.

Vũ trụ tạo ra các nguyên liệu thô cho mọi vật chúng ta nhận thấy xung quanh – sao, hành tinh, cây cối, thành phố, xe cộ và cả bản thân con người. Thế giới của chúng ta đã hoàn chỉnh, nhưng vũ trụ vẫn tiếp tục tiến hóa. Các nhà khoa học lại nghĩ đến nhiều giả thuyết khác nhau về cách vũ trụ sẽ kết thúc như thế nào: “Chúng ta đều biết rằng vũ trụ bắt đầu bằng một vụ nổ lớn. Những gì chúng ta chưa biết là tương lai của vũ trụ sẽ ra sao. Có thể nào vũ trụ kết thúc cũng bằng một vụ nổ lớn hay đại loại như vậy?”


Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ

Một giả thuyết cho rằng vũ trụ sẽ cạn kiệt sinh lực và ngừng giãn nở. Mỗi vì sao, ngân hà và hành tinh, mỗi nguyên tử sẽ bắt đầu tự đổ sụp, chấm dứt ở một điểm cô đặc đơn lẻ được biết đến với tên gọi Big Crunch.

Cuối cùng, vũ trụ cũng sẽ chết. Tất cả những gì còn sót lại là khoảng không cô độc, lạnh lẽo và tối tăm.....

Rất có thể chúng ta cô đơn trong vũ trụ

Các tính toán mới cho thấy sự sống trong vũ trụ là cực kỳ hiếm, và cơ hội tồn tại các nền văn minh còn xa vời hơn.
Năm 1961, một nhà thiên văn radio trẻ tên là Frank Drake đã đưa ra một công thức để dự đoán có bao nhiêu hành tinh trong thiên hà của chúng ta có thể có nền văn minh. Công thức này được gọi là Phương trình Drake, và khi nhà phát minh tính đến các hệ số như số lượng các ngôi sao, phần trăm khả năng có các hành tinh bay quanh chúng, phần trăm khả năng những hành tinh này có thể có sự sống.., ông kết luận vũ trụ ắt hẳn rất đông đảo những sinh vật có tri giác.
Nhưng họ ở đâu? Chúng ta không hề nghe thấy họ, kể từ khi Drake và cộng sự tìm kiếm các nền văn minh ngoài trái đất.
Giờ đây, tiến sĩ Andrew Watson, một nhà khoa học khí hậu tại Đại học East Anglia ở Great Britain, lại cho rằng khả năng tìm thấy sự sống ngoài trái đất giống như chúng ta là cực kỳ, cực kỳ thấp - có lẽ chỉ đến 0,01 phần trăm trong suốt 4 tỷ năm mới cho ra một hành tinh giống chúng ta có thể cho sự sống ở được.


Khả năng tồn tại sự sống trong một hành tinh nào đó trong vũ trụ là cực kỳ nhỏ nhoi. (Ảnh: ABC)

Watson không cô đơn. Don Brownlee và Peter Ward đã viết một cuốn sách có tên gọi "Rare Earth" (Trái đất hiếm hoi) năm 2000, trong đó lập luận rằng hành tinh của chúng ta là một trường hợp cực kỳ bất thường - không chỉ vì nó có nước lỏng, có kích cỡ phù hợp để giữ bầu khí quyển bao quanh, mà vì nó còn có một anh láng giềng khổng lồ (Mộc tinh) giúp hút ra xa các tiểu hành tinh và những mảnh vụn nhỏ mà nếu không chúng có thể đã bắn nát trái đất vào thời điểm hệ mặt trời hình thành.
Yếu tố mà Watson đưa ra trong lập luận này là có một "cửa sổ hẹp" cho sự sống trên trái đất - và chúng ta đã xuất hiện khá muộn trong cửa sổ đó. Mặt trời đang nở ra một cách mạnh mẽ, vì thế trái đất chỉ có thể tồn tại 1 tỷ năm nữa trước khi chết khô.
"Những cấu trúc phức tạp của sự sống được tách ra từ prokaryote (có thể là các tế bào sống nguyên thủy đầu tiên trên trái đất) nhờ một vài đột biến khác thường nào đó, và vì thế, sẽ ít phổ biến hơn nhiều so với các prokaryote. Trí tuệ thông minh lại là các bước đột biến tiếp theo nữa, vì thế lại càng khó có cơ hội xuất hiện hơn", ông viết.
Dù vậy, nhóm của Drake vẫn tiếp tục nghiên cứu về các nền văn minh ngoài trái đất, được hỗ trợ lớn hơn bởi những mạnh thường quân như đồng sáng lập Microsoft Paul Allen. Có thể một ngày nào đó, họ sẽ chứng minh rằng ý kiến của Watson là sai lầm...
(theo thvl.vn)

[vietnam]

Einstein đã đúng khi nói thời gian giãn nở

Einstein - một con người thay đổi thời đại


Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, một cái đồng hồ đang bay sẽ tích tắc chậm hơn một cái đồng hồ đứng yên. Và thực tế đúng là như vậy, một nhóm nghiên cứu quốc tế tuyên bố.

Khoảng 100 năm sau khi Einstein viết rằng thời gian chạy nhanh lên hoặc chậm đi phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của một vật so với vật khác, các nhà khoa học đã sử dụng một máy gia tốc hạt để chứng minh rằng điều đó đúng.
Trong thí nghiệm, họ phát đi 2 chùm nguyên tử chạy theo hình một cái bánh rán - thể hiện cho chiếc đồng hồ đang chuyển động của Einstein. Sau đó, họ đo thời gian của các chùm nguyên tử này bằng máy đo phổ laser có độ chính xác cao. Khi so sánh với thế giới thực bên ngoài, họ nhận thấy thời gian di chuyển của các nguyên tử quả thực chậm hơn bình thường.
"Chúng tôi đã có thể xác nhận hiệu ứng này chính xác chưa từng có", trưởng nhóm nghiên cứu Gerald Gwinner từ Đại học Manitoba ở Winnipeg, Canada, nói. "Và trong sự nhất trí tuyệt đối", ông bổ sung.

Thí nghiệm đầu tiên đo sự giãn nở thời gian diễn ra năm 1938, khi các nhà khoa học Mỹ sử dụng hiệu ứng Doppler (hiện tượng sắc thái âm thanh của một vật - chẳng hạn tiếng còi tàu - thay đổi khi đến gần hoặc đi xa tai người nghe) để làm dụng cụ đo.

Lý thuyết tương đối hẹp của Einstein trở thành nền tảng cho các câu chuyện khoa học viễn tưởng, vì nó mở ra triển vọng làm cong và xoắn thời gian.

Theo lý thuyết này, nếu một trong hai anh em sinh đôi được phóng vào vũ trụ với tốc độ rất cao, thì khi anh ta trở về, anh ta sẽ trẻ hơn người em sống trên trái đất của mình.


(from internet)


Max Planck: Người làm cách mạng trong vật lý

Kỷ niệm sinh nhật 150 năm Max Planck (1858-1947)
Cuộc đời của Max Planck là cuộc đời của một con người có lương tâm, đạo đức, trách nhiệm trước xã hội, đất nước và sự phát triển khoa học. Vinh quang không thiếu đối với ông. Nhưng có lẽ ít người biết đến cuộc đời rơi nước mắt mà định mệnh đã dành riêng cho ông vô cùng nghiệt ngã.

Max Planck sinh ngày 23-4-1858 tại Kiel (Bắc Đức), học vật lý ở Munich và Berlin. Gia đình ông là những người có tiếng tăm, đáng tin cậy, thẳng thắn, trung thực, lý tưởng và thanh lịch. Ông xong trung học lúc 16 tuổi, tốt nghiệp tiến sĩ năm 1879 tại Munich lúc 21 tuổi (năm Einstein mới ra đời), khá trẻ, và là privatdozent (giáo sư chưa có ghế) tại đây từ 1880-1885, sau đó là giáo sư ngoại ngạch ngành vật lý lý thuyết tại Kiel, và từ 1889 là người kế tục chiếc ghế giáo sư của người thầy khả kính của mình là Kirchhoff tại Berlin.
Vật lý học hiện đại tựa trên hai cột trụ kiên cố là thuyết lượng tử của Max Planck và
thuyết tương đối của Albert Einstein. Những tiến bộ công nghiệp và khoa học, sự phồn vinh xã hội mà ngày nay mọi người trong chúng ta được thừa hưởng phần rất lớn có nguồn gốc từ thuyết lượng tử, và những ứng dụng của nó trong thế kỷ 21 được chờ đợi càng mạnh mẽ hơn, vũ bão hơn.
Đập bỏ tín điều
Trong sự phát triển của vật lý học có những khám phá vượt ra khỏi lĩnh vực khoa học và trở thành nhân tố quyết định cho định mệnh của nhân loại. Không phải chỉ vì đó là sự khám phá những hiện tượng tự nhiên hay những lực mới để ứng dụng vào kỹ thuật làm tăng lên sức mạnh của con người đối với thiên nhiên, đem lại sự phồn vinh cho nhân loại, mà còn vì tính chất cách mạng bao trùm về ý tưởng trong cách diễn giải thế giới tự nhiên, tính chất triết học chứa đựng trong đó liên quan đến thế giới quan của con người. Lý thuyết cơ học Newton là một thí dụ điển hình như thế.
Cuối thế kỷ 19 lối suy nghĩ của giai cấp tư sản cũng như của giới khoa học ở châu Âu là bảo thủ. Sau một thời gian xây dựng vũ bão ở thế kỷ 19, người ta tin vào sự trường tồn của hiện trạng. Cả trật tự nhà nước lẫn khoa học được xem như bền vững.
Thế giới quan của Planck đã hình thành trong không khí tư duy bảo thủ đó mà sau này ông đã phải chiến đấu nội tâm dữ dội và một nỗ lực lớn lao để vượt qua chính mình và xét lại những "tín điều" đã có. Những kinh nghiệm đau đớn đã dạy ông rằng không phải tòa nhà khoa học lẫn tòa nhà nhà nước hiện hữu được phép xem như bất khả xâm phạm.

"Tôi chào định mệnh đã cho tôi một nền giáo dục nhân văn. Các nhà cổ điển Hi Lạp và La Mã tôi không bao giờ muốn đánh mất khỏi trí nhớ tôi. Tôi tin chắc rằng trong thời đại hiện tại, chủ yếu được định hướng theo những lợi ích bề ngoài, thì trường trung học nhân văn lại càng quan trọng hơn bao giờ hết. Vì cần phải cho tuổi trẻ biết rằng còn một loại "thưởng thức" khác hơn là loại thưởng thức chỉ dựa trên lĩnh vực vật chất hay tiết kiệm thì giờ và tiền bạc"

MAX PLANCK

Khai sinh của thuyết lượng tử
Trong thế kỷ 20, thuyết lượng tử của Max Planck là một thí dụ cho một cuộc cách mạng của tư duy vật lý như thế. Ngày 9-10-1900, Max Planck khám phá "định luật phát xạ nhiệt", cắt nghĩa được hiện tượng phát xạ của "vật thể đen" (không phải "lỗ đen") mà thế giới đang nhức đầu vì không cắt nghĩa được nó bằng tính toán dựa trên những lý thuyết hiện hành mà họ cho rằng bất di bất dịch.

Ông khám phá rằng sự hấp thu hay phát xạ năng lượng của một vật thể đen (kim loại được đun nóng lên đến một nhiệt độ nào đó) không diễn ra liên tục như người ta nghĩ, mà chỉ diễn ra ở dạng các gói rời rạc (discrete packages), và các "chùm" năng lượng này được gọi là lượng tử (quantum).

Giống như bia, không phải được phân phối bằng một cái vòi chảy liên tục mà là dưới dạng các lon bia, chai bia hay thùng bia, kích cỡ khác nhau, nghĩa là dạng "các gói rời rạc". Nếu E là năng lượng được trao đổi đó, thì Planck đưa ra công thức E = hv bất tử đi vào lịch sử, trong đó h là hằng số, sau này được gọi là hằng số Planck, và v là tần số của ánh sáng.

Ngày 14-11-1900 Planck trình bày kết quả của ông tại buổi họp của Hội Vật lý Berlin, dưới cái tên "Định luật phân bố nhiệt trong quang phổ chuẩn" (Gesetz der Energieverteilung im Normalsprektrum), dài chín trang in. Nó đánh dấu chính thức sinh nhật lịch sử của thuyết lượng tử.

Planck không biết rằng công thức ε =h.v là một định luật "tuyệt đối" mà trong vô thức Planck đã ngưỡng mộ và tìm kiếm, là chiếc chìa khóa để bước vào thế giới vi mô. Ông chưa hiểu hết tầm quan trọng và cũng không tin công thức này là một cuộc cách mạng vĩ đại, là một thời kỳ mới trong nhận thức thiên nhiên.

Bản thân Planck chỉ tin rằng đó là cái "mẹo toán" nhất thời. "Nói tóm tắt, tôi có thể gọi cả việc làm của tôi là một hành động của sự tuyệt vọng. Bởi vì từ bản chất, tôi là người hiền hòa và có khuynh hướng lánh xa các hành động mạo hiểm đáng nghi ngờ…". Những năm tiếp theo, vẫn không có mấy ai để ý đến. Người ta xem ý tưởng lượng tử như một giả thuyết phụ trợ để hoạt động, để giải quyết được bài toán trong lĩnh vực bức xạ, nhưng còn lại không có ý nghĩa gì mới đối với khoa học, và người ta chờ đợi nó nhanh chóng sẽ được thay thế bằng một cái gì từ nền vật lý cổ điển.

Lịch sử thành công của khái niệm lượng tử của Planck lắm gian nan. Cần một bà mụ để vỗ lớn vị "hoàng tử nhỏ” chưa được thừa nhận nguồn gốc ấy. Công việc này được giao cho không ai khác hơn là Albert Einstein.

Năm 1905, Einstein đã chứng minh rằng quan niệm lượng tử rời rạc của Planck là có cơ sở rộng lớn và sâu sắc trong thiên nhiên, không phải chỉ là cái "mẹo toán học". Nhưng Planck cũng không tin. Einstein phải chiến đấu một mình 20 năm liền để thay đổi miếng đất hoang dã bảo thủ này trong giới khoa học bấy giờ, để thuyết phục giới khoa học rằng quan niệm lượng tử là có thật trong thiên nhiên cấp vĩ mô.
Vào năm 1926 khi một loạt các nhà khoa học trẻ như Heisenberg, Born, Jordan, Pauli, xây dựng cơ học lượng tử với những ứng dụng cực kỳ chính xác trong khoa học, lúc đó người ta mới chấm dứt mọi hoài nghi. Bohr trước đó (1913) đã đưa ra mô hình nguyên tử dựa trên quan niệm "các bước nhảy rời rạc" của Planck và Einstein rất thuyết phục tuy chưa hoàn chỉnh, và bản thân Bohr vẫn chưa tin quan niệm photon của Einstein. Khoảng năm 1927 có thể nói quan niệm lượng tử của Planck với sự hỗ trợ đắc lực của Einstein được xem như hoàn toàn chiến thắng.
Vật lý lượng tử từ đó phát triển như vũ bão, đã làm hai cuộc cách mạng vĩ đại trong lịch sử với biết bao ứng dụng làm thay đổi hẳn bộ mặt thế giới trong công nghệ và đời sống.
(theo tuoitre.com.vn)


Sự ra đời của vũ trụ

Vũ trụ của chúng ta gồm các dãi ngân hà, hệ mặt trời, các hành tinh, trong đó có trái đất với sự sống tồn tại trên nó. Tất cả chúng đến từ đâu? Khi nhìn vào không gian từ hành tinh xanh, những gì bạn thấy là vũ trụ mênh mông với hàng tỉ vì tinh tú trên bầu trời.
Ngược dòng thời gian quay lại thời điểm cách đây 13 tỉ năm, vũ trụ là một nơi hoàn toàn khác biệt so với ngày nay. Nó nhỏ đến nỗi có thể đặt vừa vặn vào lòng bàn tay. Từ vũ trụ còn trong trứng nước này, mọi thứ sẽ được tạo ra - các vì sao, ngân hà và cả những mầm móng nguyên sơ của sự sống. Can-xi có trong xương của chúng ta, sắt có trong máu, các nguyên tử có trong không khí, nước chúng ta uống, nguyên vật liệu chúng ta cần để xây dựng nên các công trình hạ tầng, và máy móc… Một cuộc hành trình xuyên không gian và thời gian để khám phá xem vũ trụ được khai sinh như thế nào, cách thức vũ trụ tạo ra mọi thứ trên thế giới này, và cách thức mọi thứ đi vào sự hủy diệt.


Nhà vật lý Lawrence Krauss

Mọi thứ chúng ta nhìn thấy xung quanh được làm từ vật chất: nguyên tử và phân tử. Nhà vật lý Lawrence Krauss chuyên nghiên cứu bằng cách nào các nguyên tử mà chúng ta biết đến lại xuất hiện trên hành tinh này. Con người cũng là một phần của vũ trụ. Hầu hết các thứ có trong cơ thể của chúng ta đều xuất phát từ lõi của các ngôi sao. Một số trong đó đã có mặt ngay từ những khoảnh khắc đầu tiên của vụ nổ tạo ra vũ trụ. Do đó, con người chỉ là những cá thể đơn lẻ thuộc vũ trụ. Mỗi nguyên tử đánh dấu sự hiện diện của mình trong quá trình tiến hóa của vũ trụ hàng tỉ năm qua.

Để hiểu cách vũ trụ tạo nên mọi vật liệu thô chúng ta nhìn thấy trên trái đất, nhất thiết phải thực hiện một chuyến thám hiểm ngược không gian và thời gian đến thời điểm vũ trụ ra đời. Khi mới bắt đầu, vũ trụ chẳng có gì cả. Không gian, thời gian, ánh sáng…tất cả đều không tồn tại. Một vầng sáng xuất hiện, nó cực kỳ nóng. Bên trong quả cầu lửa khổng lồ ấy chứa đựng không gian. Điều này theo nghĩa hẹp là sự bắt đầu của thời gian. Đồng hồ vũ trụ bắt đầu hoạt động, thời gian trôi và không gian bắt đầu mở rộng.


Nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble

Ý nghĩ vũ trụ từng bé nhỏ bắt nguồn từ những công trình nổi bật của nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble. Ở những năm 1920, hầu hết các nhà thiên văn học đều tin rằng những gì nhìn thấy được trên bầu trời đêm là các vì sao, và chúng là một phần của thiên hà. Nhưng thuyết đó của Hubble không thuyết phục. Năm 1924, ông loan báo việc khám phá ra một Cepheid, hay một ngôi sao thay đổi độ sáng theo từng thời kỳ trong dải tinh vân Andromeda. Ngôi sao này nằm xa trái đất chúng ta hơn sự tưởng tượng của mọi người và đây không phải là một tinh vân mà thật sự là một chuỗi những ngôi sao như dải Ngân Hà mà chúng ta nhìn thấy hàng đêm. Hubble đã chứng minh rằng trong vũ trụ này có những dải thiên hà khác đang dịch chuyển ra xa dải Ngân Hà. Khi khoảng cách giữa chúng càng xa thì dường như chúng chuyển động càng nhanh. Vũ trụ giãn nở, nếu như điều đó không xảy ra thì ở một thời điểm nào đó trong quá khứ, nó phải nhỏ hơn, nhỏ hơn rất nhiều. Ý tưởng về vụ nổ hình thành vũ trụ ra đời từ đó. Nhà vật lý học lý thuyết David Spergel là một chuyên gia Big Bang, ông nói: “Thuyết Big Bang không phải là thuyết lý giải vũ trụ hình thành như thế nào mà đúng hơn nó là thuyết mô tả quá trình tiến hóa của vũ trụ”.


Cepheid - Ngôi sao thay đổi độ sáng theo từng thời kỳ



Dải tinh vân Andromeda

Không ai biết chính xác chuyện gì xảy ra trong suốt thời kỳ Big Bang, nhưng các nhà khoa học biết một phần nhỏ của giây sau khi vũ trụ ra đời. Đó là một quả cầu lửa siêu nóng với kích thước cực nhỏ đã bắt đầu giãn nở, khơi nguồn cho sự hình thành vũ trụ ngày nay.
Vũ tru sơ khai giống như một quả cầu thủy tinh được thổi phồng lên và mở rộng theo mọi hướng. Khi mở rộng, nó nguội dần.

Một phần ngàn tỉ giây sau Big Bang, vũ trụ rất nhỏ có thể đặt vừa vặn vào lòng bàn tay. Một phần nhỏ giây sau đó, nó có kích cỡ bằng sao Hỏa, và một phần nhỏ giây sau đó nữa, vũ trụ đã lớn lên với kích cỡ gấp 80 lần trái đất của chúng ta. Vũ trụ vẫn tiếp tục giãn nở sau đó, nhưng lại không có vật chất mà chỉ toàn là năng lượng thuần khiết.

Phương trình nổi tiếng của thiên tài vật lý Albert Einstein E=mc2 cho thấy khối lượng và năng lượng có thể hoán đổi nhau. Chính điều này mang đến cho con người kiến thức chế tạo các loại vũ khí hủy diệt hàng loạt, đồng thời lý giải cách vũ trụ tạo ra vật chất đầu tiên. Khi bom hạt nhân phát nổ, một lượng nhỏ vật chất được chuyển thành năng lượng. Ở vũ trụ nguyên thủy, điều đối lập xảy ra. Năng lượng thuần khiết được chuyển thành các hạt vật chất. Nhưng có một vấn đề nảy sinh, vũ trụ tạo ra cả vật chất và phản vật chất. Khi một phản hạt tương tác hạt tương ứng, chúng sẽ nổ tung và tỏa ra một năng lượng rất lớn. Vũ trụ sơ sinh là một trận địa giữa sự sống và cái chết, giữa vật chất và phản vật chất. Nếu chúng trung hòa nhau, vũ trụ sẽ chỉ toàn là năng lượng, không có thiên hà, các vì tinh tú, các hành tinh hay sự sống. Tuy nhiên, thật may cho chúng ta là có sự mất cân bằng. Cứ mỗi 100 triệu phản hạt được tạo ra thì lượng hạt tương ứng là 100 triệu lẻ 1. Có nghĩa là có 1 hạt dư ra trong quá trình này. Và bấy nhiêu đó cũng đủ để sáng tạo mọi thứ mà chúng ta nhìn thấy trong vũ trụ ngày nay.


Sự mất cân bằng bé nhỏ đó là khởi nguồn của mọi vật chất trong vũ trụ: thiên hà, các vì sao, các hành tinh, thậm chí là chính bản thân con người. Nhà vật lý học thiên thể Carlos Frenk đến từ Đại học Durham, Anh quốc, giải thích như sau: “Chúng ta là những mảnh vụn còn sót lại từ quá trình tương tác giữa vật chất và phản vật chất. Nếu vũ trụ không ngừng phát triển, chúng ta sẽ sống trong một thế giới hoàn toàn khác biệt. Vũ trụ sẽ là nơi nhàm chán. Không có cấu trúc nào được tạo ra, không có thiên hà, và hành tinh cũng không.”.

Vũ trụ mới ra đời trông như thế nào là câu hỏi thách thức các nhà vũ trụ học ngay từ khi thuyết Big Bang được công bố lần đầu. Tại một trong những phòng thí nghiệm lớn nhất trên thế giới, người ta có khả năng tái tạo điều kiện hầu như chỉ tồn tại ngay sau vụ nổ lớn hình thành vũ trụ.

Các nhà nghiên cứu sử dụng máy gia tốc ion nặng tương đối tính RHIC. Nó được đặt tại phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Long Island, Mỹ. Tại đây, các nhà khoa học như Todd Satogata cho 2 chùm ion vàng gia tốc gần với tốc độ ánh sáng và cho chúng va chạm nhau. Các hạt chuyển động xung quanh đường hầm vòng tròn 2,5 dặm ở các hướng đối nghịch, 78.000 lần/giây, rồi sau đó đụng nhau ở bên trong máy dò khổng lồ lớn hơn tòa nhà 3 tầng. Khi đâm sầm vào nhau, chúng tạo ra sức nóng cực độ không khác gì vũ trụ hồi sơ khai.

Những gì mà các nhà khoa học ở Brookhaven phát hiện được chính là trong phạm vi va chạm với năng lượng cực lớn, một dạng vật chất mới hoàn toàn xuất hiện. Và dạng vật chất này đi ngược lại giả thuyết ban đầu về bản chất vũ trụ thuở hồng nguyên. Nó không phải là khí mà là chất lỏng. Nó cực kỳ nóng, nóng hơn 100 triệu lần so với nhiệt độ trên bề mặt mặt trời. Có quá nhiều năng lượng bên trong vũ trụ đến nỗi các hạt chuyển động nhanh đến độ không có sự liên kết nào. Không có ma sát và chúng được gọi là chất lỏng lý tưởng.
Sau sự hỗn độn lạ thường giai đoạn đầu, vũ trụ tương đối tĩnh lặng. Trong thời gian ngắn kế tiếp, vũ trụ mở rộng và nguội lại. Proton và neutron kết hợp nhau để hình thành các hạch nhân đầu tiên - hydro và heli.



Nhưng những thứ này chưa phải là nguyên tử đích thực do vẫn còn thiếu một thành phần mang tính sống còn là electron. Ở vũ trụ sơ khai, có rất nhiều electron xung quanh. Nhưng lúc đó vũ trụ tồn tại một lượng lớn năng lượng và vô cùng nóng nên các electron di chuyển cực nhanh, không thể kết hợp với các thành tố khác. Và điều đó đã duy trì trong hơn 300.000 năm. 380.000 năm sau Big Bang, vũ trụ giãn nở ra đến kích cỡ của ngân hà, và nguội dần, từ hàng triệu độ F xuống còn vài ngàn độ F. Khi vũ trụ nguội dần thì các electron đi chậm lại. Vũ trụ lúc bấy giờ đã sẵn sàng hình thành các nguyên tố đầu tiên.

Một trong những nhà khoa học phát hiện khoảnh khắc mang tính quyết định này trong lịch sử của vũ trụ là Arno Penzias. Năm 1963, Arno Penzias, 30 tuổi, và đồng nghiệp Robert Wilson, 27 tuổi, bắt đầu công việc với một anten mới ở New Jersey. Ban đầu, họ chỉ nghiên cứu sóng vô tuyến vũ trụ, nhưng tình cờ trở thành người nắm giữ một trong những phát hiện vĩ đại nhất của mọi thời đại. Khi kiểm tra thiết bị, họ nhận ra bức xạ nền viba, những tàn dư của vụ nổ lớn. Ông nói: “Chúng là những tín hiệu mà tôi cho rằng có nguồn gốc từ bầu trời. Chúng tôi đã cẩn trọng loại bỏ những thứ có thể là xuất phát điểm của chúng, chẳng hạn như các thiết bị do con người tạo ra. Tất cả những gì khả nghi đều bị loại bỏ.”


Nhà khoa học Arno Penzias


Arno Penzias và đồng nghiệp Robert Wilson

Trong tuyệt vọng, 2 nhà khoa học tự hỏi liệu những tín hiệu lạ mà họ ghi nhận được có thể nào là từ thế giới này hay không? Các tín hiệu lạ do Arno Penzias và Robert Wilson phát hiện trở thành một trong những phát hiện khoa học quan trọng nhất mọi thời đại. Nhưng lời giải thích cho bức xạ nền bí ẩn bắt đầu không phải với âm thanh mà với sự ra đời của sự sống. Chúng ta thường xem sự sống là chuyện đương nhiên. Ở vũ trụ sơ khai cách đây 13 tỉ năm, chúng ta không thấy gì cả. Ánh sáng bị chặn lại. Vũ trụ hãy còn tối tăm. Tuy nhiên, khi vũ trụ tiếp tục giãn nở và nguội dần, electron chuyển động chậm lại. Proton là một loại hạt ổn định. Tuy chúng có thể biến đổi thành neutron thông qua quá trình bắt giữ electron. Quá trình này không xảy ra một cách tự nhiên mà cần có năng lượng. Các neutron có thể chuyển thành proton qua phân rã bêta. Ánh sáng lúc này không còn bị chặn lại mà nó lan tỏa khắp vũ trụ.

Thời gian trôi qua, những mảng màu sáng trở nên tối mờ và trở thành bức xạ sóng viba. Chúng là các tín hiệu sóng viba 13 tỉ năm tuổi mờ nhạt mà Penzias và Wilson thu được qua anten của họ. Những gì họ nghe thấy chính là tiếng vọng êm đềm của khoảnh khắc vũ trụ hình thành các nguyên tử đầu tiên. Họ cũng chứng kiến khoảnh khắc khi các nguyên tố đầu tiên đánh dấu sự hiện diện của mình.

Trong hàng triệu năm tiếp theo, vũ trụ tiếp tục mở rộng, nguội lạnh và lại quay về thời kỳ tăm tối. Cho đến thời điểm này, vũ trụ chỉ tạo ra các nguyên tử hydro và heli. Nhưng thế giới mà nhân loại đang sống chứa đựng hàng trăm loại nguyên tố khác nhau. Không có chúng, vũ trụ sẽ là một nơi buồn chán, chỉ toàn khí và khí, là nơi các dạng vật chất phức tạp như hành tinh, xe cộ, và con người có thể không bao giờ phát triển. Vũ trụ cần lấy nguyên tử hydro và heli để tạo ra các hỗn hợp, và để làm điều đó, nó cần phải tạo ra các vì sao.

Khi vũ trụ vào tuổi 200 triệu thì đường kính của nó là khoảng hàng tỉ năm ánh sáng. Nhiệt độ hạ thấp đến độ băng giá hơn cả nitơ lỏng, tức âm 3670 F. Vũ trụ cũng tối tăm, ảm đạm, đầy ắp khí nhưng chưa có ngân hà, sao, hay hành tinh. Vũ trụ được sinh ra không hoàn hảo. Carlos Frenk đã xây dựng mô hình 3 chiều ấn tượng mô phỏng các vũ trụ tiến hóa. Mô hình này cho thấy khi hiện ra từ vụ nổ lớn, vũ trụ không đồng dạng. Ông giải thích: “Các vết nứt xuất hiện, chúng rất nhỏ. Và chính những vết nứt trên bề mặt của vũ trụ là những thứ sau này phát triển thành các mẫu hình chúng ta thấy trong dãi ngân hà ngày nay.”



Tàu thăm dò vũ trụ không người lái double u-map

Không có các vết nứt này, vũ trụ sẽ là nơi u ám. Manh mối đầu tiên giải thích cách chúng phát triển thành thiên hà và các vì sao xuất hiện khi các nhà khoa học khác bắt đầu khảo sát bức xạ Big Bang do Penzias và Wilson phát hiện lần đầu tiên. Cuối cùng họ đã thành công bằng cách sử dụng double u-map, tàu thăm dò vũ trụ không người lái được thiết kế để phát hiện và phân tích chi tiết các biến thiên ở bức xạ nền viba. Được phóng đi vào năm 2001, phi thuyền trị giá 150 triệu đôla này chứa một số thiết bị nhạy cảm nhất từng được mang vào không gian. Mắt của chúng ta chỉ phát hiện ánh sáng sao hữu hình, nhưng double u-map có thể nhìn thấy rõ các bức xạ sóng viba vô hình. Một khi ở quỹ đạo vòng quanh mặt trời, nó thu nhặt các bức xạ mỏng manh chu du khắp vũ trụ ngay từ thuở hồng nguyên.
Trải qua hàng triệu năm, các nguyên tử hydro kết thành khối và nóng lên. Chúng giải phóng năng lượng và các đám mây khí bắt đầu bùng cháy sáng rực. Rốt cuộc, một ngôi sao được sinh ra. Trên khắp vũ trụ, hàng triệu ngôi sao bốc cháy lần đầu tiên.

Vũ trụ đã mở rộng hàng ngàn tỉ lần so với kích cỡ ban đầu của nó. Vũ trụ chứa đầy những ngôi sao vừa mới ra đời được cấu thành từ hydro và heli. Chúng không giống những gì chúng ta chứng kiến ngày nay. Chúng không ổn định. Nhưng chính sự không ổn định này lại là yếu tố khiến vũ trụ trở thành nơi quyến rũ hơn do ở sâu thẳm bên trong mỗi ngôi sao, điều kỳ diệu đang xảy ra. Các nguyên tố mới được hình thành.


Nhà vật lý học thiên thể người Anh Fred Hoyle

Ý tưởng sao xây dựng nên các nguyên tử xuất phát từ nhà vật lý học thiên thể người Anh Fred Hoyle, một trong những nhà thiên văn học vĩ đại nhất của thế kỷ 20. Hoyle không tin vũ trụ bắt đầu trong một vụ nổ đơn lẻ, nhưng thật ra ông là người đưa ra thuật ngữ Big Bing. Ông muốn biết các nguyên tố nặng hơn hydro và heli phát xuất từ đâu. Ông luận ra rằng sao có vai trò như lò phản ứng hạt nhân, hoạt động tương tự như bom khinh khí ở tốc độ chậm, nhưng có sức mạnh gấp hàng ngàn tỉ lần, và chất thải hạt nhân của chúng là các nguyên tố mới. Tuy nhiên, sẽ phải mất nhiều năm trước khi các nhà khoa học có thể xác nhận giả thuyết của Fred Hoyle bằng cách phân tích ánh sáng từ các vì sao. Mỗi nguyên tố phát ra ánh sáng ở một tần số nhất định khi bị đốt nóng.

Hãy tưởng tượng chiếc đèn đường. Nó phát ánh sáng vàng, đây là màu sắc đặc trưng. Các vì sao cũng thế. Hãy lấy tiếp mặt trời làm ví dụ. Nếu chia tách ánh sáng thành dạng quang phổ, chúng ta có thể thấy ánh sáng giống như mã vạch tương ứng với từng nguyên tố. Mỗi nguyên tố có màu sắc cụ thể, giúp các nhà khoa học xác định được các nguyên tố khác nhau, chẳng hạn như hydro, nguyên tố chủ yếu phát ánh sáng đỏ.

[vietnam]

Trang lịch sử mới về hố đen

By Robert Roy Britt

Hố đen vũ trụ vốn phải chịu đựng danh tiếng xấu. Báo chí kết tội chúng là những con quái vật trọng lực, các nhà thiên văn học gán cho chúng biệt danh những kẻ thích ẩn mình, còn các giả thuyết từ lâu vẫn coi chúng là điểm dừng của quá trình tiến hóa vũ trụ. Những vật thể không thể nhìn thấy được này được miêu tả giống như thế lực bí ẩn tiêu hủy và bòn rút sự sống.

Do đó có vẻ thật kỳ lạ khi coi chúng là nguồn lực sáng tạo không thể thiếu trong vũ trụ.

Thế nhưng đây lại là bức trang sáng sủa mới của các hố đen cùng với vai trò của chúng trong quá trình tiến hóa vũ trụ. Các cuộc phỏng vấn với nhiều chuyên gia đã viết lại trang sử khó nắm bắt của những vật thể hay ẩn náu này đồng thời tiết lộ hố đen thực chất là những nhà điêu khắc của thiên hà.

Dưới quan điểm mới đã được chỉnh sửa, tuy vẫn còn chứa đựng nhiều thông tin gây tranh cãi, nhiều đoạn văn còn mờ nhạt hay những chương mở đầu còn thiếu chi tiết, hố đen được chứng minh giữ vai trò nguồn lực cơ bản trong quá trình phát triển cũng như hình dạng cơ bản của thiên hà cùng với sự phân bố sao trong thiên hà. Lịch sử mới cũng cho thấy một hố đen gần như chắc chắn là sản phẩm của thiên hà mà nó cư ngụ.

Giả thuyết hình thành mang một cái tên thông dụng kiểu Darwin: đồng tiến hóa.

Đồng tiến hóa xảy ra khoảng dưới một thập kỷ, và kéo dài tới 30 năm phụ thuộc vào đối tượng. Rất nhiều các nhà giả thuyết học chưa bao giờ nhìn nhận điều này một cách nghiêm túc, và cũng không ai có đủ bằng chứng để củng cố nó. Chỉ trong vòng 6 năm trở lại đây, giả thuyết đã có được vị thế nhất định. Trong vòng ba năm trở lại đây, các quan sát đã hỗ trợ đắc lực để biến giả thuyết đồng tiến hóa trở thành giả thuyết chính thống về cả sự phát triển hố đen và sự hình thành thiên hà.

Meg Urry, nhà thiên văn học kiêm giáo sư vật lý thuộc đại học Yale cho biết: “Bức tranh đang hiện hình về các hố đen và thiên hà đồng tiến hóa đã thay đổi quan điểm về các hố đen của chúng ta. Trước đây, các hố đen được coi là điểm dừng của quá trình tiến hóa, giai đoạn nghỉ ngơi cuối cùng của hầu hết hoặc tất cả các vật chất trong vũ trụ. Hiện nay chúng ta tin rằng các hố đen cũng giữ một vai trò chủ chốt trong sự hình thành các thiên hà”.

Quan điểm này đặc biệt phù hợp trong việc giải thích cơ chế các thiên hà khổng lồ hình thành trong một tỷ năm đầu tiên của vũ trụ. Và nó cũng mới đến nỗi chỉ vừa tuần trước thôi các giả thuyết gia mới thu được cái có thể là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy các thiên hà trên thực tế đã hình thành xung quanh những hố đen đầu tiên.

Câu hỏi về gà và trứng

Giống như các nhà khảo cổ học, các nhà thiên văn học cống hiến hầu hết sự nghiệp để nhìn lại quá khứ. Họ thu thập photon đã phiêu du xuyên suốt thời gian và không gian kể từ thời điểm trái đất hình thành, vào khoảng 4,5 tỷ năm trước. Rogier Windhorst, nhà thiên văn học thuộc Đại học Arizona, đã tìm hiểu sâu xa trong quá khứ, vào tận kỷ nguyên khi mà vũ trụ chỉ mới có tuổi thọ bằng 5% so với hiện nay.

Hố đen và quá trình đồng tiến hóa

Một sự liên kết nào đó có lẽ đã châm ngòi cho năng lượng đầu ra của thiên hà Centaurus A. (Ảnh: Space)


Câu đố

Rất đặc nhưng những vật thể được gọi là chuẩn tinh này có thể chiếu sáng cả ngàn thiên hà bình thường. Chúng xuất hiện rất nhiều vào thời điểm vũ trụ chưa đầy 10% tuổi thọ của nó. Chuẩn tinh được các hố đen cung cấp năng lượng và nặng hơn một tỷ mặt trời. Bằng cách nào chúng có thể lớn nhanh như vậy?

Giả thuyết đi trước

Quá trình đồng tiến hóa cho rằng các thiên hà và các hố đen cực lớn tiến hóa cùng nhau, mỗi một vật thể phải dựa vào vật thể kia để có được trọng lượng cơ bản của nó. Nếu điều này là đúng, một khi đã được tìm hiểu đầy đủ, giả thuyết mới sẽ giúp giải đáp câu hỏi về sự phát triển.

Bằng chứng

Theo một bài báo cáo tuần trước, các chuẩn tinh đầu tiên dường như được bao quanh bởi các thiên hà lớn có chứa hàng tấn khí, cung cấp năng lượng cho quá trình hình thành sao và nuôi dưỡng các hố đen.
Vật chất tối được nghiên cứu bằng cách tìm hiểu các đám mây khí nóng như trên hình. (Ảnh: Space)

Ở gần các chuẩn tinh là các thiên hà thông thường có lẽ chỉ vừa đi qua giai đoạn chuẩn tinh, có thể thấy được trên ảnh.

Chỗ phình ở trung tâm của các ngôi sao thuộc nhiều thiên hà, ví dụ như thiên hà Milky Way, có liên quan trực tiếp đến khối lượng của các hố đen bị chôn bên trong. Các kích cỡ của một thiên hà cũng có liên quan chặt chẽ đối với “thói quen ăn uống” của hố đen.

Hầu hết khối lượng của hố đen chính là tổng trọng lượng khí, điều này chỉ ra rằng hố đen cần có một thiên hà xung quanh ở phát triển.

Con ngựa màu đen

Quầng sáng vật chất tối bí ẩn được cho là lan truyền vào không gian bao quanh các thiên hà. “Chiếc máy phát” trọng lực vô hình này giữ một vai trò quan trọng trong thiên hà cũng như sự tạo thành hố đen.

Các giả thuyết tương tự

Nếu giả thuyết đồng tiến hóa thống trị, như hầu hết các nhà nghiên cứu tin tưởng, thì hay giả thuyết khác sẽ trở thành sai: một là thiên hà hình thành đầu tiên và dẫn tới sự phát triển của hố đen; hai là hố đen hình thành trước, cung cấp hạt giống để thiên hà kết hợp lại. Cũng có thể các dạng thiên hà khác nhau hình thành bằng những phương tiện khác nhau, và quá trình đồng tiến hóa chỉ có thể mô tả một con đường dẫn tới sự hoàn thiện của thiên hà.

Vào đầu tháng này, Windhorst cùng cộng sự Haojing Yan sẽ công bố bức ảnh chụp được bằng kính viễn vọng không gian Hubble thể hiện hình ảnh các thiên hà bình thường ở xa nhất từng quan sát được.
Ở gần các chuẩn tinh là các thiên hà thông thường có lẽ chỉ vừa đi qua giai đoạn chuẩn tinh, có thể thấy được trên ảnh. (Ảnh: Space)

Mặc dù bị kéo căng và hơi méo mó bởi tác động của kỹ thuật quan sát, các thiên hà mới được phát hiện khá giống với thiên hà Milky Way của chúng ta. Chúng tồn tại từ các đây 13 tỷ năm, trong vòng 1 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang.

Trên thực tế các vật thể song hành được phát hiện qua những quan sát riêng biệt thuộc Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan rất rắn chắc và sáng rực rỡ chính là các chuẩn tinh. Những thiên hà sáng chói chính là vì mỗi một thiên hà đều có một lỗ đen khổng lồ nằm ở trung tâm. Khối lượng của hố đen tương đương với một tỷ mặt trời hoặc hơn thế, tất cả đều được nén vào tromg một diện tích mà có lẽ còn nhỏ hơn hệ mặt trời của chúng ta.

Lực hút tạo thành đã hút tất cả khí xung quanh. Vật chất được gia tốc đến gần tương đương với tốc độ ánh sáng, bị làm nóng cực độ rồi bị nuốt chửng. Quá trình này không hiệu quả hoàn toàn mà vẫn có sản phẩm phụ: một lượng lớn năng lương, chính là sóng radio, tia X và ánh sáng bình thường – chiếu sáng toàn bộ khung cảnh.
Chuẩn tinh dường như cũng được bao quanh bởi các quần sáng của vật chất tối, đây là một thành phần bí ẩn không quan sát được của mọi thiên hà. Các nhà nghiên cứu đang dần nhận ra rằng đồng tồn tại và xen lẫn vật chất tối chính là vùng sao và khí vỡ vụn lớn bằng hoặc thậm chí lớn hơn thiên hà của chúng ta.

Không thể có sự trùng hợp ngẫu nhiên khi mà hai phát hiện – chuẩn tinh ở phía xa và các thiên hà thông thường – được công bố cùng lúc lại hội nghị của Hiệp hội thiên văn học Hoa Kỳ (AAS) vào ngày 9 tháng 1. Quá trình đồng tiến hóa đã cùng hiển hiện trong trí óc của những người khám phá.

Trong số những tác động đáng kể của giả thuyết đồng tiến hóa chính là khả năng đáp lại câu hỏi về gà và trứng tồn tại từ lâu trong lĩnh vực thiên văn học: Cái gì xuất hiện trước, thiên hà hay hố đen?

Windhorst đặt ra câu hỏi: “Thế còn cả hai cùng xuất hiện thì sao? Trên thực tế bạn có thể có thiên hà hình thành đồng thời với một hố đen đang lớn dần lên”.

Urry dù không tham gia vào quá trình khám phá nhưng khi được đề nghị phân tích vấn đề đã giải thích như thế này: “Chúng tôi tin rằng các thiên hà và chuẩn tinh có mối liên hệ mật thiết, thực tế chuẩn tinh là một pha trong quá trình tiến hóa thiên hà. Đối với bức tranh hiện nay của chúng ta, khi mỗi một thiên hà hình thành và sụp đổ nó phải trải qua một pha chuẩn tinh ngắn”.

Vậy khi một chuẩn tinh nằm in lìm, những gì còn lại sẽ được gắn kết với thiên hà bình thường – những ngôi sao, khí vần vũ xung quanh một cái hố vật chất bí ẩn nằm ở trung tâm.

Tuy nhiên chuẩn tinh là một nhân vật không dễ gần. Chuẩn tinh là một cái tên ngắn gọn cho cụm từ “nguồn radio giống sao”, các nhà thiên văn học ban đầu còn nhầm lẫn nó với các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta vào thời kỳ những năm 1960. Khi một chuẩn tinh phát sáng, độ sáng của nó có thể vượt qua cả ánh sáng của một ngàn thiên hà thông thường. Chuẩn tinh chiếu sáng cho toàn bộ thiên hà “nhà” của nó, sáng đến nỗi các nhà khoa học không thể nhìn thấy nhân tố gây ra mọi chấn động trong đó. Tấm màn che sẽ được vén dần lên khi bạn đọc bài này. Tuy nhiên khi thị lực của kính viễn vọng được mở rộng để nhìn được sâu xa hơn trong quá khứ, dữ liệu cũng được đưa ra xử lý bằng các mô hình máy tính hiện đại.

Ý tưởng rút ra

Theo Martin Haehnelt thuộc Đại học Cambridge, các mô phỏng về quá trình đồng tiến hóa bắt đầu xuất hiện từ giữa những năm 1990 khi mà các nhà nghiên cứu tìm ra nhưng đầu mối cho thấy sự xuất hiện của một lỗ đen khá lớn nằm ở trung tâm thiên hà có liên quan đến hình dạng của thiên hà đó. Chỉ có các thiên hà với thành phần phình hình cầu mới có các lỗ đen siêu lớn cư ngụ.

Thiên hà Milky Way, nếu có thể nhìn được từ ngoài rìa, sẽ là một ví dụ thích hợp về một trong những chỗ phình của thiên hà. Milky Way nhỏ hơn rất nhiều thiên hà, và nó có một hố đen cũng nhỏ hơn tương ứng, vào khoảng 2,6 triệu lần mặt trời. Theo các nhà thiên văn học, nó chắc chắn đã từng trải qua giai đoạn chuẩn tinh.

Vào giữa những năm 1990, không ai biết chắc chắn hố đen phổ biến như thế nào. Giả thuyết cùng với các dữ liệu quan sát đã dẫn đến một khả năng rằng chúng tồn tại ở khắp nơi.

Sau đó vào năm 2000, các nhà thiên văn học tìm được bằng chứng thuyết phục cho thấy các hố đen lẩn quất sâu bên trong nhiều và có lẽ mọi thiên hà có vùng phình sao ở trung tâm. Bên cạnh đó, một phân tính cũng cho thấy có mối liên hệ trực tiếp giữa khối lượng của mỗi hố đen và hình dạng cũng như phạm vi của chỗ phình, dẫn tới kích cỡ chung của thiên hà.

Tại một hội nghị của AAS vào tháng 6 năm 2000, John Kormendy thuộc Đại học Texas tại Austin đã công bố các bằng chứng về 10 hố đen ma mút với khối lượng có liên quan tới chỗ phình trong thiên hà của chúng. Kormen làm việc trong một nhóm các nhà nghiên cứu lớn do nhà thiên văn học Douglas Richstone thuộc Đại học Michigan chỉ đạo. Hiện nay một vài nhà nghiên cứ cho rằng, nghiên cứu này cùng với các nghiên cứu khác tiến hành gần nhau đóng vai trò là một bước ngoặt chung cho quá trình đồng tiến hóa, tiến tới gian đoạn thăng bằng định lượng ổn định.

Haehnelt cho biết: “Quan điểm về quá trình đồng tiến hóa của các thiên hà và các hố đen khổng lồ sau đó được thảo luận và chấp nhận rộng rãi hơn”.

Các bằng chứng tiếp tục được thu thập thêm. Vào năm 2001, hai nhóm nghiên cứu riêng biệt chứng minh được rằng nhiều thiên hà nhỏ hơn không có chỗ phình dường như cũng không có các hố đen đáng kể.

Trong vòng 6 tháng qua, các nghiên cứu quan trọng khác cũng đã được tiến hành, mang lại lời khẳng định độc lập cho một số nghiên cứu ban đầu. Theo Haehnelt, “ngày một rõ ràng rằng các hố đen siêu lớn có thể thay đổi đáng kể cấu trúc và sự tiến hóa của các thiên hà”.

Hội nghị khoa học quy mô lớn đầu tiên về quá trình đồng tiến hóa – dấu hiệu chắc chắc về giả thuyết có một không hai này – đã được tổ chức chỉ mới 3 tháng trước do đài quan sát Carnegie uy tín tài trợ.

Có rất nhiều biến thể khác về giả thuyết đồng tiến hóa cơ bản. Mỗi một phiên bản lại cố gắng giải thích một sự thật gây tranh cãi: trong một cái chớp mắt của vũ trụ - chỉ khoảng một nửa tỷ năm, các khối cầu vật chất vô hình được hình thành; một vài trong số đó đạt khối lượng tương đương với một tỷ mặt trời hoặc hơn thế nữa, điều khiển hình dạng cũng như kết cấu của các khối kết tụ đang xoay tít bao gồm những ngôi sao mới hình thành.

Quá trình đồng tiến hóa cũng chưa phải đã hoàn thiện. Tuy nhiên một số người cho rằng một hố đen vĩ đại có lẽ sụp đổ bên ngoài đám mây tiền thiên hà, và đóng vai trò như một động cơ đã sẵn sàng để điều khiển quá trình phát triển thiên hà về sau. Ngay cả những người ủng hộ trung thành cho giả thuyết cũng cho rằng vẫn còn những giả thuyết có khả năng khác, chứ không hẳn là hoàn toàn bị bác bỏ. Những giả thuyết đó cho rằng hố đen khổng lồ hình thành trước. Còn một số người khác lại quy cho thiên hà trách nhiệm điều khiển quá trình hình thành hố đen.

Nếu hố đen phát triển gia tăng, thì không xác định được rõ ràng liệu sự hình thành phối hợp xảy ra từ giai đoạn đầu, hay nhảy vào sau khi một lượng khối lượng nhất định đã hình thành.

Martin Rees, người cộng tác với Haehnelt kiêm tác giả của những bài viết khoa học đầu tiên trả lời cho câu hỏi này, cho biết: “Tôi cho rằng chúng ta vẫn chưa xác định được rõ liệu hố đen có giữ vai trò nào trong quá trình hình thành những thiên hà đầu tiên hay không”.

Ông nói tiếp: “Trên thực tế, có rất nhiều tranh luận xung quanh vấn đề liệu hố đen có thể hình thành trong những thiến hà rất nhỏ, và liệu có sự liên hệ nào giữa hố đen ‘nhỏ’ hình thành như điểm dừng trong quá trình tiến hóa của các vì sao lớn và những hố đen có khối lượng bằng một triệu hệ mặt trời tồn tại trong trung tâm của các thiên hà hay không”.

Một vật chất tối khác

Xen vào biểu thức là một ẩn số chưa hề được biết đến: vật chất tối. Các nhà nghiên cứu tin rằng vật chất chưa hề được phát hiện này tràn ngập mọi thiên hà. Quầng sáng của nó bao quanh thiên hà Milky Way. Vật chất tối không tương tác với ánh sáng, nhưng nó có sở hữu trọng lực lớn, hoạt động như keo dính vô hình giúp gắn kết các thiên hà với nhau.

Vật chất tối được tính đến trong những mô hình đồng tiến hóa dẫn dầu nhưng chỉ ở mức khái quát. Tuy nhiên một số nhà nghiên cứu cho rằng vật chất tối, hơn cả hố đen, rõ ràng có liên quan đến sự hình thành và phát triển thiên hà.


Một đám khí hố đen giống như con vật thèm ăn. Thói quen ăn uống cẩu thả của nó tạo ra các sản phẩm phụ là năng lượng điện tử, từ sóng radio đến tia X, thắp sáng toàn bộ không gian xung quanh, che dấu những gì đang diễn ra. Và đây chính là điều tạo nên chuẩn tinh. (Ảnh: Aurore Simonnet, Đại học Sonoma)
Chỉ vừa mới tuần trước thôi bằng chứng trực tiếp đầu tiên về quầng sáng vật chất tối bao quanh những chuẩn tinh đầu tiên được công bố. Phát hiện do Rennan Barkana thuộc đại học Tel Aviv cùng nhà thiên văn học Abraham Loeb thuộc đại học Harvard tìm ra chính là khái niệm đại cương đầu tiên về giải phẫu học của các chuẩn tinh nằm ở xa chúng ta nhất. Quan trọng là nó ủng hộ cho quan điểm cơ bản về đồng tiến hóa. Nhưng nó cũng làm rõ ràng không thể phủ nhận vai trò một chương sách trong cuốn sách về giả thuyết đồng tiến hóa của vật chất tối.

Laura Ferrrarese, nhà vật lý học thuộc đại học Rutgers, đã phân tích phát hiện vật chất tối này. Theo bà, phát hiện cho thấy một hố đen siêu lớn, các vì sao xung quanh nó, và quầng sáng vật chất tối bao quanh phối hợp hài hòa để tạo nên cấu trúc.

Cân nhắc với các bằng chứng khác, Ferrarese nhận thấy vai trò của vật chất tối còn lớn hơn, hiển nhiên hơn nhiều giả thuyết gia từng nhận xét.

Bà nói: “Có mối liên hệ quan sát được giữa khối lượng của hố đen và khối lượng của quầng sáng vật chất tối, không nhất thiết phải là khối lượng của thiên hà”.

Mặc dù thông tin còn mờ nhạt và còn nhiều suy nghĩ khác nhau, các giả thuyết gia phải nghiên cứu để giải thích một sự thật gây sửng sốt: Vào khoảng 300 triệu năm đến 800 triệu năm sau Big Bang, những hố đen đầu tiên được hình thành rồi “ăn ngấu nghiến” để đạt tới khối lượng lớn hơn 1 tỷ mặt trời.

Trước khi suy nghĩ về cách mà những tay vật Sumo của vũ trụ thời kỳ đầu này di chuyển cơ thể trong một trận đấu vật thì hay cân nhắc điều này: Một hố đen có thể nuốt chưa đầy 1% tổng khối lượng của thiên hà mà nó “thả neo”.

Tỏa sáng trong thời kỳ tăm tối

Lịch sử giai đoạn đầu của hố đen – diễn ra trong 500 triệu năm dẫn đến những vật thể quan sát được bằng công nghệ hiện đại – có sự gắn kết với quá trình phát triển của những ngôi sao đầu tiên. Suy xét về điều này đòi hỏi trước tiên phải quay lại giai đoạn đầu tiên.

Khi vũ trụ hình thành, chẳng có gì khác ngoài hidro, heli và một ít lithi. Tất cả tiếp diễn như thế trong khoảng 300.000 năm trước khi có một sự kiện đáng kể xảy ra. Đám khí trở nên quá dày đặc, do đó trở nên quá nóng để tồn tại ổn định. Dần dần, vật chất trong vũ trụ nới rộng và nguội dần đi đủ để khí “tái kết hợp và ổn định ở các trạng thái trung gian”.

Khí hidro vẫn quá nóng để hình thành các vì sao, cho nên cần mở rộng hơn nữa. Bóng tối buồn thảm kéo dài sau đó, trong quá trình này một số làn sóng bắt đầu gợn lên trên kết cấu bằng phẳng của không gian.

Windhorst, nhà thiên văn học thuộc đại học Arizona giải thích: “Trong suốt 300 triệu năm không có sự kiện nào diễn ra. Vũ trụ chỉ đứng im lìm như thế. Sau đó đột nhiên những ngôi sao đầu tiên bắt đầu chiếu sáng”.

Thời điểm ánh sáng đầu tiên phát ra chưa thể xác định được chính xác. Nhưng trong suốt 500 triệu năm sau đó cái gọi là kỷ nguyên tăm tối của vũ trụ đã ngự trị. Chính xác hơn, những ánh sáng này đánh dấu giai đoạn tỏa sáng của vũ trụ và chấm dứt kỷ nguyên tăm tối.

Những hố đen đầu tiên

Các nhà khoa học đã từng hình dung ra các thiên hà hình thành theo con đường sụp đổ nguyên khối, trong đó một đám mây khí khổng lồ bỗng nhiệt gãy vỡ từ bên trong. Quan điểm hiện đại dựa trên “sự xuất hiện phân tầng” trong đó từng chút một được hình thành qua thời gian. Sơ đồ thô về con đường diễn ra nhận được sự tán đồng tương đối.

Những gợn sóng đầu tiên trong vũ trụ tập hợp lại thành các sợi và nút thắt, xuất hiện cục bộ rồi diễn ra trên phạm vi lớn hơn. Các cụm khí riêng biệt tan vỡ, và các ngôi sao được hình thành. Những ngôi sao đầu tiên rất lớn, có lẽ gấp 200 lần khối lượng của mặt trời hoặc hơn thế nữa. Chúng chỉ chứa hầu hết là hidro nguyên chất – thành phần cơ bản của phản ứng nhiệt hạch giúp ngôi sao phát sáng.

Các ngôi sao khổng lồ thì chết sớm. Một số chỉ tồn tại trong vòng 10 triệu năm (mặt trời có tuổi thọ 4,6 tỷ năm và đang ở độ tuổi “trung niên”). Sau đó một vụ nổ kinh hoàng diễn ra, đưa các nguyên tố nặng hơn mới được tôi luyện vào vũ trụ. Một khối lượng tương đương với rất nhiều ngôi sao có thể chấm dứt với kết cục chỉ bằng một quả bóng không lớn hơn một thành phố là mấy. Kết quả là: một hố đen tinh tú hình thành. Những vật thể này đậm đặc đến nỗi không có một thứ gì, kể cả ánh sáng có thể thoát ra được một khi đã nằm bên trong khối cầu lực hút.

Giếng lực hút có thể nặng tới vài mặt trời nhưng các phiên bản ban đầu có thể đạt tới khối lượng lớn gấp 100 lần khối lượng mặt trời.

Trong suốt hàng chục triệu, hàng trăm triệu năm, các nhiều ngôi sao được hình thành từ mảnh vụn của những ngôi sao đầu tiên. Những vùng khí đậm đặc kết hợp lại. Các ngôi sao hình thành nhóm trong đó vài chục ngôi sao có thể bị hút vào các cụm sao khác. Cuối cùng, cụm sao chứa hàng ngàn tinh tú phát triển và trông giống cũng như hoạt động giống với một vật thể có thể được coi là cận thiên hà. Một số có lẽ có chứa những hố đen đang lớn dần lên ở trung tâm.

Tại đây giả thuyết đồng tiến hóa gặp phải trở ngại. Trực giác cho rằng rất nhiều các hố đen tinh tú khổng lồ đơn giản kết hợp với nhau cho đến khi có một vật thể trung tâm đạt được khối lượng đủ lớn để điều khiển hình dạng và quá trình phát triển trong tương lại của thiên hà.

Nếu trực giác này là đúng thì hố đen nào giữ vị trí trung tâm?

Roger Blandford – nhà vật lý học thiên thể lý thuyết tại Caltech cho biết: “Đó là một câu hỏi đặt đúng lúc đúng chỗ. Điều này có thể chỉ là ngẫu nhiên”.

Trên thực tế không ai biết chắc chắn liệu một lỗ đen ngoại cỡ đầu tiên có phải hìnht hành từ seri kết hợp từ hàng chục khối lượng tương đương với hệ mặt trời để trở thành vật thể có khối lượng gấp 200, 1.000 rồi 10.000 lần và cứ thế. Hay liệu chúng đổ vỡ từ các đám mây khí đậm đặc. “Liệu có phải chúng bắt đầu từ khối lượng gấp 100 lần hệ mặt trời hay 1 triệu lần? Đó là một câu hỏi hay. Bản thân tôi cho rằng chúng khởi nguồn từ khối lượng vài trăm, nhưng đó chỉ là suy đoán”, Blandford nói.

Các võ sĩ hạng trung ẩn nấp

Sự hình thành và phát triển của thiên hà là một quá trình không bao giờ chấm dứt, đồng thời là đầu mối của quá trình tiến hóa của những hố đen đầu tiên lan tràn khắp thiên hà và trong vũ trụ. Do đó các nhà thiên văn học đã tìm hiểu các sinh vật trong vũ trụ hiện nay để tìm đầu mối lần ra gốc rễ ban đầu.

Các hố đen có ở mọi nơi, hàng triệu hố đen loại tinh tú có thể thắp sáng một thiên hà.

Nếu những lỗ đen vĩ đại nhất hình thành từ sự đa dạng khi đó có thể sẽ có những bằng chứng nằm đâu đó trong vũ trụ dưới dạng phiên bản hạng trung.
Nằm cách chỉ 300 triệu năm ánh sáng, hai thiên hà đang va chạm với nhau có biệt danh The Mice sẽ kết hợp thành một thiên hà khổng lồ. Sự kết hợp như thế này có thể tạo ra pha chuẩn tinh trong quá trình tiến hóa thiên hà. (Ảnh: NASA/HUBBLE/STScI/H. Ford et al.)
Rất nhiều nhà thiên văn học thuyết phục rằng họ đã tìm ra được một vài mối liên hệ còn thiếu. Nhưng trong trường hợp các hố đen hạng trung thì đây lại là vấn đề gây nhiều tranh cãi nhất trong lĩnh vực thiên văn học.

Haehnelt cho biết: “Sự tồn tại của các hố đen hạng trung là một trong những câu trả lời lớn chưa có lời giải đáp trong lĩnh vực này. Những phát hiện mới đây vẫn gây nhiều tranh cãi”.

Bất chấp, hầu hết các chuyên gia vẫn nhất trí rằng có tồn tại hố đen hạng trung, và có thể biến đổi thành những hố đen phát triển tối đa.

Quá trình va chạm

Các nhà nghiên cứu ở cả hai phe hầu hết đều đồng ý rằng kích thước của một hố đen to lớn không trải qua giai đoạn kết hợp ban đầu. Một khi khối lượng nhất định đã đạt được, nó trùng hợp với một giai đoạn trước giai đoạn mà các nhà thiên văn học thấy hiện nay – một hố đen đã đạt được phần lớn khối lượng bằng cách nuốt khí từ môi trường xung quanh.

Sự kết hợp vĩ đại

Các thiên hà kết hợp với nhau chỉ là một giả định. Nó được cho là đóng góp đáng kể vào sự phát triển trong quá khứ của thiên hà, ví dụ như thiên hà Milky Way. Vũ trụ thời kỳ đầu vẫn chưa mở rộng nhiều lắm nhưng lại đông đúc không thể tin. Giống như những quả bóng bi-a, các thiên hà mới hình thành có xu hướng va đập.

Nếu hai thiên hà kết hợp thì các hố đen của chúng cũng thế. Mô hình máy tính mới đây đã suy đoán rằng sự kiện này rất mạnh mẽ, giải phóng ánh sáng khủng khiếp do khí bị trói buộc giữa các hố đen sau đó lao vùn vụt vào hố đen lớn hơn.

Sự kết hợp giữa các thiên hà diễn ra hàng triệu năm nên chúng không thể được quan sát theo cả quá trình.

Một quan sát đối với thiên hà gần chúng ta đã cung cấp bằng chứng cho sự kiện này. Tại trung tâm của thiên hà NGC 6240 các nhà thiên văn học đã tìm ra không chỉ một mà là hai hố đen, nằm cách nhau 3.000 năm ánh sáng và đang tiến tới quá trình kết hợp. Đài quan sát tia X Chandra đã cho thấy NGC 6240 thực tế là hai thiên hà bắt đầu xát nhập từ cách đây 30 triệu năm trước.

Những chỉ dấu khác của những liên kết vĩ đại đến từ những chuẩn tinh nằm gần. Richard Larson, một nhà nghiên cứu tại Yale, người nghiên cứu sự hình thành sao trong trung tâm thiên hà, cho biết các thiên hà có thể trải qua nhiều giai đoạn chuẩn tinh trong quãng đời của mình. Khi nghiên cứu những chuẩn tinh ở những khoảng cách hợp lý hơn (nghĩa là không quá xa trong quá khứ), ông quan sát thấy những dấu hiệu của liên kết thiên hà gần đây hoặc các tương tác quy mô lớn khác.

"Tương tác và liên kết là cách tuyệt vời để vứt bỏ một lượng khí đáng kể ở trung tâm thiên hà," Larson giải thích. "Điều đầu tiên lương khí này làm đó là đột nhiệm hình thành một số lượng sao lớn". Những vụ nổ hình thành sao tồn tại khoảng 10 triệu đến 20 triệu năm quanh một chuẩn tinh điển hình.

Khí không tham gia vào quá trình hình thành sao rơi vào trong lỗ đen, Giai đoạn tiêu hủy mãnh liệt này là rất dễ quan sát, vì năng lượng thừa biến khí và bụi thành những đám mây phát sáng. Cuối cùng, hỗn loạn được giải quyết và những sao mới trở nên rõ ràng. Sau đó, chuẩn tinh bị bỏ lại trống trơn. Và cuối cùng, nó không hoạt động nữa.

Larson tính toán viễn cảnh này đối với sự bồi đắp lỗ đen có thể áp dụng cho những chuẩn tinh xa xôi nhất. Và nó củng cố khái niệm rằng lỗ đen trên thực tế đạt tới kích thước của mình bằng cách bồi đắp khí.

Một dự án gọi là LISA (Ăngten không gian đo giao thoa laze) sẽ tìm kiếm những "đợt sóng trọng lực" là kết quả của những liên kết lỗ đen, có thể chứng minh rằng những va chạm lớn như vậy có thể xảy ra. Vệ tinh của NASA được dự kiến phóng năm 2008.

Hiểu biết về vật chất tối cũng cần được nâng cao. Một số kính viễn vọng lẽ ra nên đóng góp cho nỗ lực này, nhưng vì không ai biết vật chất đó là gì, nên dự đoán về các cách giải quyết chỉ mang tính suy đoán.

Và cơ học cụ thể của lỗ đen cần được nghiên cứu đầy đủ. Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn không biết chính xác vật chất bị đẩy vào trong và bị nuốt chửng như thế nào. Việc này có thể được thực hiện bằng cách quan sát vũ trụ ở gần.

Roger Blandford, nhà lý thuyết của Caltech, đã đưa ra một cách mới để chứng minh rằng những liên kết sớm không phải là yếu tố đóng góp chính cho sự phát triển của lỗ đen. Blandford cho biết có hai thông số cơ bản tiêu biểu cho lỗ đen. Khối lượng là thông số rõ ràng nhất. Thông số tinh tế hơn là sự xoay tròn.

Lỗ đen có vẻ như xoay tròn. Ý tưởng này chuyển hóa từ lý thuyêt sáng quan sát xác thực tháng 5 năm 2001, và nó vẫn chưa được ch ứngminh. Nhưng nếu xoay tròn được chứng minh là một khía cạnh chung của lỗ đen, thì tốc độ quay có thể được sử dụng để suy ra điều quan trọng trong lịch sử của một lỗ đen.

Blandford giải thích: "Nếu lỗ đen phát triển bằng cách liên kết, kết hợp các lỗ đen, có lẽ chúng quay xuống khá nhanh. Điều này trở thành một tranh luận rằng, nếu bạn có thể chứng minh lỗ đen thực sự đang quay nhanh, chúng có thể không phát triển bằng cách liên kết, mà bằng cách bồi đắp khí".

Quan trọng hơn cả, tầm nhìn cần được mở rộng ngược theo thời gian, sau cả những chuẩn tinh đang được nghiên cứu, Karl Gebhardt, nhà thiên văn học thuộc Đại học Texas và thành viên của nhóm nghiên cứu của Richstone, cho biết.

Gebhardt phát biểu về những vật thể đã được quan sát cho đến nay: "Chúng là phần đầu của núi băng trôi. Chúng ta dự đoán từ những gì chúng ta quan sát thấy ở một số lượng các vật thể đến cái tổng thể. Đó là một phần của vấn đề về tính không chắc chắn".

Hubble có thể mở rộng tầm nhìn một chút, nhưng những phát hiện sâu trong không gian có thể phải chờ Kính viễn vọng không gian James Web, dự kiến đưa vào sử dụng năm 2010. Được quảng cáo với tên gọi "cỗ mấy ánh sáng đầu tiên", JWST sẽ là Hubble trên xteoit, và nó sẽ đạt được tầm nhìn tốt hơn về phần tăm tối của vũ trụ.

Thật mỉa mai khi nghĩ rằng JWST được phóng lên, nhiều nhà thiên văn học và vũ trụ học sẽ dựa vào lỗ đen để rọi đường đến hiểu biết khoa học về kỷ nguyên sớm nhất của vụ trụ, một khoảng thời gian tối tăm mà họ đã mơ về từ lâu.

(Theo khoahoc)

[vietnam]

Lịch sử cuộc chinh phục không gian
Phạm Văn Tuấn 23/11/2005





Cách nay vài chục thế kỷ, con người đã từng mơ mộng chinh phục không gian, bay nhởn nhơ trên núi cao, vượt nhanh chóng qua biển rộng. Con người đã đạt được giấc mộng này nhưng rồi lại cảm thấy trái đất hiện tại quá chật hẹp. Con người mong muốn vượt ra khỏi cảnh tù hãm trên địa cầu để khảo sát vũ trụ bao la. Viễn ảnh du hành không gian này chính thức tới trong đầu óc các nhà khoa học vào đầu thế kỷ 20.

Ngày nay các nhà khoa học cũng nóng lòng như Christopher Columbus muốn khám phá những điều hiểu biết mới lạ, nhưng sự khác biệt giữa xưa và nay là Christopher Columbus ngày xưa có tầu biển mà không biết sẽ đi tới đâu trong khi ngày nay, các nhà khoa học biết rõ nơi đến mà lại thiếu phương tiện vận chuyển để vượt ra ngoài không gian.

Nhưng nguyên nhân nào đã thúc đẩy con người theo đuổi một chương trình thám hiểm không gian táo bạo? Cuộc thám hiểm và ngành không gian học có thể giúp ích những gì cho chúng ta? Công trình phát triển kỹ thuật không gian trở nên quan trọng và cấp bách vì ba lý do: lý do thứ nhất là lòng hiếu kỳ sẵn có của con người. Mọi người vẫn hằng ước ao khám phá những điều bí ẩn để đi đến những nơi chưa có ai đặt chân tới. Ngày nay trên địa cầu không đâu là không có vết chân của con người và vì vậy vượt ra ngoài trái đất là điều đã được nhiều người mong ước.

Mấy chục năm vừa qua, chiến tranh lạnh đã bành trướng giữa hai phe Dân Chủ và Cộng Sản. Phe nào cũng muốn vượt lên về phương diện Kỹ Thuật và Khoa Học. Không phe nào muốn phe kia dùng Không Gian để đe dọa nền an ninh của mình vì thế mục tiêu phòng thủ đã là yếu tố thứ hai. Lý do thứ ba là kỹ thuật không gian sẽ đem lại nhiều kiến thức về khí hậu, truyền thông, trái đất, thái dương hệ và vũ trụ.







Sputnik 1 là vệ tinh nhân tạo thành công đầu tiên, được Liên xô phóng ra vũ trụ tháng 10, 1957 . Đó là một quả cầu bằng nhôm đường kính 58 cm, khối lượng 83 kg. Sputnik1 quay quanh Trái đất theo quỹ đạo hình ellipse mà apogee (điểm xa nhất đối với trái đất) là 946 km và perigee là 227 km. Nó thực hiện một vòng trong 96,2 phút. Thời gian bay tổng cộng là 57 ngày. (Vietsciences)

Thời đại không gian liên hành tinh thực ra bắt đầu vào ngày Thứ Sáu, mồng 4 tháng 10 năm 1957, là ngày mà Liên Xô đã đặt vệ tinh nhân tạo đầu tiên Sputnik I vào quỹ đạo của trái đất. Từ nay mở đầu cuộc chạy đua về không gian giữa Liên Xô và Hoa Kỳ.

Quan niệm rằng trái đất chúng ta đang ở không phải là một thiên thể duy nhất trong không gian đã được Plutarque ghi nhận vào thế kỷ thứ nhất. Tới thế kỷ thứ 6, sự phát minh ra kính viễn vọng đã cho phép con người phóng tầm mắt ra ngoài vũ trụ bao la. Trong hai thế kỷ 16 và 17, Copernicus, Galileo và Kepler đã đặt nền móng cho công trình tìm hiểu vũ trụ.

Con người nhìn vũ trụ qua một lớp màn dày hàng trăm dậm, đó là lớp khí quyển. Để vượt qua bức màn này, con người đã dùng một dụng cụ: hỏa tiễn. Hỏa tiễn thực ra đã có từ lâu. Năm 1232 người Trung Hoa dùng hỏa tiễn hay “tên lửa” để chống lại quân Mông Cổ. Hỏa tiễn được mang sang châu Âu trong khoảng các năm 1250 tới 1280 và đã được giới quân sự đôi khi sử dụng để đốt phá các căn cứ và thành phố địch. Thời gian hỏa tiễn được sử dụng chỉ kéo dài chừng một thế kỷ rồi mọi người lãng quên thứ võ khí này.


1/ Đại Úy Congreve.


Tới năm 1804, Đại Úy William Congreve (sau này đuợc tặng chức sir), thuộc Pháo Binh Hoàng Gia Anh, là người đầu tiên quan tâm tới hỏa tiễn. Congreve được nghe nói các lực lượng của Hyder Ali, một nhà cầm quyền người Ấn Độ, đã dùng hỏa tiễn để chống lại quân đội Anh một cách rất hiệu quả. Vì thế Congreve tin rằng ông ta có thể chế tạo các hỏa tiễn lớn hơn để dùng vào các trận chiến tại bờ biển Coromandel.

Congreve bèn đi thăm tất cả các xưởng làm pháo tại thành phố London, hỏi chuyện các chủ nhân rồi đặt làm các hỏa tiễn loại lớn. Nhờ cha là Trung



Tướng Sir William Congreve, Đại Úy Congreve đã mượn được xạ trường để thí nghiệm. Lúc đầu các hỏa tiễn của Congreve có tầm bay tối đa là 600 mét, điều này khiến ông ta hy vọng vì thứ võ khí của Hyder Ali cũng chỉ bay xa được 1,000 mét mà thôi. Cho tới thời bấy giờ, hỏa tiễn gồm hai phần: một phần là thân mang thuốc đẩy, phần kia là đuôi gồm một cây gậy buộc vào thân hỏa tiễn để cân bằng, đuôi này thường có chiều dài gấp 7 lần thân hỏa tiễn. Congreve tìm cách cải tiến. Ông cho rằng việc gắn đuôi vào hỏa tiễn không những phiền phức vì hỏa tiễn dài tới 5 mét mà còn bất tiện cho việc chuyên chở. Ngoài ra nếu việc gắn đuôi được thực hiện ngoài mặt trận thì khó lòng các binh sĩ gắn đúng cách. Vì thế Congreve đã phát minh ra một thứ hỏa tiễn có sẵn cây gậy ở giữa.





Cải cách của Congreve đã khiến cho hỏa tiễn bay xa được 3,000 mét và thứ lớn nhất nặng tới 21 kilô. Congreve đã gọi hỏa tiễn của ông là “hồn không có thân của Pháo Binh” vì thứ võ khí này không cần tới nòng súng để bắn đi và ông cho rằng hỏa tiễn có thể thay thế Pháo Binh dã chiến. Congreve còn chế tạo một thứ hỏa tiễn nhỏ sử dụng trên tầu có một cột buồm.

Hỏa tiễn của Congreve được quân đội Anh sử dụng nhiều lần. Năm 1805 Hải Quân Anh đã bắn 200 hỏa tiễn để tấn công thành phố Boulogne và hai năm sau, 25,000 hỏa tiễn Congreve đã đốt phá phần lớn thành phố Copenhague. Người ta còn kể lại rằng vào ngày 20 tháng 10 năm 1813, các nơi chứa lương thực của thành phố Danzig đã bị hỏa tiễn Congreve đốt cháy khiến cho một tháng sau, thành phố này phải đầu hàng. Ngoài ra võ khí của Congreve còn được sử dụng trong trận Leipzig chống Napoléon và trong cuộc vây hãm Fort McHenry.















Các chiến công của các đội hỏa tiễn Anh đã khiến cho nhiều nước khác phải bắt chước, chẳng hạn các nước Áo, Pháp, Ý, Đan Mạch, Hòa Lan, Ba Lan, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Ai Cập và Hy Lạp. Nước Thụy Sĩ cũng dự tính chế tạo hỏa tiễn nhưng còn trên giấy tờ trong khi nước Phổ cho thành lập xưởng thí nghiệm tại Spandau, gần thành phố Berlin. Riêng các thẩm quyền quân sự Hoa Kỳ coi thường thứ võ khí mới này và tới năm 1865, việc tìm hiểu hỏa tiễn không còn được nhiều quốc gia theo đuổi nữa.

Vào năm 1870 chỉ còn hai quốc gia có hỏa tiễn là nước Anh và Hoa Kỳ. Nước Anh cấp hỏa tiễn cho các đơn vị đi chinh phục thuộc địa còn tại Hoa Kỳ, hỏa tiễn được nhiều người biết tới nhờ William Hale giải quyết xong bài toán về cách hướng dẫn. Hale đã dùng 3 chiếc van gắn ở ống thoát khí khiến cho hỏa tiễn khi bay đã quay tròn như một viên đạn. Tại Hoa Kỳ vào thời bấy giờ, hỏa tiễn có đường kính chừng 7.5 cm và nặng chừng 7 kilô, chỉ để dùng cho việc “đốt cháy và đặc biệt dùng cho lối chiến tranh man rợ”, nghĩa là dùng để bắn phá mọi da đỏ.

Cho tới cuối thế kỷ 19, không một cấp chỉ huy trên bộ cũng như trên biển nào yêu cầu cung cấp hỏa tiễn và trong cuốn sách “Khảo Sát về Đạn Dược” của Văn Phòng Chiến Tranh Anh Quốc đã có ghi “việc dùng hỏa tiễn trên bộ và dưới nước bị tạm ngưng ngoại trừ có lời yêu cầu dùng cho mục đích đặc biệt”.


2/ Phương tiện cấp cứu.

Nếu hỏa tiễn bị quên dần và không được coi là một võ khí hữu dụng thì ích lợi của hỏa tiễn lại được dùng vào phạm vi khác. Năm 1784, Ehrgott Friedrich Schaefer, cư ngụ tại Kolberg là một tỉnh duyên hải, đã viết một bài trình lên Hoàng Đế Frederick nước Phổ về cách cứu người trên con tầu mắc cạn vào các ngày có bão biển. Theo Schaefer, người ta có thể dùng một quả đạn súng cối mang theo một sợi dây thật chắc chắn bắn từ bờ biển ra tới con tầu lâm nạn rồi các nhân viên cấp cứu có thể kéo vào bờ các nạn nhân bằng những túi vải. Hoàng Đế nước Phổ đã đọc bài trình này và đã giao việc nghiên cứu cho viên Tổng Thanh Tra Pháo Binh để thi hành. Sau nhiều lần bàn cãi, viên Tổng Thanh Tra và các cộng sự của ông đã đi tới kết luận rằng “phát minh này không thể thực hiện được”.

Tới năm 1797, Trung Úy Cell người Anh, thuộc binh chủng Quân Cụ Hoàng Gia cũng đề cập một ý tưởng tương tự như của Schaefer với Hội Thương Mại London. Thời bấy giờ, mặc dù người ta bàn cãi nhiều về ý tưởng của Trung Úy Cell nhưng rồi không có một phát minh nào được thực hiện cho tới ngày viên Thanh Tra Quân Đội Anh tên là George William Manby nhìn thấy tận mắt một con tầu chở 67 người, đã đâm vào đá và vỡ ra từng mảnh, tai nạn này chỉ cách bờ biển chừng 100 mét. Manby liền vẽ một kiểu đạn súng cối mang dây cấp cứu. Khi có tầu lâm nạn gần bờ, người ta sẽ bắn viên đạn xa hơn con tầu một chút để sợi dây rơi vào con tầu rồi các thủy thủ trên tầu sẽ dùng sợi dây này để kéo ra ngoài một sợi dây lớn hơn, vững chắc hơn, mang các phao nổi. Nhờ lối cấp cứu này, người ta có thể kéo vào bờ tất cả nạn nhân. Manby đã dùng phát minh của ông ta tại miền Norfolk và theo thống kê thì trong khoảng các năm từ 1807 tới 1823, người ta đã cứu sống được 332 thủy thủ cùng dân thuyền chài bằng phương pháp này.

Tại nước Phổ, ý tưởng của Schaefer được một số nhà khoa học đem ra thí nghiệm vào ngày 5 tháng 9 năm 1816 tại hải cảng Pillau trên bờ biển Baltic, nhưng rồi các nhân vật có thẩm quyền đều không đồng ý với nhau cho nên loại súng cối bắn dây cáp cấp cứu chỉ được phép chính thức sử dụng vào tháng 7 năm 1819 và một nghị định đã nói rõ “phương tiện này không phải là không hoàn hảo nhưng nguy hiểm”.

Súng cối chỉ cho phép người ta bắn các quả đạn đi một khoảng cách gần trong khi đó John Dennett tại Newport thuộc đảo Wight bên nước Anh lại nghĩ rằng có thể dùng một loại hỏa tiễn của Congreve để bắn đi các sợi dây xa hơn và nặng hơn. Vì thế từ năm 1824, hỏa tiễn Congreve đã được dùng tại đảo Wight. Bốn năm sau Thiếu Tá Stiehler, chỉ huy trưởng trại quân tại Klaipeda, thuộc xứ Lithuania, là người Đức đầu tiên dùng hỏa tiễn thay cho súng cối để rồi từ đó, các bờ biển Baltic và Bắc Hải đều dùng hỏa tiễn bắn dây cấp cứu và tầm xa tối đa của hỏa tiễn là 400 mét.

Tại nước Đức người ta còn thành lập một hội cấp cứu các thủy thủ lâm nạn và chủ trương của hội này là dùng các dụng cụ đồng nhất. Hội đã giao cho phòng thí nghiệm chế tạo pháo bông Hoàng Gia Phổ làm ra các hỏa tiễn cấp cứu và công cuộc này được thực hiện cho tới năm 1890. Tại nước Anh, hai loại hỏa tiễn dùng cho việc cấp cứu là loại cổ điển của Congreve và một loại mới do Đại Tá Boxer nghĩ ra vào năm 1855. Đây là một thứ hỏa tiễn 2 tầng, dài chừng nửa thước, đường kính chừng 7 cm, được gắn vào cây gậy hướng dẫn khiến cho tất cả hỏa tiễn dài chừng 3 thước.

Từ khi máy truyền thanh được phát minh, loại hỏa tiễn mang dây cấp cứu ít được dùng đến vì các tầu bè đều trang bị dụng cụ vô tuyến và đã được báo trước về thời tiết xấu. Tuy nhiên, phương pháp sử dụng hỏa tiễn được người ta áp dụng vào việc thả dây điện thoại tại mặt trận hay tại các miền núi non hiểm trở. Ý tưởng này đã được Amédée Denisse người Pháp nghĩ ra vào năm 1882 và được dùng rất nhiều tại Thụy Sĩ trong khoảng giữa hai trận Thế Chiến. Ngoài ra các thủy thủ săn cá voi cũng nghĩ đến cách áp dụng hỏa tiễn vào việc phóng lao và người đầu tiên sử dụng cách này vào năm 1821 là Đại Úy William Scoresby, người Anh. Tại Hoa Kỳ hai kiểu mẫu về hỏa tiễn phóng lao được trình tòa vào ngày 3 tháng 6 năm 1862 do Thomas Roys và vào ngày 24 tháng 4 năm 1866 do Roys và Lieliendahl, một cộng sự viên.

Ngoài công dụng thả dây cấp cứu tại bờ biển, hỏa tiễn còn được dùng vào việc nghiên cứu khí tượng mà khởi đầu là do việc tìm cách phá hủy các trận mưa đá. Tại châu Âu, mưa đá là kẻ thù của nhà nông và nhất là các nhà trồng nho. Mỗi năm thiệt hại do mưa đá gây ra rất đáng kể mà người ta chưa tìm ra cách nào để tránh được tai họa này. Người ta chỉ biết cầu kinh thật sớm trong nhà thờ vào mùa mưa đá và nhiệm vụ của viên bõ già gác nhà thờ là phải rung chuông thật lớn khi thấy trận mưa đá xuất hiện từ đằng xa vì ngoài tiếng chuông dùng để cầu cứu Thượng Đế, nó còn có công dụng là gây ảnh hưởng tới các lớp mây. Rồi người ta còn họa thêm vào tiếng chuông bằng các tiếng súng đại bác bắn thật nhanh và không có quả đạn.


3/ Hỏa tiễn chống mưa đá.

Tới thế kỷ 19, lòng tin tưởng vào cách gây tiếng động để chống lại mưa đá đã bị mọi người coi là dị đoan và tiếng chuông nhà thờ chỉ còn công dụng là gọi các con chiên đi cầu nguyện. Nhưng vẫn còn một số người cho rằng tiếng động có ảnh hưởng tới mưa đá, đó là viên Thị Trưởng Stieger của thành phố Styria trên dãy núi Alps. Thị Trưởng Stieger cho rằng tiếng súng đại bác đã gây ra các chấn động ảnh hưởng tới lớp mây mang mưa đá đến. Sở dĩ tại sao trước kia tiếng chuông nhà thờ và tiếng súng đại bác không khiến cho mưa đá bớt tàn phá mùa màng bởi vì các tiếng động này quá yếu. Stieger liền nghĩ ra một loại súng đại bác đặc biệt dùng cho thời tiết, dùng nhiều thuốc súng hơn là 250 gam như thường lệ.

Sau hai mùa hè thí nghiệm, vào năm 1895 Thị Trưởng Stieger tuyên bố rằng việc bắn thời tiết mang lại hiệu quả vì ông đã làm giảm đi một nửa số mây có mưa đá trong vùng. Nhưng thí nghiệm của Stieger không được các nhà khí tượng học công nhận vì họ không có cách nào kiểm chứng những kết quả này và không ai dám nói trước sự việc gì sẽ xẩy ra nếu không dùng tới loại đại bác khí tượng. Mọi người còn nghi ngờ phương pháp của Stieger.

Mười năm sau các đề nghị của Stieger, tại nước Đức có R. Bauer một nhà thực nghiệm, đã xét lại bài toán kể trên một cách tỉ mỉ và khoa học. Bauer lý luận rằng chấn động có thể ảnh hưởng tới các đám mây và ảnh hưởng này càng lớn nếu điểm xuất phát của tiếng nổ càng gần các đám mây. Tốt hơn hết, nên tạo ra tiếng nổ ngay trong đám mây. Trong nhiều năm, Bauer là huấn luyện viên của Trường Pháo Binh và kỹ sư quân đội của nước Thổ Nhĩ Kỳ. Năm 1905 Pháo Binh Phòng Không đã được thành lập nên Bauer lại càng biết rõ cách giải đáp bài toán do ông đề cập ra. Ông liền tới gặp chủ nhân các xưởng làm pháo và đặt làm các hỏa tiễn có đủ các yếu tố sau: (1) hỏa tiễn phải bắn cao lên tới 1,000 thước hay hơn, (2) khối chất nổ mang theo ít nhất phải là một kilô, (3) cách khai hỏa phải thật giản dị, không cần thêm một dụng cụ phụ nào. Các nhà làm pháo thấy rằng có thể thực hiện được các ý tưởng này mà trước kia họ không cần nghĩ đến bởi vì loại pháo bông nếu nổ quá cao sẽ không còn làm đẹp mắt người coi nữa.

R. Bauer cùng một nhà làm pháo bắt tay vào việc nghiên cứu và đã bắn các hỏa tiễn lên cao 1,000 mét. Bằng cách bắn nhiều hỏa tiễn, Bauer đã cho nổ các khối thuốc trong các lớp mây cũng như ở trên và dưới các tầng mây thấp, và điều đáng ngạc nhiên là mưa đã đã rơi xuống tại nơi xạ trường ít hơn tại các nơi khác. Bauer còn cho biết nhờ các hỏa tiễn của ông, mưa đá đã được đổi thành các trận mưa tuyết. Năm 1906 Bauer trình bày các thí nghiệm của ông trong buổi hội họp hàng năm của hội các nhà thiên nhiên học và vật lý học người Đức.

Mặc dù những điều khám phá của Bauer cho người ta thấy rằng hỏa tiễn nổ trên từng cao có thể gây ra một phần nào ảnh hưởng về mưa đá nhưng vào thời bấy giờ, không ai có tiền và thời giờ để theo đuổi thêm công cuộc thí nghiệm này. Rồi cuộc Thế Chiến Thứ Nhất bùng nổ và nhiều người đã nhận xét rằng tại miền Verdun, nơi mà trận chiến xẩy ra ác liệt, đã không có một lần mưa đá nào trong khi vào các năm trước thường có các trận mưa đá như vậy. Người ta cũng xác nhận điều này tại miền có trận Marne diễn ra.

Về sau, công trình khảo sát của Bauer được Müller, một nhà làm pháo tại Emmishofen, Thụy Sĩ, tiếp tục. Müller đã bắn các hỏa tiễn có đường kính 4 cm, dài chừng 35 cm và lên cao được 900 mét. Tại nước Áo cũng có các hỏa tiễn chống mưa đá nhưng vào thời bấy giờ, người ta chưa thấy kết quả rõ ràng của phương pháp trên.

Tới năm 1955 Bộ Canh Nông Tây Đức mới chính thức cứu xét việc dùng hỏa tiễn cỡ lớn vào việc chống mưa đá. Tại Liên Xô tờ báo Sao Đỏ đã tiết lộ vào ngày 14/7/1963 về việc dùng hỏa tiễn chống mưa đá tại vùng Caucase và Liên Xô đã mua một số hỏa tiễn đặc biệt chế tạo tại Somma Campagna nước Ý do nhà khoa học Angelo Patti. Người ta được biết rằng công ty của Patti không những chỉ chế tạo hỏa tiễn chống mưa đá mà còn có loại dùng để gây nên các trận mưa. Nhiều trại chủ thuộc các miền núi của nước Ý đã đặt mua rất nhiều hỏa tiễn dùng cho mùa màng này.

Còn tại châu Úc, các nhà trồng trọt tại Queensland đã dùng cả hai loại hỏa tiễn chống mưa đá, một loại nổ phá như thứ được dùng tại Thụy Sĩ và Áo, còn loại kia chứa iode bạc giống như thứ của Patti. Các hỏa tiễn này đã có thể bắn lên cao được 1,000 mét. Loại hỏa tiễn dùng cho mùa màng này có công dụng thực sự hay không, điều này đã được các nhà trồng trọt tại các nước Liên Xô, Ý, Áo, Thụy Sĩ và châu Úc công nhận.


4/ Tsiolkovski, Goddard và Oberth.

Ngoài các công dụng kể trên của hỏa tiễn, người ta còn thấy nhiều ích lợi khác mà hỏa tiễn có thể đem lại chẳng hạn như việc chuyên chở thư từ.

Gần hai thế kỷ về trước, tại nước Pháp người ta đã dùng một cách truyền tín hiệu do Claude Chappe phát minh. Theo cách này người ta phải trồng các trạm tuyền tin khá cao, xa nhau và phải trông thấy nhau, mỗi trạm có các cần tín hiệu chuyển động được và người coi trạm dùng một viễn kính nhỏ để nhận biết tín hiệu của trạm phát rồi đặt cần tín hiệu đúng như thứ đã nhận, khiến cho trạm kế tiếp trông thấy và lặp lại như vậy. Cách truyền tín hiệu này có nhiều khuyết điểm vì dễ sai nhầm, không sử dụng được trong đêm tối và vào các ngày có sương mù, lại không giữ được bí mật vì nếu có một người nào thuộc các dấu hiệu truyền tin, họ có thể đọc được tất cả điện văn.

Cũng vì những khuyết điểm kể trên nên Hoàng Đế Napoléon I đã phải khuyến cáo các nhà khoa học phát minh ra một phương pháp truyền tin nào hữu hiệu hơn. Ít lâu sau, Samuel Thomas Von Sommering, Giáo Sư Cơ Thể Học tại thành phố Munich, đã phát minh ra được một thứ máy điện tín và cho tường thuật phát minh này trên tờ báo do Heinrich Von Kleist làm chủ nhiệm. Kleist thấy rằng phát minh này chỉ có thể truyền đi các bản văn ngắn trong khi đó lại không thể gửi đi các bức thư dài, các bản báo cáo, các tài liệu hay cả những vật cần thiết như tiền bạc. Vì thế Kleist đã viết một bài báo vào ngày 10/10/1810 dưới nhan đề “Các ý tưởng đầu tiên về hỏa tiễn chuyên chở thư từ”. Theo bài báo này, người ta sẽ dùng các quả đạn rỗng, bỏ thư vào bên trong rồi bắn đi và theo tác giả, một bức thư gửi bằng cách này từ thành phố Berlin tới thành phố Settin cách xa 75 dậm hay tới thành phố Breslau cách xa 180 dậm, mất nửa ngày, tức là 1/10 khoảng thời gian cần thiết cho việc chuyên chở thư bằng ngựa.

Ý tưởng của Von Kleist rất mới lạ nhưng các điều kiện kỹ thuật thời bấy giờ chưa cho phép người ta thực hiện được những điều mong mỏi và ngành hỏa tiễn còn cần tới những nhà khoa học đặt nền móng về lý thuyết và những nhà bác học thực hiện các lý thuyết này. Trong ngành Hỏa Tiễn, ba nhân vật tiền phong là Konstantin Edwardovich Tsiolkovsky người Nga, Robert Hutchings Goddard người Mỹ và Herman Oberth người Đức.

Vào năm 1903 Tsiolkovsky đã mang các quan niệm dự tưởng của các nhà văn vào phạm vi khoa học. Ông đã mô tả dự án đầu tiên về “hỏa tiễn liên hành tinh”. Ngoài ra Tsiolkovsky còn tiên đoán rằng chất kerosene sẽ là một thứ nhiên liệu tốt cho hỏa tiễn. Nhưng Tsiolkovsky đã không làm một thí nghiệm nào về loại hỏa tiễn dùng nhiên liệu lỏng vì ông không có đủ tiền và thị trấn nhỏ bé Kaluga nơi ông trú ngụ không thể cung cấp cho ông các phương tiện cần thiết.

Trong lúc này tại nước Pháp, Robert Esnault Pelterie đã trình bày trước Hội Pháp Quốc Vật Lý vào ngày 15/11/1912 các quan niệm của mình về ngành Hàng Không Liên Hành Tinh. Tới ngày 8/6/1927, Pelterie lại thuyết trình tại trường Đại Học Sorbonne về sự khả hữu của các cuộc du lịch liên hành tinh để rồi ông ta cộng tác với André Louis Hirsch mà lập ra Giải Thưởng R.E.P. Hirsch vào ngày 1/2/1928.

Tại Hoa Kỳ Robert H. Goddart đã xét tới lý thuyết về hỏa tiễn từ đầu năm 1915. Mục đích của ông là dùng hỏa tiễn để khám phá thượng tầng khí quyển. Bài khảo cứu đầu tiên của Goddard được trình lên Viện Smithsonian vào tháng 12 năm 1916 dưới nhan đề “Một Phương Pháp đạt tới thượng tầng cao độ”. Giáo Sư Goddard đã nói tới độ cao trên 30,000 mét, nơi mà các khinh khí cầu không thể lên tới được. Việc hỏa tiễn mang theo các dụng cụ khoa học cũng được Goddard đề cập tới nhưng về ý tưởng này, ông không phải là người đầu tiên vì vào ngày 15 tháng 2 năm 1906, một kỹ sư người Đức tại Dresden tên là Alfred Maul đã xin bằng sáng chế về một loại hỏa tiễn mang máy ảnh và vài dụng cụ thí nghiệm khác, nhưng hỏa tiễn của Maul chỉ lên cao hơn 800 mét, một cao độ mà các khinh khí cầu thường đạt được một cách dễ dàng. Còn về Goddard, tuy các hỏa tiễn của ông đơn sơ thực nhưng ông đã thành công trong việc phóng đi từ ngày 16/3/1926. Hỏa tiễn của Goddard có một kích thước tương đối lớn: cao 12 mét, bay lên với tốc độ 60 dậm/giờ. Hỏa tiễn này là chiếc thứ nhất dùng nhiên liệu lỏng tại Hoa Kỳ. Trong số các hỏa tiễn về sau của Goddard, chiếc Nell đã có một trọng lượng 40 kilô, bay với tốc độ của âm thanh và lên cao được 2,500 mét.

Sau các thành công đầu tiên của Goddard về phương diện hỏa tiễn, tại nước Nga mới có vài nhà khoa học bắt tay vào kỹ thuật mới này, chẳng hạn như Giáo Sư V. P. Wetschiukine và hỏa tiễn dùng nhiên liệu lỏng chỉ được thí nghiệm từ năm 1932 do Friedrich Arturovitch Zander vẽ kiểu và chế tạo. Nhưng Zander chết vào hai năm sau lần thành công đầu tiên và công cuộc nghiên cứu đã được nhiều người khác kế tiếp, trong đó có Anatol A. Blagonravov, một nhân vật đã giữ chức vụ quan trọng trong ngành Khoa Học Không Gian Liên Xô.

[vietnam]

Tại nước Đức, Hermann Oberth đã nghiên cứu về hỏa tiễn. Giáo Sư Oberth cho xuất bản cuốn “Hỏa Tiễn đi vào Không Gian” trong đó ông đã dành nhiều tranh sách để nói về hỏa tiễn loại B. Đây là loại hỏa tiễn hai tầng dùng nhiên liệu lỏng, có thể lên tới cao độ 80 cây số. Tới giữa mùa hè năm 1927 tại nước Đức, các nhà khoa học nghiên cứu về hỏa tiễn thành lập Hội Du Hành Không Gian và Obeth làm hội trưởng, đồng thời tại thành phố Vienne, một hội tương tự cũng được Tiến Sĩ Franz Von Hoefft lập nên.


5/ Bom bay V- 1 và V- 2.



Bom bay V-1

Ngoài những hứa hẹn của hỏa tiễn áp dụng vào công việc khảo cứu thượng tầng khí quyển, các nhà quân sự Đức còn nhận thấy rằng hỏa tiễn có thể là một vũ khí lợi hại. Vì vậy Trung Tâm Thí Nghiệm Hỏa Tiễn Peenemunde được chính phủ Quốc Xã chính thức thiết lập, đã cho ra đời hai loại bom bay V- 1 và V- 2. Ngoài ra còn có trên một chục loại bom bay khác chưa thành công với các tên gọi khác nhau như Rheinbote (người đưa tin từ sông Rhin), Rheintochter (người con gái sông Rhin), Feuerlilie (hỏa lựu), Schmetterling (bươm bướm). . .

Các thành công về hỏa tiễn của Đức Quốc Xã khiến cho Hoa Kỳ phải quan tâm tới thứ võ khí mới này. Sau khi Thế Chiến Thứ Hai chấm dứt, Hoa Kỳ đã dùng các căn bản về bom bay của Đức, sửa đổi đi để chế biến thành các phi đạn. Các nhà quân sự phân biệt nhiều loại phi đạn: thứ được dùng để bắn đi từ mặt đất tới một mục tiêu trên mặt đất được gọi là phi đạn địa địa, nếu bắn từ phi cơ xuống, đó là loại phi đạn không địa, còn thứ phi đạn chống phi cơ được gọi bằng tên địa không.

Như vậy người ta thấy nẩy sinh ra nhiều loại võ khí và tùy theo tầm quan trọng của từng loại mà các nhà quân sự quan tâm tới nhiều hay ít. Vào thời bấy giờ, tuy các phi đạn với tầm bắn 200 dậm được coi là hệ trọng về mặt quân sự nhưng vì châu Mỹ ở cách các nước khác bằng một đại dương, nên mặc dù các kỹ sư tiên đoán tầm bắn 6,000 dậm, các nhà quân sự Mỹ vẫn còn nghi ngờ khả năng của phi đạn địa địa.

Vào năm 1947, loại hỏa tiễn địa không được Hoa Kỳ chú ý hơn cả vì người ta cho rằng nếu xẩy ra chiến tranh thì việc tấn công sẽ được thực hiện bằng không lực. Vì thế 5 loại phi đạn của Đức là Rheintochter, Schmetterling, Enzian (cây Long Đảm), Taifun (Cuồng Phong) và Wasserfall (Thác Nước) được cải biến thành hỏa tiễn địa không. Các nhà quân sự chú ý tới loại Wasserfall vì tuy đây không phải là loại lớn nhất mà vì có nhiều triển vọng hơn cả.

Hỏa tiễn Wasserfall có chiều cao 8 mét, trọng lượng khi cất cánh là 4,000 kilô và dùng nhiên liệu vinyl isobutyl ether với danh hiệu Visol. Hỏa tiễn này được điều khiển bằng vô tuyến điện, có 4 cánh, lại mang một khối chất nổ ở đầu đủ mạnh để phá hủy một phi cơ đang bay cách đó một khoảng xa.

Thứ hỏa tiễn phòng không đầu tiên được Hoa Kỳ chế tạo hàng loạt có danh hiệu là Nike-A hay Nike-Ajax. Loại này dài chừng 10 mét, có tầm bắn gần 30 dậm và trọng lượng cất cánh là 1,100 kilô. Loại hỏa tiễn này dùng nhiên liệu lỏng trong khi phần đẩy dùng nhiên liệu đặc. Loại phi đạn Nike thứ nhì có tên là Nike Hercules cao 12 mét, trọng lượng cất cánh là 5,000 kilô và tầm bắn là 80 dậm. Giống như phi đạn Nike Ajax, Nike Hercules gồm hai phần là thân phi đạn và phần đẩy nhưng đều dùng nhiên liệu đặc. Loại phi đạn này bay nhanh 2,000 dậm trong 1 giờ và bắn hạ các mục tiêu trên cao 50,000 cây số. Nike-Zeus là loại phi đạn thứ ba dùng để chống hỏa tiễn, cao 15 mét và có trọng lượng cất cánh là 11,600 kilô.


6/ Các vệ tinh nhân tạo.

Sau khi Thế Chiến Thứ Hai chấm dứt, khả năng của các loại bom bay V- 1 và V- 2 khiến cho các nhà khoa học nghĩ đến việc áp dụng phương tiện này vào việc khảo cứu thượng tầng khí quyển. Tại Hoa Kỳ loại hỏa tiễn dùng cho khí tượng học có tên là Deacon, dài 4 mét, có thể lên cao hơn 20,000 mét, mang theo các dụng cụ đo áp suất, nhiệt độ và độ ẩm của không khí. Kế tiếp loại hỏa tiễn Deacon là loại Aerobee, dài 8 mét, dùng nhiên liệu lỏng và có thể lên cao tới 70 dậm.

Tuy được phóng lên thượng tầng khí quyển, các hỏa tiễn chỉ gặt hái được những yếu tố trong một vài phút, thêm vào đó rất nhiều dụng cụ đo lường bị thất lạc vì rơi xuống biển hay xuống các rừng núi. Các khuyết điểm này khiến cho các nhà khoa học nghĩ đến việc dùng một vệ tinh luôn luôn bay chung quanh địa cầu và liên tục gửi về các đài nhận đặt tại dưới đất những tín hiệu ghi nhận về tỉ trọng không khí, tia vũ trụ, từ trường, các bức xạ của mặt trời và các yếu tố khác về khí tượng cũng như về các vẩn thạch.

Vào năm 1954, Hội Nghị Quốc Tế Liên Hiệp Khoa Học quyết định rằng các chương trình hỏa tiễn và vệ tinh sẽ được sử dụng trong Năm Địa Cầu Vật Lý Học (The International Geophysical Year, 1957/58). Ngày 29 tháng 7 năm 1955, Hoa Kỳ tuyên bố một chương trình phóng vệ tinh nhân tạo gọi là Dự Án Vanguard và dự án này có mục đích phụng sự Khoa Học nói chung và cho Năm Địa Cầu Vật Lý Học nói riêng. Vào ngày 01 tháng 7 năm 1957, tức là ngày đầu Năm Địa Cầu Vật Lý, Liên Xô tuyên bố có thể phóng đi một vệ tinh nhân tạo trước Hoa Kỳ và lại có trọng lượng lớn hơn. Nhưng giới khoa học đã không quan tâm đến lời rêu rao đó và phe Tây Phương coi đây là một lời tuyên truyền. Đến ngày 4 tháng 10 năm 1957, một tháng trước khi vệ tinh Vanguard được sẵn sàng phóng đi, Liên Xô đã đặt vào quỹ đạo của trái đất vệ tinh Sputnik I và mở đầu một kỷ nguyên mới: “Kỷ Nguyên Liên Hành Tinh”.

Việc thành công của Liên Xô trên lãnh vực hỏa tiễn là một trái bom lớn phát nổ, làm bàng hoàng Thế Giới Tự Do và cũng khiến người ta nghi ngờ đây là một sự gian trá. Nhưng vệ tinh “Sputnik” (Mặt Trăng nhỏ) nặng 145 kilô và có trọng lượng hữu ích 85.4 kilô vẫn bay đều chung quanh trái đất mãi tới ngày 4 tháng 1 năm 1958.

Trong khi Thế Giới còn đang tranh luận về vệ tinh của Liên Xô thì Tiến Sĩ Anatol A. Blagonravov lại báo trước việc phóng hỏa tiễn có mang một vệ tinh thứ hai. Rồi vệ tinh Sputnik II được đặt vào quỹ đạo của trái đất vào ngày 3 tháng 11 năm 1957. Trong lần viếng thăm Hoa Kỳ, Tiến Sĩ Blagonravov còn trình bày sự quan trọng của chiếc vệ tinh mới này. Đối với Sputnik II, mọi người kinh ngạc về trong lượng hữu ích quá lớn: 508 kilô và sự có mặt của một phi hành gia đầu tiên: con chó cái Laika. Sau khi bay được 3,270 vòng chung quanh trái đất, vệ tinh Sputnik II rơi vào đêm hôm 13 rạng ngày 14/4/1958 trong vùng Đại Tây Dương, giữa Nam Mỹ và châu Phi. Sự thành công của Liên Xô trong lãnh vực hỏa tiễn làm tổn thương danh dự của Hoa Kỳ. Vì uy tín quốc gia, người Mỹ quyết định lấy lại danh dự đã mất, dù với giá nào.

Ngày 6 tháng 12 năm 1957, sau 11 giờ kiểm soát tỉ mỉ, hỏa tiễn ba tầng mang vệ tinh Vanguard lên khỏi mặt đất được một thước thì phát nổ, làm tiêu tan tất cả hy vọng của Hoa Kỳ. Các kỹ thuật gia của Hải Quân phụ trách chương trình Vanguard lại bắt tay vào việc phóng hỏa tiễn lần thứ hai. Ngày 22 tháng 1 năm 1958 hồi 21 giờ, lệnh khai hỏa bắt đầu nhưng vì trở ngại kỹ thuật, công cuộc này phải hoãn tới ngày 24 rồi ngày 25 để rồi lại bắt đầu vào ngày 26 và một tai nạn đã xẩy ra khiến người ta phải thay thế tất cả tầng thứ hai của hỏa tiễn.



Vào thời gian này, không phải là lúc chần chờ được nữa. Tại khắp nơi trên đất Hoa Kỳ, nhiều người chỉ trích sự làm chậm chễ việc phóng vệ tinh Explorer I của Lục Quân. Nguyên vào giai đoạn này, tại Hoa Kỳ với cùng chương trình hỏa tiễn, ba bộ Hải Quân, Không Quân và Lục Quân đều thi đua phụ trách một cách riêng rẽ. Trong khi chờ đợi nhóm chuyên viên Hải Quân của Tiến Sĩ Hagen sẵn sàng, các chuyên viên Bộ Lục Quân do Von Braun điều khiển cho biết có thể dùng hỏa tiễn 4 tầng Jupiter-C cho việc đặt một vệ tinh vào quỹ đạo của trái đất. Ngày 31/1/1958 tại Mũi Caneveral sau 8 giờ điều chỉnh, việc phóng vệ tinh Explorer I nặng tổng cộng 14 kilô đã thành công. Ngày 5/2/1958, lần phóng vệ tinh Vanguard lại gặp thất bại. Bộ Lục Quân được phép phóng đi một vệ tinh Explorer khác vào ngày 5/3/1958 nhưng lần này, vệ tinh chỉ đi được chừng 3,000 cây số rồi rơi xuống Đại Tây Dương

Các nhà hữu trách trong chương trình Vanguard làm việc không ngừng để phục hận và ngày 17/2/1958, vệ tinh Vanguard I có đường kính 15 cm đã bay đều chung quanh trái đất. Mọi người Mỹ thở ra nhẹ nhàng và cảm thấy dễ chịu vì giữa Lục Quân và Hải Quân Hoa Kỳ, cả hai bên đều được một điểm và giữa Liên Xô và Mỹ, mỗi phe đều có 2 vệ tinh bay quanh trái đất.



Vangard-2 của Mỹ




Ngày 5/3/1958, vệ tinh Explorer II được phóng đi nhưng không thành công. Bộ Lục Quân lại cho phép phóng tiếp vệ tinh Explorer III vào ngày 26/3, lần này kết quả mỹ mãn, vệ tinh sống được 93 ngày. Bên Hải Quân, một vệ tinh Vanguard nặng 9.75 kilô được phóng đi nhưng thất bại. Sự tranh đua giữa Hải Quân và Lục Quân đang kịch liệt thì vào ngày 15/5/1958, Liên Xô phóng đi vệ tinh Sputnik III nặng 1,326 kilô và có 968 kilô dụng cụ đo lường. Phía Hoa Kỳ phản ứng lại bằng 2 lần phóng vệ tinh Vanguard nữa vào các ngày 27/5 và 26/6 nhưng cả hai đều gặp thất bại. Đúng một tháng sau, Hoa Kỳ sửa chữa sự thua kém bằng vệ tinh Explore IV.

Vào thời bấy giờ, một loạt vệ tinh khác được chế tạo có tên là Pioneer và sẽ được phóng đi do hỏa tiễn Thor-Able của Bộ Không Quân. Loại vệ tinh này có mục đích dùng để thám hiểm mặt trăng. Hỏa tiễn đầu tiên được phóng đi vào ngày 17 tháng 8 năm 1958 nhưng sau khi lên cao được 15,000 cây số, hỏa tiễn đã phát nổ. Chiếc hỏa tiễn thứ hai mang danh hiệu Pioneer I được khai hỏa vào ngày 11 tháng 10 năm 1958, đã lên cao được 71,000 dậm nhưng vì gia tốc còn kém nên hỏa tiễn đã rơi xuống Nam Thái Bình Dương sau 43 giờ 17 phút rưỡi. Hỏa tiễn Pioneer II lên cao được 1,000 dậm vào ngày 8/11/1958 nhưng vì tầng trên không khai hỏa được nên hỏa tiễn đã rơi xuống Đại Tây Dương 42.5 phút sau khi cất cánh. Ngày 6/12/1958, Lục Quân Hoa Kỳ lại phóng đi hỏa tiễn Pioneer III, chiếc này đã lên cao được 66,654 dậm nhưng rồi rơi bốc cháy trong lớp khí quyển trên Xích Đạo châu Phi.

Vào cuối năm 1958, phía Hoa Kỳ thắng điểm sau khi phóng nốt vệ tinh Score vào ngày 18/12 do hỏa tiễn Atlas. Vệ tinh Score đã truyền đi lời chúc mừng Hòa Bình của Tổng Thống Hoa Kỳ Eisenhower. Nhưng Thế Giới Tự Do không vui được lâu thì vào ngày 2/1/1959, Liên Xô phản ứng bằng vệ tinh Lunik I nặng 361 kilô. Vệ tinh này đi cách mặt trăng 4,600 dậm rồi bay quanh mặt trời nên trở thành hành tinh Mechta. Hoa Kỳ liền trả lời bằng một loạt phóng khác trong đó có thể kể đến sự thành công của các vệ tinh Vanguard II ngày 17/2/1959, Discoverer I ngày 28/2, Pioneer IV ngày 3/3, Discoverer II ngày 13/4, Explorer VI ngày 7/8, Discoverer V ngày 13/8 và Discoverer VI ngày 19/8/1959.

Người ta không biết rõ các lần thất bại của Liên Xô nhưng các thành tích ghi được của Liên Xô cũng rất đáng kể chẳng hạn như vệ tinh Lunik II phóng đi vào ngày 12/9/1959 đã cho biết chung quanh mặt trăng không có từ trường, rồi vào ngày 4/10, vệ tinh Lunik III được phóng đi và đã gửi về trái đất hình ảnh mặt sau của mặt trăng mà con người chưa từng nhìn thấy. Về phía Hoa Kỳ, tính tới cuối năm 1959, thêm 4 vệ tinh đã được đặt vào quỹ đạo là Vanguard III, Explorer VII, Discoverer VII và Discoverer VIII.

Ngày 11/3/1960, Hoa Kỳ thành công trong việc đặt vệ tinh Pioneer V vào quỹ đạo mặt trời, đây là một thành công đáng kể nhất về truyền tin vì các tín hiệu được truyền đi từ 20 triệu dậm. Sau đó Hoa Kỳ lại có chương trình Ranger. Vệ tinh Ranger I được phóng đi vào ngày 23/8/1961 và Ranger II khai hỏa vào ngày 18/11/1961 đã gặp thất bại. Ranger III được dự trù phóng lên mặt trăng và vào ngày 16/1/1962, hỏa tiễn được khai hỏa nhưng vì phần đẩy Atlas đã cho tốc độ quá cao nên vệ tinh bay cách mặt trăng 22,862 dậm để rồi đi vào quỹ đạo của mặt trời. Tới vệ tinh Ranger IV bắn đi vào ngày 23/4/1962, tuy trúng mặt trăng nhưng các bộ phận khác bị hư hỏng. Ngày 18/10/1962, vệ tinh Ranger V được phóng lên, đã đi cách mặt trăng 450 dậm rồi bay chung quanh mặt trời.

Về phía Liên Xô trong năm 1963, họ thử phóng vệ tinh tới mặt trăng 3 lần vào các ngày 4/1, 5/2 và 2/4 nhưng cả ba lần này đều gặp thất bại trong khi đó Liên Xô và Hoa Kỳ đều tìm cách phóng người lên không gian.

[vietnam]

7/ Các phi thuyền.

Người đầu tiên được phóng lên quỹ đạo của trái đất trong một phi thuyền không gian là viên phi công người Nga Yuri Alekseyevich Gagarin. Ngày 12/4/1961 hồi 9:07 giờ Moscow, phi thuyền Vostok I mang theo Gagarin được phóng lên tại Baikonur, một miền sa mạc phía đông bắc biển Aral. Tốc độ của phi thuyền Vostok I là 17,000 dậm một giờ. Phi thuyền đã bay một vòng trên quỹ đạo v mặt kiểm soát khí động học.

Bốn tháng sau vào ngày 6/8/1961, một phi thuyền thứ hai chở người được Liên Xô phóng lên tại Baikonur lúc 9:00 giờ sáng giờ Moscow. Đại Úy phi hành Sherman Titov đã điều khiển phi thuyền Vostok II bay quanh địa cầu 17 vòng trong 25 giờ liền. Hai phi thuyền Vostok I và Vostok II đều có hình đáng giống nhau và được phóng đi tại cùng một nơi.

Tới ngày11/8/1962 hồi 11:30 giờ sáng, Liên Xô lại ghi một thành tích đầu tiên vào Lịch Sử Không Gian bằng cách phóng đi một phi thuyền hai người ngồi. Vostok III được phóng đi tại Trung Tâm Hỏa Tiễn Baikonur mang theo Thiếu Tá Andrian Grigoryevich Nikolayev. Cũng tại nơi này 23 giờ 32 phút sau, phi thuyền Vostok IV được phóng đi lúc 11:02 giờ ngày 12/8, mang theo Trung Tá Pavel R. Popovich. Mục đích của cuộc bay song hành này nhằm thu lượm các yếu tố thực nghiệm về sự thiết lập liên lạc giữa hai phi thuyền, phối hợp các hoạt động của các nhà phi hành và kiểm soát hậu quả của các điều kiện không gian ảnh hưởng đến cơ thể con người.

Ngày 15/8 tức là 4 ngày sau khi được phóng đi, phi thuyền Vostok III đáp xuống lúc 9:55 giờ gần Karaganda trong miền Kazakstan, cách Moscow 1,500 dậm về phía đông nam. Nhà phi hành Nikolayev đã bay 64 vòng chung quanh trái đất và vượt qua 1,633,000 dậm tức là 3 lần rưỡi khoảng cách từ trái đất tới mặt trăng. Sáu phút sau khi phi thuyền Vostok III hạ cánh, Popovich cũng đáp xuống tại cùng một địa điểm sau khi đã bay chung quanh trái đất 48 vòng và vượt qua 1,247,000 dậm.



Các chi tiết kỹ thuật ngoài tin phóng đi và đáp xuống của phi thuyền cũng như các thành quả thu lượm được trong các cuộc bay không gian đều không được Liên Xô phổ biến. Trong khi đó Hoa Kỳ luôn luôn cho Thế Giới theo dõi những tiến bộ về Khoa Học Không Gian. Sau khi chương trình Mercury dự trù phóng người lên quỹ đạo của trái đất được thực hiện, thì từ đầu năm 1959, việc tuyển chọn các nhà phi hành cũng bắt đầu. Cơ quan Quản Trị Hàng Không và Không Gian Quốc Gia, hay Cơ Quan NASA, đề ra các tiêu chuẩn dùng cho việc tuyển lựa các thí sinh như sau: nhà phi hành phải tốt nghiệp đại học với bằng cấp về Khoa Học hay Kỹ Sư, phải có chứng chỉ của một trong các trường phi công quân sự thử máy bay, phải có ít nhất 1,500 giờ bay. Về thể chất, nhà phi hành phải dưới 40 tuổi, không cao hơn 1 mét 80 và không được nặng quá 84 kilô.

Các bác sĩ chuyên về Y Khoa Không Gian đã xét qua 500 phi công thử máy bay và chọn ra 110 người. Tới tháng 2 năm 1959, con số kể trên giảm xuống 69 người rồi các thí sinh được đưa tới Washington để thử thách về tâm lý và sức khỏe. Các nhà tổ chức đã cho các thí sinh phi hành biết về chương trình Mercury và đòi hỏi ở họ sự tình nguyện. Do đó còn 66 người đầy thiện chí. Rồi cuộc trắc nghiệm tâm lý được thi hành để còn lại 32 người qua kỳ thử thách về thể chất. Các bác sĩ đã khám xét tai, mắt, mũi, họng, tim, xương, máu và da thịt. . . Các thí sinh phải chịu sức ly tâm nặng gấp mấy lần trọng lực của trái đất, phải nghe các tiếng động ầm ĩ trong hàng giờ đồng hồ và lại phải sinh sống trong một nơi hoàn toàn yên lặng. Trong tất cả những lúc thử thách, thí sinh được do áp lực máu, nhịp hô hấp, nhiệt độ và nhịp tim đập. Cuối cùng 7 người được chọn trong số 32 dù rằng, theo như lời một bác sĩ, những người này đều là các phi công có thể chất rất hoàn toàn.

Nếu xét theo mẫu tự thì các nhà phi hành được kể như sau: Malcolm Scott Carpenter, Hải Quân; Leroy Gordon Cooper, Không Quân; John Herschel Glenn, Hải Quân; Virgil Ivan Grissom, Hải Quân; Walter Marty Schirra Jr., Alan Bartlett Shepard, Hải Quân và Donald Kent Slayton, Không Quân.

Bẩy nhà phi hành này phải qua một kỳ tập dượt rất gay go. Họ được học hỏi về Toán Học, Vật Lý, Thiên Văn, Khí Tượng, Hàng Không, Không Gian Liên Hành Tinh và Sinh Lý Học Không Gian. Họ được huấn luyện về mưu sinh trên biển cả và trên sa mạc, và cả về những điều bất trắc khi phi thuyền đáp xuống. Các cách điều khiển và kiểm soát phi thuyền trên quỹ đạo cũng được giảng dạy cho họ. Họ được thực tập về các kỹ thuật bay, những nhiệm vụ trên không gian và cách vượt lên cũng như đáp xuống mặt đất. Ngày 21/2/1961 cơ quan NASA tuyên bố trong chuyến bay đầu tiên, trách nhiệm sẽ được giao phó cho một trong 3 người là Glenn, Grissom và Shepard. Trong việc tuyển chọn cuối cùng được thực hiện vào tháng 5 năm đó, Alan Shepard được đề cử.



23 ngày sau khi Liên Xô đặt vào quỹ đạo của trái đất một nhà phi hành, phi thuyền Freedom- 7 mang theo Alan Shepard cũng được phóng lên vào lúc 9:34 giờ ngày 5/5/1961 bằng hỏa tiễn Redstone do nhóm chuyên viên của Wernher Von Braun chế tạo. Nhưng phi thuyền Freedom- 7 chỉ bay một phần quỹ đạo. 4 phút rưỡi sau khi hỏa tiễn được khai hỏa, nhà phi hành Shepard đã lên tới điểm cao nhất là 115 dậm, ông ta đã nhìn vũ trụ qua viễn kính toàn cảnh và đã phải thốt lên câu “cảnh đẹp quá chừng”. 8 phút sau khi phóng lên, phi thuyền Freedom- 7 trở về lớp khí quyển và Shepard đã phải chịu đựng áp suất 10 G. Lúc 9:45 giờ, phi thuyền đáp xuống bình yên ngoài khơi Florida 302 dậm. Alan Shepard được chở lên Hàng Không Mẫu Hạm Lake Champlain bằng máy bay trực thăng.

Ngày 21/7/1961, phi thuyền Liberty Bell trong chương trình Mercury được phóng lên không gian lúc 7:20 giờ. Với phi thuyền này Grissom đã bay như Shepard nhưng vì hỏa tiễn Redstone đã cháy 3/10 giây lâu hơn dự định, nên phi thuyền Liberty Bell đã lên cao hơn 3 dậm và đi xa hơn 9 dậm trái với điều dự tính. Nhờ đã thực hiện hàng trăm phi vụ tại Đại Hàn, Đại Úy Grissom vượt qua được những trở ngại về máy móc và đã đáp xuống an toàn trên Đại Tây Dương cách đảo lớn Bahama 145 dậm về phía đông bắc.

9 tháng rưỡi sau khi Shepard được phóng lên không gian, vào ngày 20/2/1962 phi thuyền Friendship- 7 chở John Herschel Glenn do hỏa tiễn Atlas- B phóng đi lúc 9:47 giờ, đã đi vào quỹ đạo của trái đất. Trong 4 giờ 56 phút, John Glenn đã bay chung quanh trái đất 3 vòng, thực hiện quãng đường 81,000 dậm. Trong cuộc bay này, John Glenn đã nhìn thấy 4 lần hoàng hôn, 3 lần trong khi bay và một lần lúc đáp xuống. Hồi 14 giờ 43 phi thuyền Friendship- 7 đã hạ xuống biển, phía bắc Porto Rico. Sau cuộc bay, John Glenn trở nên vị anh hùng không gian của Hoa Kỳ kể từ thời Lindberg và được toàn thể Thế Giới Tự Do ca ngợi. Tại mũi Canaveral, nhà phi hành này được Tổng Thống, bà Kennedy và cô con gái Caroline nghênh đón. John Glenn được tiếp đón tưng bừng tại New York, Washington và tại tỉnh cư ngụ New Concord thuộc tiểu bang Ohio.

Sau sự thành công vẻ vang của John Glenn, cuộc phóng vệ tinh tiếp theo được trù liệu cho hàng triệu người trên thế giới theo dõi bằng vô tuyến truyền hình. Hồi 8 giờ 45 phút ngày 24/5/1962, nhà phi hành Malcolm Scott Carpenter bắt đầu bay quanh trái đất bằng phi thuyền Aurora- 7 với vận tốc 17,459 dậm một giờ. Nhưng trong khi bay, hệ thống kiểm soát tự động đã gặp trở ngại, chiếc áo không gian của nhà phi hành không còn điều hành như cũ khiến cho nhiệt độ thân thể tăng lên tới 39 độ. Trong 45 phút toàn thể Hoa Kỳ lo lắng và chờ đợi. Sau khi đã bay được 3 vòng như John Glenn, Carpenter sẵn sàng đáp xuống, lúc này nhiên liệu lại thiếu hụt quá mức vì phi thuyền không được điều khiển tự động mà cần phải được điều khiển bằng tay. Để sửa chữa sự sai lệch vì thiếu nhiên liệu, Carpenter phải cho dương một chiếc dù ở cao độ 9,000 mét thay vì 7,000 mét như đã dự định. Đáng lẽ dù phải tự động mở tại 3,300 mét nhưng bị trở ngại khiến cho Carpenter phải dùng cần tay để dương dù ở 3,200 mét cao độ, trong khi đó việc truyền tin bị gián đoạn mà nhà phi hành không hay biết. Dù sao, Carpenter cũng vẫn điều khiển phi thuyền Aurora- 7 đáp xuống nhẹ nhàng cách vùng ấn định 250 dậm.

Tới ngày 3/10/1962, phi thuyền Sigma- 7 được hỏa tiễn Atlas phóng lên lúc 7 giờ 15, mang theo nhà phi hành Walter Schirra Jr. Từ khi ở trong không gian, Schirra luôn luôn ghi chép và báo cáo về trái đất những sự việc xẩy ra. Nhà phi hành Slayton tại trung tâm kiểm soát Mercury đã nghe thấy Schirra hô lớn “Sayonara” khi từng hỏa tiễn chót rời phi thuyền. Schirra đã nói rõ những điều nhận xét về những vệt sáng mà John Glenn gọi là “những con ruồi lửa không gian” khi ngắm nhìn trong chuyến bay trước kia.

Trong vòng bay đầu tiên trên miền Woomera của châu Úc, các nhà khoa học tại nơi này đã chiếu lên trời 3 ngọn đèn cực sáng. Schirra đã nhìn thấy ánh sáng nhưng không phân biệt được từng ngọn đèn một vì có mây che phủ. Schirra tới Bắc Mỹ trong cuối vòng bay này và đã trò chuyện với nhà phi hành Carpenter khi đó đang ở Guaymas, Mễ Tây Cơ. Trong khi bay qua đất Mỹ, Schirra đã liên lạc với John Glenn tại mỏm Arguello, California và với Slayton tại Mũi Canaveral rồi dùng thức ăn trên phi thuyền. Một đài theo dõi đặt tại một tầu biển thả neo trên Ấn Độ Dương đã nhìn thấy phi thuyền trong 5 phút liền, ở trên cao 100 dậm khi Sigma- 7 bay vòng thứ ba.

Trong lần bay thứ tư, vị giám đốc chương trình phi hành là Christopher Kraft ngỏ lời khen ngợi Schirra qua máy vô tuyến về phương pháp điều khiển phi thuyền một cách chu toàn. Bác sĩ Charles Berry của trung tâm kiểm soát cũng cho biết tình trạng cơ thể của nhà phi hành rất điều hòa. Chính trong vòng bay thứ tư này, Schirra đã chụp ảnh trái đất, nhất là miền Nam Mỹ. Trong vòng bay thứ 6, phi thuyền đã bay ngang qua Nam Mỹ ngay trên Mũi Hảo Vọng, Nam Phi. Vì mây quá dày che phủ, Schirra đã báo cáo không nhìn thấy ánh sáng của ngọn đèn 3 triệu nến đặt tại Durban, Nam Phi. Hồi 16 giờ 07 phút, Schirra khai hỏa hỏa tiễn đẩy ngược đầu tiên. Dù được cho mở ra lúc 16 giờ 21 và phi thuyền Sigma- 7 hạ thấp dần trong bầu khí quyển. Đường bay của phi thuyền đã được hàng không mẫu hạm USS. Kearsarge theo dõi bằng radar. Cuối cùng Sigma- 7 đã đáp xuống Thái Bình Dương sau khi bay được 155,000 dậm. Nhà phi hành và phi thuyền được trục lên và Schirra nghỉ trên hàng không mẫu hạm 3 ngày trươc khi trở về Houston, Texas.

Các chuyến bay của các nhà phi hành trong Chương Trình Mercury chỉ là bước đầu của con người trong công trình thám hiểm không gian. Sau Chương Trình Mercury, Hoa Kỳ dự trù 3 chương trình phóng người vào không gian kế tiếp, đó là Gemini, Apollo và Dyna Soar. Chương Trình Gemini và Apollo được Cơ Quan NASA thi hành trong khi Dyna Soar là chương trình của Không Quân Hoa Kỳ.

[votieugiap]

CHIẾC PHI THUYỀN CON THOI CỦA CƠ QUAN HÀNG KHÔNG VÀ KHÔNG GIAN HOA KỲ (NASA)

Giáo Sư Nguyễn Thanh Bình

Chiếc phi thuyền con thoi của NASA là một trong những phần tối quan trọng trong chương trình thám hiểm không gian của chính phủ Hoa Kỳ. Chiếc phu thuyền này to khoảng bằng chiếc phi cơ DC – 9. Phi thuyền chia làm 3 phần chính, phần đầu dùng để cho phi hành đoàn, có khả năng chở được 7 phi hành gia, phần giữa dùng để chứa các dụng cụ nghiên cứu và các vệ tinh nhân tạo, các bộ phận để ráp trạm không gian (space station) v.v... và phần cuối cùng là các động cơ.

Phần bao bọc bên ngoài phi thuyền làm bằng loại gạch men có thể chịu sức nóng rất cao để bảo vệ cho phi thuyền khi trở lại bầu khí quyển quả đất.

Trong phòng chứa phi hành đoàn có 3 tầng, tầng cao nhất là nơi dùng để trang bị các bộ phận điện tử điểu khiển phi thuyền dành cho vị chỉ huy (commander) và viên phi công (pilot) sử dụng. Kế đến, là 2 chổ ngồi cho 2 phi hành gia khác được ngồi phía sau thuộc tầng này. Các phi hành gia còn lại phần nhiều là những khoa học gia được tuyển chọn để lên trên không gian nghiên cứu về những vấn đề khác nhau từ y khoa đến các loài vật, vật lý, thời tiết, thiên văn, ...

Những vị phi hành gia này được ngồi ở phòng giữa, phía dưới của phòng chỉ huy. Tầng cuối cùng phía dưới dùng cho phòng vệ sinh, ngăn chứa các dụng cụ thí nghiệm, cũng là nơi phòng ngủ cho phi hành đoàn, v.v.... Ở tầng giữa có một cửa ra vào cho phi hành đoàn đi lại trước khi phóng và sau khi đáp. Trong phòng này cũng là nơi các phi hành gia thay quần áo để mặc bộ đồ không gian (space suit) trước khi ra bên ngoài phi thuyền để thực hiện các công tác thường gọi là space walk hay gọi là đi bộ trên không gian.

Phần giữa của phi thuyền là một phòng lớn có hai nắp đậy có thể mở ra hay đóng lại, bên trong là một khu rộng lớn dùng để chứa các bộ phận hay dụng cụ cần thiết cho các phi vụ khác nhau như các vệ tinh nhân tạo mới hoặc cũ dùng để thả vào không gian cho các đài khí tượng, truyền hình, thiên văn hay an ninh quốc phòng, v.v.... do các công ty tư nhân hay của chính phủ Hoa Kỳ hay các quốc gia khác thực hiện. Khu này hiện nay dùng để chuyên chở các bộ phận Trạm Không Gian Quốc Tế (International Space Station) lên không gian để ráp nối. Đây là một chương trình vĩ đại gồm hàng chục quốc gia tham dự. NASA đóng một vai trò quan trọng trong công việc đem những bộ phận của Trạm Không Gian từ mặt đất lên.

Sau khi ráp xong, Trạm Không Gian này dùng để các khoa học gia làm nơi trung gian giữa mặt đất và những hành tinh khác ngoài không gian, có thể làm việc, sinh sống trong một thời gian khá lâu mà không cần tiếp tế từ trái đất. Trạm Không Gian Quốc Tế này có đầy đủ những thứ cần thiết như ở dưới quả đất, ngay cả các loài gia súc như heo, gà, vịt ....., vườn tược trồng rau để cung cấp thực phẩm cho những người làm việc ở đây. Đồng thời một trong những công tác quan trọng của phi thuyền con thoi là lên trên không gian để sữa chữa các vệ tinh nhân tạo bị trục trặc, nếu sữa chữa ngay tại chỗ không được có thể mang trở lại xuống mặt đất để tu bổ.

Trong khu này còn có một bộ phận quan trọng nữa là cánh tay sắt (robot arm), dài khoảng 50 feet, có thể điều khiển như là một cánh tay thật dùng để di chuyển các bộ phận cần thiết ngoài không gian.

Phần bao bọc bên ngoài phi thuyền, đặc biệt là ở mặt dưới, được gắn bằng 24,000 viên gạch men đặc biệt có thể chịu sức nóng lên đến 2,300 độ F và có đặc tính là rất mau nguội. Loại gạch này có thể dùng đi dùng lại được 100 chuyến bay trước khi cần phải thay gạch mới.

Phi thuyền có thể phóng lên được là nhờ hai ống phóng chứa nhiên liệu xăng đặc (solid rocket boosters). Hai ống này sau khi cháy hết nhiên liệu sẽ rơi xuống biển dù có thể dùng đi dùng lại được. Cả hai ống phóng này trong 2 phút đầu của phi thuyền phóng lên đốt cháy khoảng 5.8 triệu pounds nhiên liệu đặc (solid fuel). Loại nhiên liệu đặc này làm bằng 16% aluminum powder, 70% ammonium perclorate và các chất phụ khác.

Phần động cơ chính gồm có 3 máy gắn ở phía dưới cùng của phi thuyền có một động lực đẩy (thrust) tổng cộng là 1,200,000 pounds, đốt bằng nhiên liệu lỏng (liquid fuel). Mỗi động cơ dài 14 feet, phần cuối của động cơ có đường kính 7.5 feet. Có hai động cơ nhỏ phụ khác được gắn ở phía trên, gần cuối phi thuyền dùng để điều chỉnh đường bay trong quỹ đạo. Để thay đổi những hướng đi trong không gian cho chính xác, trên phi thuyền còn gắn thêm 44 động cơ nhỏ rải rác chung quanh phi thuyền.

Phía dưới bụng của phi thuyền là một bình chứa nhiên liệu lỏng (external liquid fuel tank) dài 154 feet, đường kính 27.7 feet. Loại xăng lỏng này làm bằng chất hydrogen và oxygen oxidizer lỏng để cung cấp cho 3 động cơ chính như đã nói ở trên. Bình nhiên liệu này chứa được 526,000 gallons, cứ mỗi phút 3 động cơ này đốt cháy được 62,000 gallons nhiên liệu lỏng này. Nhiên liệu lỏng trong bình chứa này được đốt cháy trong vòng 8.5 phút là hết và sẽ cho rơi vào bầu khí quyển nhưng không dùng lại được. Sau 2 phút phóng lên, phi thuyền cách mặt đất khoảng 28 miles và có vận tốc là 3,094 miles một giờ.

Kỳ tới, tôi sẽ viết thêm chi tiết về chương trình đóng ráp và diễn tiến của Trạm Không Gian Quốc Tế này và về các chuyến bay của phi thuyền con thoi.

GS Nguyễn Thanh Bình

[votieugiap]

[votieugiap]

Vũ Trụ Và Con Người

HOÀNG QUYÊN

MÙA XUÂN LẠI ĐẾN THEO CÁI XOAY VẦN LẨN QUẨN : HẾT XUÂN RỒI HẠ,HẾT HẠ SANG THU VÀ CUỐI CÙNG LẠI TRẦM MÌNH DƯỚI NHỮNG CÁI RÉT MƯỚT ,với gió bấc,mưa phùng với tuyết rơi,băng đóng... Cứ thế hết năm này sang năm nọ...tư mùa tám tiết xoay vần đúng theo con Tạo an bài kể từ ngày Vũ Trụ thành hình...từ hàng triệu triệu về trước.

Vũ Trụ thì cứ một mực đúng theo qui luật, còn con người thì không vậy. Con người muốn biết cái gì ẩn tàng bên trong bức màn bí mật ấy. Từ ngàn xưa các bậc thỉ tổ của loài người chúng ta, cái gì cũng sơ,cũng lo,cũng ưu tư cho mạng sống của mình. Họ sợ từ bóng đêm đến cả ánh sáng từ Oâng Mặt Trời, đến các vì sao rơi rụng, từ núi non to lớn đến những tảng đá ven đường, các cây cổ thụ ...v.v...thậm chí đến bụi bờ rậm rạp và luôn cả tại đất nước ta ngay ở thế kỷ 20 còn sợ luôn cả ông bình vôi họ cũng sợ nốt...Đó là chưa nói đến sấm,sét,giông,bão.. cái gì có thể làm cho con người khiếp vía đều là các vị thần linh có quyền sinh sát mạng sống của loài người.

Nhưng bây giờ thì con người đã không còn sợ hãi nữa mà còn cô tìm hiểu cái gì đó đang ở trên thượng tầng không đó ?! Và vì vậy mà mà các khoa học gia đang nổ lực tiến sâu vào Vũ Trụ. Sau khi con tàu Vũ Trụ của Liên Xô cũ đi vào Vũ Trụ, thì đến Hoa Kỳ âm thầm chiếm đất của chị Hằng. Lá cờ Hiệp Chủng Quốc được cắm ngay trên Cung Quản.

Theo Trường Giang ghi lại bây giờ thì chương trình thám hiểm Hỏa tinh do cơ quan NASA tiến hành. Sau hàng loạt những thất bại,đến đầu năm 2002 cơ quan này lại gửi phi thuyền không người lái MARS ODYSSEY lên sao Hỏa. Kết quả là con tàu này đã lên được đến quỹ đạo bao quanh hành tinh này. Tiếp đó, Mars Odyssey đã vẽ bản đồ thành phần khoáng sản và các loại hóa chất cấu tạo nên bề mặt Hỏa tinh.

Anatolyt Grigoryev , Viện trưởng Viện Các Vấn Đề Y Học và sinh vật tại Cộng Hòa Nga,một cơ quan thường hợip tác với tất cả các nhà phi hành Vũ Trụ

Ng,cho hay, trong khuôn khổ dự án thám hiểm sao Hỏa, các khoa học gia Nga trù tính sẽ đưa lên hành tinh này một con tàu chở thiết bị và một phi thuyền có người điều khiển. Phi hành đoàn gồm môt phi hành gia giữ vai trò chỉ huy, một phi công phụ,một kỹ sư hàng không, một bác sĩ và hai nhà khảo cứu.. Trong phái bộ vừa nói, ba phi hành gia sẽ đặt chân xuống Hỏa tinh,trong khi ba ngườiư còn lại vẫn lưu lại trên phi thuyền.

Theo lời Gtrigoryev, chuyến bay này sẽ có thể tìm ra lời giải đáp cho nhiều câu hỏi còn tồn tại về bí ẩn của sao Hỏa,thí dụ như liệu có sự sống trên hành tinh này hay không ? nếu có, sự sống xuất hiện dưới dạng nào ? Không dấu nỗi niềm xúc động, Grigoryev khẳng định rằng, đó sẽ là chuyến bay có ý nghĩ lịch sử trong quá trình tìm hiểu không gian của con người.

Và ngay trong năm 1999 và vào năm 2002 và gần đây nhất là thượng tuần tháng Giêng 2003 Trung Quốc đang nỗ lực trong công cuộc thám hiểm không gian. Theo Tân Hoa Xã,hỏa tiễn SHENZHOU 9 Thần Châu 4) dược phóAng đi tại giàn phóng ở sa mạc Gobi.

Theo lời nhiều khoa học gia, Shenzhou 4 đi vào quỹ đạo bao quanh trái đất đúng như dự trù. Tương tự như các chuyến bay trước ,con tàu mang theo tất cả những thiết bị cần thiết cho một chuyến bay có người lái,kể cả dụng cụ trợ sinh mà các phi hành gia sẽ phải dùng tới trong tương lai.

Từ lâu nay, Bắc Kinh đã bỏ nhiều công sức và một ngân khoản khổng lồ không rõ là bao nhiêu và chương trình không gian, một chương trình có liên hệ đến quân sự và được triệt để giữ bí mật. Hiển nhiên, nếu như rồi đây Trung Quốc thực hiện được chuyến bay có người lái điều khiển điều này sẽ nâng cao vị thế Trung Quốc: nước thế ba trên thế giới ,chỉ đứng sau có Nga và Hoa Kỳ tự đưa người lên không gian. Điều này có thể nói là chắc chắn, vì Bắc Kinh đã tuyên bố vào cuối năm 2003 họ sẽ đưa người lái đi du hành vũ trụ.

Tưởng cũng nên biết, vào tháng 11-1999,Trung Quốc đã cho phóng đi hỏa tiễn không người lái đầu tiên Shenzhou 1. Con tàu bay quanh quỹ đạo Trái Đất 14 lần trong 12 tiếng đồng hồ. Tiếp đé vào tháng 1 năm 2001, Shenzou 2 lại kế túc bay quanh quỹ đại Trái Đất tới 108 lần, đồng thời các dụng cụ trợ sinh trên tàu được thí nghiệm. Trong lần thư hai này, Trung Quốc còn đưa lên quỹ đạo một con khỉ,một con chó, một con thỏ và một số ốc sên.

Kế đó, phi thuyền Shenzou 3 được phóng đi vào năm 2001, mang theo một hình nộm mặc y phục phi hành gia. Sau khi con tàu có hình dạng bề ngoài như một chiếc trống hạ cánh xuống miền thảo nguyên miền Bắc Hoa Lục, các viên chức kết luận rằng chuyến bay kéo dài 10 ngày cho thấy con người có thể sống sót qua cuộc hành trình không gian.

Cuối cùng,để thực hiện việc phóng hỏa tiễn Shenzhou 4 vào hôm rồi Trung Quốc đã đặt trung tâm kiểm soát tại thành phố Tây An. Bên cạnh đó,bốn con tầu theo dõi đường bay bỏ neo trong Thái Bình Dương, Aán Độ Dương và Đại Tây Dương. Theo Tân Hoa Xã trong số quan khách đến dự khán cuộc phóng hỏa tiễn có cả Chủ Tịch Quốc Hội TQ Lý Bằng và Phó Thủ Tướng Wu Bangggou.

Tính đến nay, Trung Quốc đã cử ít ra hai phi hàng gia sang Nga để được huấn luyện lái phi thuyền vượt bầu khí quyển bao quanh Trái Đất . Các chuyên gia ngoại quốc cho rằng,nhiều khóa huấn luyện khác cũng đang được Bắc Kinh xúc tiến để đào tạo đội ngũ phi hành gia Trung Quốc trong chương trình không gian có người điều khiển với bí danh Dự Aùn 921,hiện nhất quyết không tiết lộ danh tính cũng như chi tiết kế hoạch,

Xét về mặt kỹ thuật,Shenzou là loại hỏa tiễn có cấu trúc máy móc tương tự như hỏa tiễn Soyuz của Nga. Tuy nhiên, Trung Quốc đã sữa đổi rất nhiều bên trong. Một đặc điểm trong những lần Trung Quốc phóng hỏa tiễn là nhà nước Cộng Sản Bắc Kinh khôn bao giờ loan báo sự kiện này và cho đến nay, cơ quan không gian Trung Quốc cũng chưa ấn định ngày giờ thực hiện chuyến bay có người điều khiển. Dù vậy,các cơ quan truyền thông nhà nước cho hay,chẳng còn bao lâu nữa sẽ đến ngày phi hành gia Trung Quốc lên viếng thăm chị Hằng.

Điều chắc chắn cho ta thấy là Trung Quốc sắp sửa bướpc vào vị trí nước thứ ba trên thế giới đi vào Vũ Trụ, sau Nga và Mỹ.

MÁY MÓC ĐOẠN ĐƯỢC Ý NGƯỜI

Nếu như máy móc được khoa học phát minh ra để rút ngắn thời gian làm việc cho con người,thực tế lắm khi cho thấy vì cách thức sử dụng quá phúc tạp,nhiều loại máy lại còn làm mất thì giờ của người sử dụng nhiều hơn là giản dị hóa cuộc sống. Tuy nhiên,trong nội năm này các khoa học gia sẽ cho ra mắt những thiết bị gần gũi với người dùng bởi lẽ các loại máy này có khả năng ĐOÁN TRƯỚC Ý MUỐN của người sử dụng,

Phải nói rằng chỉ trong vòng một thập niên trở lại đây, các linh kiện điện tử ngày càng tràn ngập đời sống con người, nào là hết máy điện toán,đến sổ tay điện tử,điện thoại di động nằm la liệt khắp nơi trong nhà, và không biết rồi đây,những món đồ nào njữa sẽ được sáng chế để phát sinh ra như cầu ờ con người.

Dù vậy,trong không ít trujờng hợp,thay vùi máy phục vụ con người ngược lại, chính chúng ta lại phẳ hầu ghạ máy. Thí dụ như khi bật điện toán lên,chúng ta phải ngồi đợi vài phút cho máy có thể hoạt động bình thường,hay cố gắng liên kết hệ thống thống với một hệ thống khác,và nếu máy điện toán bỗng dưng bị tê liệt ,lúc ấy chỉ còn nước kêu trời,tắt máy đi để lại khởi động từ đầu.

Hơn ai hết, Michael Dertouzos, giám đốc Thí Nghiệm Khoa Học Điện Toán thuộc Học Viện Kỹ Thuật Massachusetts (Hoa Kỳ) rất thấu hiểu vấn đề này. Chính vì vậy, ông đã nghĩ đến một hệ thống điện toán giản dị mà người dùng sẽ cảm thấy thực dễ dàng,. Dựa vào ý tưởng này, Học Viện Kỹ Thuật Massachusetts (MIT) đã cho tiến hành một dự án nghiên cứu mang tên Oxygen,với tổng kinh phí lên 50 triệu dollars.

Hiện thời, ý tưởng mang tính cách mạng trong đầu Michael có vẻ như vẫn còn ngưng đọng trong các bản vẽ,vì trên thực tế phần lớn dự án Oxygen mới chỉ thu gọn trong phòng thí nghiệm;t thế nhưng,công trình nghiên cứu dã thu đạt được nhiều thành quả ban đầu. Vào năm 200, máy móc các loại sẽ phục vụ con ngươi theoi một cách thức nhiều thú vị hơn,điển hình như việc lái ze hơi sẽ trở nên an toàn hơn,các dây chuyền sản xuất trong nhà máy sẽ hoạt động hữu hiệu hơn v.v...

Nói riêng ngành điện toán, Rodney Books Trưởng Phòng Thí nghiện Trí Thgiông Minh Nhân Tạo cho hay,máy điện toán hiện nay ngày càng "có khả năng tiên liệu chủ nhân đang làm gì để sẽ có biện pháp phụ trợ mà hoàn toàn không can thiệp vào quyết định của người sử dụng."

Chẳng hạn như một công ty ở Uùc tên Seeing Machines đã chế tạo ra những hệ thống có tính năng tự động phát giác và dò xét mặt con người, thậm chí máy còn xác định được chủ nhân đang nhìn về hướng nào. Hiện nay các công ty sản xuất xe hơi trong đó có Volvo là nhà đầu tư trong công ty Seeing Machines,đang cứu xét việc áp dụng kỹ thuật này để báo động cho tài xế biết ngay khi bác tài nhắm mắt ngủ gật trước tay lái.

Source :TIME

HOÀNG QUYÊN

[votieugiap]

CON NGƯỜI VÀ VŨ TRỤ

ĐĨA BAY CÓ HAY KHÔNG?

HOÀNG QUYÊN

CON NGƯỜI ĐANG TUẦN TỰ MÒ MẪM ĐI TÌM NHỮNG BÍ MẬT CỦA ĐẤT TRỜI, nhưng càng tiến sâu vào không gian,họ càng cảm thấy mình bơ vơ lạc lõng...Khi lên đến thượng tầng không khí, vẫn còn thấy cái thăm thẳm vô cùng họ - những con người có đại mộng chinh phục không gian đó mới cảm thấy mình thật sự chẳng khạc nào như hạt cát bé bỏng ...Tuy nhiên không phải vì vậy mà lòng kiêu ngạo của con người chịu khuất phục!

Trong nửa thế ký nay, các nhà khoa học vẫn nuôi mộng tiếp xúc với những sinh vật sống ngoài không gian thỉnh thoảng xuất hiện gây nhiều tranh cãi thường xuất hiện trên vòm trời bất cứ là quốc gia nào trên hành tinh ta đang sinh sống. Các nước có nền văn minh tiền tiến muốn dành lấy độc quyền phát giác những con người kỳ lạ đó...nhưng chẳng có quốc gia nào làm được, Cuối cùng tuyên bố là...sự thật chẳng có gì cả...và cho đó chỉ là những tin nhảm nhí, đánh lừa thiên hạ dưới vòm trời này.

Nhưng...mới cách đây không đầy hai tháng, tại Florida, người dân tại địa phương này đã nhìn thấy những hình thù "Đĩa Bay" xuất hiện. Các nhà khoa học thì...hoặc im lặng,hoặc để xem đã, hoặc bảo là "có thể là cái gì đó"...Tất cả đều phát ngôn một cách mờ ớ...có hay không chẳng ai dám xác định.

Như năm 1950,Frank Scully,ký giả báo Variety đã viết một bài "Behind The Flying Saucers",đăng trên báo này,dựa trên các bài thuyết trình mà Scully đã nghe của Silas Newton - một nhà triệu phú dầu hỏa tại Texas.

Oâng Silas Newton đã nói về việc làm của người bạn thân ông ta,một khoa học gia đã dự phần vào công cuộc điều tra của Air Force về 3 UFO bị rớt,ông ta còn nói thêm chính phủ đã phát giác ra 16 thân thể dài độ 4 feet,của các người hành tinh lạ trong đĩa bay đã bị rơi này.

Sự tiết lộ của Scully đã gây nên sự rúng động, nhưng nó cũng như tiếng chuông mở cửa cho những tin tức về UFO lan rộng ra để có những báo cáo liên tục sau:

George W.Van Tassal
Một trong những người được biết có các cuộc tiếp xúc sớm nhất,ông là nhà kỹ thuật cơ khí máy bay và kiêm kỹ sư "thử" các chuyến bay vào năm 1942, ông xuất bản một cuốn sách khá lạ nhan đề "I Rode In A Flying Saucer" - Tôi đi trên Đĩa Bay.

Nhưng trong cuốn sách này ông ta không đề cập gì đến chuyến bay,thay vào đó nó chỉ là những hồi tưởng,ký ức của chính ông về những thông điệp "Telepathy Messages" mà ông đã nhận được trong trạng thái xuất hồn hay qua những giòng chữ ông tự viết ra về lời cảnh cáo các khoa học gia của trái đất để chống lại các cuộc nổ bom nguyên tử.

Orfeo Angelucci
Là nhà kỹ thuật cơ khí,kiêm khoa học gia thực nghiệm tài tử. Oâng này yếu đuối và kém sức khỏe ngay khi còn bé. Trong cuốn sách của ông đã xuất bản ,tiết lộ rằng ông là người đầu tiên trên trái đất được người hành tinh chọn để làm người liên lạc.,vì rằng ông có điều kiện và khả năng cao trong cảm quan những âm ba rung độ của làn sóng đĩa bay (higher vibational perception)...và cũng trong cuốn sách này ,ông cho biết có những giọng nói như truyền những thông điệp để choi ông biết rằng đời sống ở địa cầu đang gặp hiểm họa và người hành tinh đã đến để giúp đỡ nhân loại.

Ej Ruppelt cựu trưởng cơ quan nghiên cứu về UFO Air Force của Hoa Kỳ,sau này cũng tiết lộ suốt thời gian này họ đã nhận được khoảng 20 bản báo cáo mỗi ngày từ các nơi trên khắp thế giới.

Tuy nhiên trong thời điểm này Hoa Kỳ và Nga Sô lúc bấy giờ đang âm thầm chiến tranh lạnh ,sự căng thẳng chính trị và các nỗi lo sợ về nó,hiển nhiên cũng tìm thấy được qua ảnh hưởng của các cuộc tiếp xúc với người hành tinh..

3. Daniel Fry

Mồ côi cha mẹ khi 9 tuổi,được bà ngoại nuôi đến 18 tuổi,ông buộc lòng phải ra đời tìm sống và ông đã tự học hỏi để có một kiến thức tạm khá.

Năm 1949-50 ông được mướn làm chuyên viên cơ khí cho Aerojet General Corporation tại White Sends,New Mexico,. Theo lời ông Fry,ngày 4 tháng 7 năm 1950 một UFO đã bắt ông khi ông đang đi bộ trên sa mạc và mang ông tới New York City,sau đó lại mang ông về địa điểm cũ.

Sau đó ông Fry xuất bản 2 cuốn sách nói về nhửng kinh nghiệm mà ông đã trải qua với UFO và cuốn thứ hai nói về các khoa học đã truyền thông cho ông.

Mãi đến ngày nay - nền khoa học đã tiến đến gần như tột đỉnh - nhân loại vẫn còn băn khoăn tự hỏi lấy mình, nếu bài bác không có người hành tinh nào nữa,ngoại trừ ta thì chẳng lẽ một mình ta trong vũ trụ này ghay sao ? Nếu có những người ở ngoài Trái Đất thì...khoa học tìm họ ở đâu ? Và, trình độ văn mình họ như thế nào ? Những câu hỏi này thường được xem như là lời lẽ triết học và siêu hình học.

Có nhiều giả thuyết đưa ra là liệu có cuộc sống trên những hành tinh khác của thái dương hệ ta đang ở hay bên kia thái dương hệ hay không ? Không đâu xa lạ,chính Hỏa tinh là đối tượng chủ yếu của những cuộc tranh luận cũng như những cuộc du hành trên mặt trăng là những chuyện lý thú mà bất cứ giới nào cũng tỏ ra đặc biệt quan tâm và thích. Jules Verne đã cho xuất bản một cuốn tiểu thuyết với tựa đề là Từ Địa Cầu lên Cung Quản xuất bản từ năm 1885, cũng như một cuộn phim giả tưởng của Méliès diễn tả về cuộc hành trình viếng thăm Dì Nguyệt. Các tác giả khoa học giả tưởng hình dung những chuyện mà ta cho là hoang đường trongvũ trụ, nhưng các nhà khoa học cũng không khỏi băn khoăn một cách nghiêm túc là chúng ta không thể bác bỏ về sự hoang tưởng của họ. Kỷ nguyên vũ trụ không phải mới xuất hiện từ khi mới có chuyện du hàng vũ trụ của ngưới Nga và con người đầu tiên đặt chân lên Nguyệt Cầu...mà nó đã ra đời về ý thức từ năm 1957.

Trong năm 1957-1958 cả hai nước Mỹ và Nga đều có ý định phóng vệ tinh chung quanh trái đất để nghiên cứu về khoa học. Ngàu 4-10- 1957 người Nga đưa được vệ tinh nhân tạo đầu tiên của họ lên quỹ đạo khai phá đầu tiên được xem là bước tiến triển lớn nhất trong lịch sử nhân loại. NHưng... được chiêm ngưỡng không gian đầu tiên không phải là con người mà là chú chó ngồi trong con tàu vũ trụ quay quanh trái đất...

Thế rồi, con người đầu tiên chiếm ngự Quản Hàn là người Mỹ...và những năm sau đó các vệ tinh được liên tục phóng lên nhằm các mục tiêu khác như gửi điện tín và nói chuyện bằng điện thoại hầu khắp nơi trên thế giới, .nhưng chẳng bao giờ nghe nói...là con người đang đi tìm đời sống khác ở ngoài không gian...trong lúc đó vào ngày tháng cuối năm 2002 nhiều người đã chính mắt nhìn thấy con tàu vũ trụ mà ta gọi là "Đĩa Bay" hay UFO xuất hiện trên bầu trời Florida.

HOÀNG QUYÊN

[vietnam]

chương trình phi thuyền con thoi vào cuộc thám hiểm vũ trụ

Vietsciences-Nguyễn Quang Riệu

Phi thuyền Atlantis tiến sát gần Trạm không gian Quốc tế. Ảnh ngày 10/07/2011 Reuters/NASA

Tú Anh

Phi thuyền vận tải Atlantis sẽ trở về trái đất vào ngày 21/07/2011 tới đây, kết thúc chuyến bay thứ 135 và cuối cùng của chương trình phi thuyền con thoi. Sau 30 năm hoạt động, chương trình này đã mang lại những đóng góp rất lớn cho khát vọng thám hiểm vũ trụ của nhân loại. Sứ mệnh hoàn thành nhưng giá đắt với hai tai nạn thảm khốc gây thiệt mạng 14 phi hành gia.

Enterprise, Colombia, Challenger, Discovery, Endeavour và Atlantis , tên gọi của 6 phi thuyền con thoi đi vào lịch sử kết thúc một giai đoạn thám hiểm không gian ngoạn mục nhưng không kém phần bất trắc.

Từ khi Colombia thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 12/4/1981 đến chuyến cuối cùng của Atlantis từ ngày 09/7/2011 vừa qua và sẽ trở lại trái đất ngày 21/7/2011, tổng cộng cơ quan Nasa thực hiện 135 cuộc du hành.

Từ nhiệm vụ đầu tiên là đưa vệ tinh lên quỹ đạo, 5 phi thuyền con thoi đã góp phần vào kế hoạch xây dựng trạm không gian quốc tế ISS, bàn đạp để thực hiện những cuộc thám hiểm khác trong tương lai.

Vì là phi thuyền thử nghiệm, Enterprise không trực tiếp tham gia vào công tác này.

Theo đánh giá của giới chuyên gia , thành công lớn của chương trình phi thuyền con thoi là đưa viễn vọng kính Hubble lên không gian và vận chuyển người và vật liệu xây dựng trạm ISS, « chìa khóa » mở thêm cổng vũ trụ trong tương lai.

Ngoài những thành tựu kỹ thuật và kỹ nghệ, phi thuyền con thoi còn đi vào văn hóa bình dân, gợi ý cho những cuốn phim ăn khách đặc biệt là điệp viên 007 với « điệp vụ Moonraker » năm 1979, hai năm trước khi phi thuyền Colombia bay chuyến đầu tiên.

John Logsdon, cựu giám đốc Viện Nghiên cứu chính trị không gian ở Washington ghi nhận rằng nếu chúng ta kêu một đứa trẻ vẽ một phi thuyền không gian, thì dù sống tại đâu trên trái đất, đa số đứa bé sẽ vẽ phi thuyền con thoi.

Tuy nhiên, chuyên gia John Logsdon, cũng thẩm định chương trình này gặp một số « thất bại ». Ngoài tai nạn của Challenger vào chuyến đi năm 1986 và Colombia trên chuyến về năm 2003, phi thuyền con thoi tốn kém 208 tỷ đôla.

Chương trình Apollo lần đầu tiên đưa người lên mặt trăng năm 1969 tốn có 159 tỷ đôla.

Nhưng với trạm không gian ISS, và với quyết định mới của Tổng thống Obama bật đèn xanh thám hiểm sao hỏa kể từ 2035, thành tựu của chương trình phi thuyền con thoi là một đóng góp lịch sử.

Mời quý thính giả theo dõi phần trình bày của Giáo sư Vật lý Thiên Văn Nguyễn Quang Riệu, nguyên là giám đốc nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu quốc gia Pháp và đài Thiên Văn Paris.

RFI: Kính chào nhà thiên văn Nguyễn Quang Riệu, với chuyến du hành cuối cùng của phi thuyền Atlantis, và cũng là phi vụ sau cùng của chương trình phi thuyền con thoi bắt đầu cách đây 30 năm, nhân dịp này, xin Giáo sư giúp thính giả RFI đi ngược dòng lịch sử chinh phục không gian tìm lại những cột mốc đáng ghi nhớ nhất ? Trước hết, xin Giáo sư cho biết phi thuyền được sử dụng như thế nào để thám hiểm vũ trụ ?

Nguyễn Quang Riệu: Khoảng cách giữa những thiên hà lớn đến mức mà ánh sáng cũng phải mất tới hàng triệu năm mới truyền được từ thiên hà này tới thiên hà khác. Ánh sáng cuả ngôi sao láng giềng cuả mặt trời cũng phải để ra hơn 4 năm mới truyền tới trái đất. Ngày nay, nhờ có sự phát triển công nghệ mà các nhà khoa học làm được những kính thiên văn khổng lồ và phóng được tên lửa và trạm tự động vào không gian để chinh phục vũ trụ. Những trạm tự động phóng vào không gian di chuyển với tốc độ rất khiêm tốn (khoảng 1/10.000 tốc độ ánh sáng) nên phải để ra hơn 40.000 năm mới đi tới ngôi sao láng giềng. Vũ trụ rộng bao la cho nên hiện nay phi thuyền tự động không có người lái chỉ được dùng để thám hiểm những hành tinh trong hệ mặt trời, như hành tinh Hỏa, hành tinh Kim v.v.... Các nhà thiên văn phải dùng kính thiên văn cỡ lớn để quan sát các thiên thể xa xôi.

RFI: Vệ tinh được phóng lên không gian từ bao giờ ? Trong bối cảnh nào thì con người đạt được khả năng thám hiểm không gian với những con tàu vũ trụ có người điều khiển ?

Nguyễn Quang Riệu: Sự chinh phục không gian bằng vệ tinh bắt đầu từ thời kỳ chiến tranh lạnh và có mục tiêu chiến lược nhằm bảo vệ lãnh thổ chống tai họa có thể xảy ra từ những cuộc tấn công bằng tên lửa. Từ năm 1957, sau khi vệ tinh nhân tạo đầu tiên Sputnik của Liên Xô và những tên lửa cuả Hoa Kỳ được phóng lên qũy đạo để quay vòng quanh trái đất, hàng nghìn vệ tinh đủ loại đã được phóng vào không gian để quan sát vũ trụ và môi trường trái đất nhằm phục vụ đời sống thường ngày, như công việc dự báo thời tiết, hệ thống vô tuyến viễn thông v.v... và cả mục tiêu quân sự. Quan sát môi trường trái đất bằng vệ tinh, đặc biệt là lục địa, mặt biển và khí quyển cũng là để nghiên cứu hiện tượng thay đổi khí hậu, bởi vì các đối tượng này tương tác với nhau trong quá trình tiến hoá của khí hậu.

Cách đây hơn 30 năm, cơ quan NASA của Hoa Kỳ có phương án sử dụng tàu con thoi vũ trụ có người lái. Ưu điểm của những phi thuyền này là có thể được lái trở về trái đất, sau khi hoàn thành nhiệm vụ nên sử dụng được nhiều lần. Tàu con thoi là phương tiện hữu hiệu nhất để chuyên chở vật liệu lên các trạm quan sát di chuyển ở vùng không gian không quá xa trái đất. Ban đầu, tàu con thoi được dùng để thả những vệ tinh viễn thông trên qũy đạo thấp, rồi từ đó vệ tinh dùng động cơ để tự động di chuyển trong không gian. Các phi hành gia còn lái tàu con thoi lên sửa chữa vệ tinh đang bay trên qũy đạo và chở vệ tinh về mặt đất khi cần thiết. Nga cũng đã có ý định làm tàu con thoi, nhưng dự án này không được thực hiện sau khi Liên Xô bị sup đổ.

Năm 1990, tàu con thoi Discovery đã phóng kính thiên văn vũ trụ Hubble để kính hoạt động ở độ cao khoảng 600 km và không bị ảnh hưởng của tầng khí quyển trái đất. Bởi vì khí quyển không những hấp thụ phần nào những bức xạ vũ trụ mà còn là một môi trường hỗn loạn làm hình ảnh thiên thể không sắc nét khi quan sát qua kính thiên văn đặt trên mặt đất. Trong thời gian đầu, kính Hubble có khuyết điểm nên hoạt động không được tốt, những bức ảnh vũ trụ bị mờ nhạt. Tháng 12 năm 1993, tàu con thoi Endeavour đã được phóng lên qũy đạo của kính Hubble. Các nhà du hành vũ trụ dùng cần cẩu lôi kính thiên văn vào trong khoang tàu để lắp đặt thiết bị nhằm điều chỉnh cho kính Hubble được hoàn hảo. Họ đã hoàn thành nhiệm vụ sửa chữa kính Hubble và sau đó kính đã chụp được những bức ảnh vũ trụ tuyệt đẹp chưa từng chụp được từ trước đến nay. Cộng đồng các nhà thiên văn trên thế giới đã sử dụng kết quả thu được bởi kính Hubble để bổ sung cho chương trình nghiên cứu những hiện tượng trong vũ trụ, đặc biệt là trong lĩnh vực vũ trụ học để tìm hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa cuả vũ trụ.

RFI: Trong thời gian đó, mặc dù có những thăng trầm lịch sử, chính trị trên địa cầu, Mỹ và Nga đã có một chương trình hợp tác trên không gian mỗi ngày một chặt chẽ. Xin Giáo sư giải thích thêm về diễn tiến và mục tiêu cuả sự hợp tác đứng trên những dị biệt ý thức hệ của một thời chiến tranh lạnh ?

Nguyễn Quang Riệu: Tàu con thoi của Mỹ cũng đã cùng với phi thuyền Soyuz cuả Nga chở người và những bộ phận để ghép xây Trạm Vũ trụ quốc tế ISS. Trạm ISS là một phòng thí nghiệm quốc tế đặt trên không gian và bắt đầu được xây từ năm 1998 và sẽ hoàn tất vào năm 2012. Các phi hành gia dùng trạm ISS để thực hiện những cuộc thí nghiệm sinh học, vật lý, v.v... trong môi trường phi trọng lực, tức là không còn bị ảnh hưởng cuả lực hấp dẫn cuả trái đất. ISS cũng là nơi để làm những thử nghiệm nhằm chuẩn bị cho những cuộc hành trình lên mặt trăng và những hành tinh xa xôi trong tương lai. Từ năm 2003 khi con tàu Columbia gặp tai nạn thì sự lắp ráp trạm vũ trụ ISS cũng bị đình trệ phần nào. Tàu con thoi là những phi thuyền hiện đại rất tinh vi và phải có độ an toàn rất cao để bảo đảm tối đa tính mệnh cuả phi hành gia. Do đó, sử dụng tàu con thoi đòi hỏi nhiều kinh phí. Chương trình phóng tàu con thoi vừa mới kết thúc sau 3 thập niên phục vụ tích cực cho công cuộc chinh phục không gian vũ trụ. Cuộc chiến tranh lạnh cũng đã chấm dứt nên phi thuyền Soyuz và Progress cuả Nga sẽ thay thế tàu con thoi của Mỹ để tiếp tục dịch vụ hậu cần nhằm hoàn thành trạm vũ trụ ISS.

RFI: Chương trình phi thuyền con thoi chấm dứt nhưng giấc mơ thám hiểm vũ trụ vẫn tiếp tục. Xin Giáo sư cho biết những mục tiêu chinh phục vũ trụ trong tương lai của “người địa cầu” ?

Nguyễn Quang Riệu: Ngày nay, mục tiêu cuả các cường quốc có khả năng kỹ thuật phóng tàu vũ trụ là sẽ phóng phi thuyền có người lái để đổ bộ lên các hành tinh, đặc biệt là lên hành tinh Hỏa. Một trong những mục tiêu là để phát hiện sự sống ngoài trái đất. Nước là yếu tố cần thiết cho sự sống tương tự như trên trái đất. Hành tinh Hỏa có điều kiện lý - hóa để nước có thể tồn tại. Tuy Hỏa là một trong những hành tinh tương đối gần trái đất, nhưng cuộc hành trình khứ hồi tới hành tinh Hỏa bằng những phi thuyền hiện có cũng phải mất ít nhất là một năm. Những chuyến thám hiểm các hành tinh xa xôi hơn ở tận rìa hệ mặt trời phải mất khoảng vài chục năm. Muốn đổ bộ để thám hiểm những hành tinh này thì cần phải có kỹ thuật làm động cơ đẩy tàu có hiệu quả hơn để cuộc hành trình có thể thực hiện được trong thời gian không quá dài đối với tuổi thọ của con người. Hiện nay, giải pháp tốt nhất và không quá tốn kém là phóng phi thuyền tự động không có người lái trong đó có những thiết bị tối tân để quan sát những hành tinh trong hệ mặt trời.

Những vệ tinh tự động sau khi cạn kiệt nhiên liệu thì được chứa chất trên một qũy đạo dành riêng cho những vệ tinh không còn hoạt động nữa, hoặc chúng tự thiêu hủy khi rơi vào khí quyển trái đất. Những mảnh vỡ để lại có thể là mối nguy hiểm đối với sự giao thông cuả các vệ tinh trên qũy đạo. Khi va chạm với phi thuyền, mỗi mảnh vụn chỉ nhỏ vài centimet cũng có sức tàn phá khủng khiếp, bởi vì những mảnh vụn thường có tốc độ tương đối cao, khoảng 70.000 km/giờ, nên chúng có năng lượng phá hủy rất lớn. Đã có lần các phi hành gia đã phải rời trạm ISS và tạm lánh trong tàu Soyuz để tránh một mảnh vỡ cuả động cơ một tên lửa có khả năng va chạm vào ISS.

Sau hơn 20 năm hoạt động, kính Hubble có đường kính 2,4 m đã cung cấp những thông tin quý giá về vũ trụ cho cộng đồng các nhà thiên văn toàn cầu. Vào năm 2015, cơ quan NASA cuả Mỹ có phương án phóng kính thiên văn James Webb lớn 6,5 m bằng tên lửa Ariane 5 của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ESA để thay thế kính Hubble. Kính James Webb quan sát chủ yếu trên bước sóng hồng ngoại sẽ được dùng để đi ngược dòng thời gian và tìm hiểu vũ trụ nguyên thủy, ở thời đại tối tăm khi vũ trụ hãy còn chưa đủ nóng để phát ra ánh sáng.

Kính thiên văn phóng lên không gian thường có kích thước rất nhỏ so với kính đặt tại các đài thiên văn trên mặt đất vì trọng tải cuả tàu con thoi và tên lửa bị hạn chế. Do đó, tuy kính thiên văn vũ trụ không bị nhiễu bởi khí quyển trái đất, nhưng vì có kích thước khiêm tốn nên không đạt được độ phân giải cao, tức là không có khả năng phân biệt được những chi tiết rất nhỏ. Với công nghệ hiện đại, kính thiên văn đặt trên mặt đất tại các đài thiên văn trên thế giới không những lớn mà còn được trang bị những thiết bị loại trừ nhiễu gây ra bởi khí quyển hỗn loạn. Đề án làm kính thiên lớn hàng chục met để hoạt động ngay trên mặt đất đang được tiến hành.

RFI: Cuối cùng, trong khát vọng tìm “đồng loại” trong bầu vũ trụ bao la, các nhà khoa học đang thực hiện những phương án nào từ trái đất ?

Nguyễn Quang Riệu: Hàng trăm hành tinh ở ngoài hệ mặt trời đã được phát hiện. Các nhà thiên văn đang quan sát xem trong số đó có siêu địa cầu nào có khí quyển và điều kiện lý - hóa để có thể nuôi dưỡng sự sống như trên trái đất. Họ cũng thường xuyên hướng ăngten vào vũ trụ để phát hiện những nền văn minh trong Dải Ngân hà có khả năng phát tín hiệu vô tuyến. Cho tới nay, họ chưa bắt được tín hiệu nào của người ngoài hành tinh. Phải chăng, trong Dải Ngân hà chỉ có một nền văn minh siêu việt như chúng ta trên trái đất hay là chúng ta chưa tìm ra cách để liên lạc được với họ ?