Bức ảnh đầu tiên về lỗ đen nhận giải thưởng Breakthrough

Nhóm Kính viễn vọng Chân trời sự kiện (EHT) đã hướng cái nhìn của cả thế giới vào thế giới đen tối bí ẩn khi tiết lộ bức ảnh trực tiếp đầu tiên trên thế giới về một lỗ đen vào tháng 4 vừa qua. Thành công này đã đem lại cho họ một trong những giải thưởng lớn của năm 2019, giải Breakthrough trị giá 3 triệu USD.

Bức ảnh cho thấy lỗ đen siêu khối lượng ở tâm của thiên hà Messier 87, nằm ở khu vực cách trái đất khoảng 17 parsec (tương đương 55 triệu năm ánh sáng). Người ta có thể thấy một vòng tròn ở rìa chân trời sự kiện của lỗ đen này – một bề mặt mà ánh sáng cũng không thể vượt qua bởi sức hút của lực hấp dẫn quá mạnh. Ánh sáng tạo thành hình vòng tròn được sinh ra từ các vật chất nóng khi nó cố băng qua chân trời sự kiện. Chính hình chiếu hình tròn trong vòng sáng này là lỗ đen.

“Hai thập kỷ qua, chúng tôi đã thiết lập dữ liệu để có thể thấy được thứ không thể nhìn thấy và nó đã tạo ra một hiện tượng thu hút sự quan tâm của cả thế giới”, giám đốc EHT Shep Doeleman, một nhà vật lý thiên văn tại trường đại học Harvard ở Cambridge, Massachusetts, nói. “Việc nhận được giải thưởng này đã đem lại cho chúng tôi một cảm giác thật kỳ diệu.”

“Lần đầu tiên chúng tôi thấy những vật thể kỳ dị đến cực độ bằng mắt thường”, Katie Mack, một nhà vật lý thiên văn ở trường đại học Bắc Carolina ở Raleigh, người không tham gia vào nhóm hợp tác EHT. “Điều đó thực sự hay ho!”, chị cho biết thêm.

Việc cấu trúc hình ảnh này là một nỗ lực kết nối khó có thể tưởng tượng. Nhóm EHT đã có được những quan sát đồng thời trên tám kính thiên văn vòng quanh thế giới, được các đồng hồ nguyên tử đồng bộ hóa để đạt được độ chính xác tới hơn một giây trên 100 triệu năm. Điều này đã tạo ra một kính viễn vọng có kích cỡ tương đương trái đất có độ chính xác để chụp ảnh lỗ đen này. Doeleman nhớ về những khó khăn trong những ngày đầu: “Chúng tôi tới các kính viễn vọng, đổ máu nhưng thi thoảng phải về tay không.”

Giải thưởng này sẽ được chia đều cho 347 thành viên của nhóm hợp tác. Nó dự kiến được trao trong một buổi lễ tại Trung tâm nghiên cứu Ames ở NASA tại Mountain View, California, vào ngày 3/11/2019. Tỷ phú quốc tịch Nga-Israel Yuri Milner đã lập giải Breakthrough vào năm 2012 và nhận được sự ủng hộ của nhiều doanh nhân như Mark Zuckerberg, Sergey Brin.

Những giải thưởng cho khoa học sự sống

Nhà di truyền học Jeffrey Friedman tại trường đại học Rockefeller. Nguồn: trường đại học Rockefeller

Bốn giải Breakthrough trao cho các nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học sự sống. Nhà di truyền học Jeffrey Friedman tại trường đại học Rockefeller tại thành phố New York, được ghi nhận vì khám phá ra leptin hormone – hormone “chi tiêu năng lượng”, là những tín hiệu trong bộ não dùng để điều khiển sự ngon miệng của con người và khiến chúng ta cảm thấy no bụng. Ông nhớ lại cảm giác “bủn rủn chân tay” khi vào năm 1994, sau tám năm nỗ lực theo đuổi, nhóm nghiên cứu của ông đã nhân bản được một phiên bản được biến đổi gene, vốn có leptin trên chuột béo phì được giải mã. “Thật thú vị khi tìm hiểu thêm về giải thưởng này”, ông nói.

“Khám phá của Friedman vô cùng có ảnh hưởng – mở ra những cơ hội lớn sau hàng thập kỷ nghiên cứu về sự ngon miệng của con người,” Jane Howard, một nhà chuyên khoa nội tiết tại trường đại học Hoàng gia London vốn đã từng nghiên cứu về việc hạ thấp các mức leptin do thiếu ăn có thể ảnh hưởng đến hệ miễn dịch như thế nào. Dẫu cho cân nặng cơ thể bị ảnh hưởng từ các yếu tố gene và môi trường nhưng sự sáng suốt trong suy nghĩ của Friedman là một gene đơn lẻ có thể có ảnh hưởng sâu sắc, thậm chí thay đổi quan điểm của các nhà khoa học về bệnh béo phì, cô nhận xét.

Nhà khoa học thần kinh Virginia Man-Yee Lee của trường đại học Pennsylvania ở Philadelphia cũng được trao giải Breakthrough cho công việc nghiên cứu về cách các protein có thể rối trong các tế bào não. Những chỗ rối này có thể dẫn đến những loại bệnh thoái hóa thần kinh như  Alzheimer, Parkinson và bệnh neuron vận động (amyotrophic lateral sclerosis). Lee cho biết việc nhận được giải thưởng này là một “bất ngờ dễ thương và không chờ đợi trước”.

Franz-Ulrich Hartl của Viện Sinh hóa Max Planck tại Munich, Đức và nhà sinh học Arthur Horwich tại trường đại học Yale tại New Haven, Connecticut, đã giành một giải khoa học sự sống khác cho công trình của họ về giải thích cách “các phân tử chaperone - các protein hỗ trợ quá trình “cuộn gập” hoặc “duỗi mở” hóa trị cũng như lắp ráp hoặc tách các đại phân tử khác” như thế nào. Do đó, khám phá của họ giúp cho các protein cuộn gập được hình thành trong các phiên bản 3D một cách chính xác. Giải thưởng khác được trao cho nhà sinh lý học David Julius tại trường đại học California, San Francisco, cho khám phá cề các cơ chế phân tử tồn tại dưới cảm giác đau của con người.

Những cây đũa thần và siêu hấp dẫn

Giải Breakthrough trong toán học được trao cho Alex Eskin của trường đại học Chicago ở Illinois. Cùng với nhà toán học người Iran từng đoạt giải Fields Maryam Mirzakhani, người qua đời vào năm 2017, ông đã giải quyết “bài toán trái bóng billiard’: xem xét các đường đi của các trái bóng khi chúng nẩy khắp các bàn bóng nhiều cạnh. Năm 2013, một bài báo của họ đã được mệnh danh là định lý cây đũa thần bởi nó đã mang các khía cạnh của topology, hệ động lực và hình học lại với nhau để có thể giải quyết một cách dễ dàng nhiều bài toán khó trước đây.

Vào đầu tháng 8, khi ủy ban giải thưởng giải Breakthrough loan báo trao giải đặc biệt về vật lý cơ bản cho nhà vật lý hạt Sergio Ferrara của CERN – Phòng thí nghiệm vật lý năng lượng cao của châu Âu gần Geneva, Thụy Sỹ, và Daniel Freedman của Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge và Peter van Nieuwenhuizen ở trường đại học Stony Brook tại New York. Vào những năm 1970, cả ba nhà khoa học đã phát triển “lý thuyết siêu hấp dẫn”, tuyệt đẹp với nỗ lực hợp nhất các lực trong tự nhiên vào trong một lý thuyết nhưng chưa được kiểm nghiệm trong thực tế.

Anh Vũ dịch

Nguồn: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02659-5