Karsten Danzmann - Người góp phần lần đầu tiên phát hiện sóng hấp dẫn

Nhà vật lý Đức Karsten Danzmann.

Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn chứng tỏ Einstein là đúng?

Không còn nghi ngờ gì nữa, ông ấy đã tiên đoán đúng. Đến tận bây giờ, thách thức lớn là có thể “nghe” vũ trụ một cách trực tiếp mà không phải gián tiếp hoặc chỉ là nhìn vào vũ trụ bằng chính cặp mắt của chúng ta. Trong hàng ngàn năm qua, chúng ta chỉ mới nhìn vào vũ trụ. Còn bây giờ, với việc phát hiện được sóng hấp dẫn, chúng ta cũng có thể nghe được vũ trụ và điều mới mẻ này mở ra mặt tối của vũ trụ, nơi chúng ta chưa bao giờ thấy trước đây, dù chỉ là một cái liếc thoáng qua.

Đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện về sóng hấp dẫn ngay trên trái đất. Vậy kế hoạch nghiên cứu về chúng từ không gian sẽ bắt đầu?   

Tất nhiên, cũng giống như ánh sáng muôn vàn màu sắc chiếu vào chúng ta, sóng hấp dẫn đến với chúng ta với mọi tần số. Với các tần số cao - các tần số mà tai của chúng ta có thể nghe được, bạn có thể nghe được tiếng vũ trụ và những gì nghe được là của các vật nhẹ, những thứ có khối lượng nhỏ như các ngôi sao hay các lỗ đen kích cỡ trung bình. Nhưng tất cả những vật có khối lượng cực lớn đều chuyển động rất chậm, ví dụ như các lỗ đen siêu nặng. Các chuyển động chậm đó bị “ẩn” trên trái đất vì mọi thứ ở đây cũng di chuyển. Ví dụ chỉ là lá rơi từ cây thôi cũng đã gây nhiễu đáng kể cho máy dò sóng hấp dẫn, làm cho các kết quả đo không đạt được độ chính xác cao cần thiết. Vì lý do đó bạn phải đi vào không gian. Và chúng tôi đã làm việc trong nhiều năm nhằm phát hiện các sóng hấp dẫn tần số thấp

Nguyên nhân khác khiến bạn phải hướng vào không gian ư? Bởi vì với những tần số thấp thì bạn cần những cái tai lớn giống như bạn cần những nhạc cụ lớn để tạo ra những âm thanh trầm. Vì thế, đàn contrabass thì lớn, còn đàn violin thì nhỏ, điều đó tương tự với các máy dò sóng hấp dẫn và các nguồn phát ra chúng. Đó là nguyên nhân giải thích tại sao chúng ta hướng vào không gian và thiết lập một “cái tai” lớn với kích cỡ hàng triệu km. Công đoạn tiền công nghệ đang được diễn ra. Đó là một thành công lớn và chắc sẽ phải mất 15 năm mới có thể thực hiện được toàn bộ nhiệm vụ.

Đức đang đóng góp nhiều vào nghiên cứu quốc tế trong lĩnh vực về sóng hấp dẫn. Như những nhà khám phá ra sóng hấp dẫn, Đức đóng vai trò gì trong các hợp tác nghiên cứu quốc tế về sóng hấp dẫn tại thời điểm này?

Đức đã đi tiên phong trong nghiên cứu thực nghiệm về sóng hấp dẫn ngay từ ngày đầu. Nửa thế kỷ trước, khi mới chỉ có một vài người trên thế giới có nỗ lực thực hiện thí nghiệm dò sóng hấp dẫn thì các nhà nghiên cứu Đức đã là những người trong số đó. Họ luôn ở tuyến đầu của lĩnh vực này, thậm chí ngay tại thời điểm khi các đề xuất về các máy dò cực lớn được nêu ra vào những năm đầu của thập niên 1990. Trên thực tế, Đức cùng với một nhóm nghiên cứu của Anh đã đề xuất một máy dò ở châu Âu cùng thời điểm với đề xuất Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser LIGO (the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ở Mỹ.   

Nhưng đôi khi vẫn xảy ra những sự kiện lịch sử quan trọng hơn cả việc xây dựng các máy dò sóng hấp dẫn, đó là sự kiện hợp nhất nước Đức. Điều đó cũng có nghĩa là vào thời điểm đó Đức đã không có đủ tiền để đầu tư cho một dự án mới về khoa học cơ bản, ngược lại tại Mỹ, dự án LIGO đã được thúc đẩy mạnh mẽ. Đây cũng là nguyên nhân giải thích tại sao các máy dò cỡ lớn hiện đang thực hiện những cuộc thăm dò sóng hấp dẫn lại ở Mỹ.

Nhưng những gì Đức có thể tiếp tục thực hiện là tập trung vào công nghệ. Việc nghiên cứu công nghệ cho các cỗ máy dò sóng hấp dẫn cỡ lớn là những gì có thể làm mà không cần đến hàng trăm triệu Euro. Chỉ cần vài triệu là đủ. Với nhiều người thì đó vẫn là một khoản tiền lớn nhưng trong khoa học, vài triệu Euro chỉ là khoản tiêu vặt. Vì vậy chúng tôi tiếp tục làm những thứ mà chúng tôi biết cách làm và đã làm để phát triển công nghệ. Điều khiến chúng tôi mừng là hiện giờ nhiều công nghệ của chúng tôi đã có mặt tại tâm điểm của LIGO và giúp sức hữu hiệu cho “cỗ máy” đó vận hành tốt như những gì đang diễn ra.
---------------
* Karsten Danzmann là giám đốc Viện Max Planck về vật lý sóng hấp dẫn tại Hanover, Đức. Ông đã được trao giải Körber với tổng trị giá giải thưởng 750.000 Euro vào ngày 7/9/2017 vừa qua.

Thanh Nhàn dịch
PGS. TS Nguyễn Bá Ân (Viện Vật lý, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) hiệu đính

Nguồn: http://www.dw.com/en/danzmann-with-detecting-gravitational-waves-we-are-able-to-hear-the-universe/a-39071524