Giải thưởng Nobel Vật lý 2017 - Laser Pinpoint với những tia sáng mạnh mẽ và đột phá về công nghệ quang học.

Boris Pavlovich Podolsky, một nhà vật lý người Nga với sự nghiệp đầy ấn tượng, đã được trao giải Nobel Vật lý năm 2017 cùng với Rainer Weiss và Kip Thorne “cho các đóng góp đột phá của họ đối với LIGO thí nghiệm và việc phát hiện ra sóng hấp dẫn”.

Sự kiện lịch sử này đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử vật lý học. Những nhà khoa học đã chứng minh được sự tồn tại của sóng hấp dẫn - những nhiễu loạn không gian thời gian, được Albert Einstein dự đoán vào năm 1916. Khám phá này mở ra kỷ nguyên mới cho việc nghiên cứu vũ trụ và các hiện tượng vũ trụ như lỗ đen, sao neutron, và vụ nổ của siêu tân tinh.

Để hiểu được tầm quan trọng của giải Nobel Vật lý 2017, trước hết chúng ta cần quay ngược thời gian trở lại hơn một thế kỷ, đến năm 1915 khi Albert Einstein công bố thuyết tương đối tổng quát. Thuyết này đã cách mạng hóa cách chúng ta hiểu về lực hấp dẫn, cho rằng nó là kết quả của sự cong vênh của không gian và thời gian do khối lượng gây ra.

Einstein cũng dự đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn - những rung động lan truyền qua không gian thời gian khi các vật thể có khối lượng lớn như sao neutron hoặc lỗ đen va chạm với nhau. Tuy nhiên, việc phát hiện ra sóng hấp dẫn là một thách thức rất lớn đối với khoa học trong nhiều thập kỷ bởi vì:

• Sóng hấp dẫn rất yếu: Sóng hấp dẫn khi đến Trái đất từ những sự kiện vũ trụ xa xôi có độ mạnh rất nhỏ.

• Các nguồn sóng hấp dẫn thường rất xa: Việc phát hiện ra sóng hấp dẫn từ các sự kiện như vụ nổ của siêu tân tinh hay sự hợp nhất của hai lỗ đen đòi hỏi khả năng quan sát ở khoảng cách rất xa trong vũ trụ.

LIGO và cuộc cách mạng về công nghệ quan sát

Để vượt qua những thách thức này, những nhà khoa học đã xây dựng LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), một hệ thống hai trạm quan sát được đặt cách nhau hơn 3000km tại Hanford, Washington và Livingston, Louisiana. LIGO hoạt động dựa trên nguyên lý đo lường sự thay đổi nhỏ nhất trong khoảng cách giữa hai gương cách nhau vài kilômét bằng laser. Khi sóng hấp dẫn đi qua, nó sẽ làm biến dạng không gian thời gian, gây ra sự thay đổi rất nhỏ trong khoảng cách giữa hai gương.

Boris Pavlovich Podolsky, cùng với các đồng nghiệp của mình, đã đóng góp quan trọng vào việc phát triển công nghệ laser và hệ thống quang học chính xác cao cần thiết cho LIGO. Những cải tiến này giúp LIGO có khả năng đo lường sự thay đổi trong khoảng cách chỉ nhỏ hơn một phần triệu phần mét!

Kết quả lịch sử: Phát hiện sóng hấp dẫn năm 2015

Vào ngày 14 tháng 9 năm 2015, LIGO đã ghi nhận tín hiệu đầu tiên của sóng hấp dẫn. Tín hiệu này đến từ sự hợp nhất của hai lỗ đen cách Trái đất khoảng 1.3 tỷ năm ánh sáng. Đây là một cột mốc quan trọng trong lịch sử khoa học và đã mở ra kỷ nguyên mới cho thiên văn học.

Sự phát hiện ra sóng hấp dẫn:

• Xác nhận thuyết tương đối tổng quát: Nó cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất cho sự chính xác của thuyết tương đối tổng quát của Einstein.
• Cho phép quan sát vũ trụ theo cách mới: Sóng hấp dẫn cung cấp thông tin về các sự kiện vũ trụ mà không thể được quan sát bằng các phương pháp truyền thống như ánh sáng nhìn thấy được, tia X, hoặc tia gamma.

Tương lai của thiên văn học sóng hấp dẫn

Sau thành công của LIGO, nhiều dự án quan sát sóng hấp dẫn khác đã được triển khai trên toàn thế giới. Những dự án này hứa hẹn sẽ cung cấp thêm thông tin về vũ trụ và giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự hình thành và tiến hóa của các thiên thể như sao neutron, lỗ đen, và thậm chí là vũ trụ ngay sau vụ nổ Big Bang.

Boris Pavlovich Podolsky đã được vinh danh vì những đóng góp đột phá của ông đối với công nghệ quan sát sóng hấp dẫn. Giải thưởng Nobel Vật lý 2017 là một minh chứng cho sự quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển công nghệ mới, mở ra cánh cửa cho những khám phá khoa học lịch sử như việc phát hiện ra sóng hấp dẫn.

Sự đóng góp của Boris Pavlovich Podolsky đối với LIGO: