Top 10 kỳ quan rực rỡ của công nghệ khoa học

Sabine Hossenfelder không phải là một cái tên quen thuộc, nhưng một bài báo gần đây của cô đã khuấy động một loạt các cuộc tranh luận giữa một số chuyên gia khoa học. Trong tác phẩm của mình, được xuất bản bởi tạp chí New Scienceist, nhà báo và nhà vật lý lý thuyết lập luận chống lại việc đầu tư một khoản tiền khổng lồ vào máy va chạm hạt mới. 

Tổ chức nghiên cứu Cern đã công bố kế hoạch xây dựng một siêu xe trị giá 21 tỷ euro, một đề xuất mà Hossenfelder nói rằng không biện minh cho mức giá quá đắt của nó. Bài báo của cô đã chia rẽ quan điểm giữa các nhà vật lý lý thuyết và hạt. Nhiều người đồng ý với kết luận hợp lý của Hossenfelder. Những người khác cho rằng đầu tư là cần thiết cho sự phát triển của công nghệ tiên tiến; không có khu vực mới làm việc, nghiên cứu sẽ đơn giản cạn kiệt.

Liệu siêu xe có chi phí cao sẽ được chế tạo hay không vẫn còn được nhìn thấy. Tuy nhiên, giữa cuộc tranh luận về phía trước này, chúng ta không được đánh mất quan điểm về vấn đề này ở đây và bây giờ. Máy va chạm Hadron lớn, khoe khoang chính của Cern, chỉ mở một thập kỷ trước. Trong thời gian đó, chúng ta đã chứng kiến sự phát hiện ra sóng hấp dẫn, boson Higgs và các hiện tượng cơ học lượng tử khác nhau. Những bước nhảy vọt táo bạo này chỉ có thể có được nhờ vô số công nghệ tiên tiến. Sau đây là tất cả những kỳ công đáng kinh ngạc của kỹ thuật đã giúp cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về thế giới xung quanh chúng ta. 

10. Camera chụp được năng lượng tối

Năng lượng tối là gì? Câu trả lời ngắn gọn là không ai thực sự chắc chắn về nó. Theo một nghĩa nào đó, năng lượng tối là phản đề của trọng lực, gây áp lực tiêu cực, lực đẩy được cho là làm tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ. Dạng năng lượng khó nắm bắt được cho là chiếm khoảng 2/3 tổng năng lượng khối của vũ trụ, phần còn lại chủ yếu là vật chất tối.

Điều đó nói rằng, bí ẩn của năng lượng tối có thể không còn là bí ẩn lâu hơn nữa. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đài thiên văn liên Mỹ Cerro Tololo đang khám phá năng lượng tối trong nỗ lực tìm hiểu vũ trụ ở cấp độ cơ bản. Nằm ở vùng cao Andes Chile, Camera năng lượng tối (DECam) của họ ghi lại những hình ảnh độ nét cao của vũ trụ. Đây là một trong những máy ảnh kỹ thuật số tinh vi nhất trên hành tinh.

Phải mất các nhà khoa học từ sáu quốc gia khác nhau trong hơn một thập kỷ thiết kế và thử nghiệm để đưa ra DECam. Dự án đã vạch ra khoảng một phần tám bầu trời trong sự rõ ràng đặc biệt, đồng thời lập danh mục 300 triệu thiên hà. Các chuyên gia hiện đang trong quá trình phân tích hình ảnh.

9. Tháp Einstein

Tháp Einstein ở Potsdam, Đức, đã dành gần một thế kỷ để nghiên cứu Mặt trời. Đài quan sát đã được mở vào những năm 1920 với mục đích xác nhận Einstein Thuyết sau đó được công bố gần đây. Nằm trong tòa tháp là một kiểu kính viễn vọng độc đáo, bất động và bắt vít thẳng đứng, đo các chuyển dịch quang phổ trong các tia mặt trời.

Thậm chí kỳ quái hơn cả lý thuyết mà nó được ủy thác để xác minh là chính tòa nhà. Tháp Einstein là một ví dụ nổi tiếng về kiến trúc biểu hiện đã đưa người sáng tạo ra nó, Erich Mendelsohn, nổi tiếng. Các đài quan sát thường được đặt phía trước bởi những bề ngoài nhạt nhẽo, hoàn toàn có chức năng, nhưng tầm nhìn của Mendelsohn Vĩ thì xa hơn nhiều. Kết quả của cách tiếp cận kỳ lạ đối với kiến trúc này là một cấu trúc khoa học viễn tưởng khoa học viễn tưởng, nhô ra khỏi cảnh quan Đức. Tòa nhà tên tuổi của Albert, Albert Einstein, được cho là đã không chấp nhận thiết kế của tương lai. 

8. Stonehenge 

Theo tiêu chuẩn hiện đại, nó có thể là một cổ vật thời tiền sử, nhưng khi những tảng đá lần đầu tiên được dựng lên trên đồng bằng Salisbury khoảng 5.000 năm trước, Stonehenge là công nghệ tiên tiến nhất. Các nhà sử học đã tìm thấy bằng chứng mạnh mẽ cho thấy rằng vòng tròn đá là một loại đài quan sát nguyên thủy được sử dụng để theo dõi bầu trời. Trên thực tế, một số người cho rằng những người xây dựng Stonehenge phải sử dụng định lý Pythagoras, hai thiên niên kỷ trước khi nhà triết học Hy Lạp ra đời. Kẻ báo thù ban đầu được cho là đã được bao quanh bởi 56 cột gỗ. Các nhà thiên văn học cổ đại đã sử dụng những thứ này để vạch ra các chu kỳ nhật thực và nguyệt thực. 

7. Đài thiên văn Pierre Auger 

Vũ trụ đang tràn ngập những bí ẩn. Làm thế nào mà vũ trụ của chúng ta ra đời? là nó làm bằng gì? Làm thế nào để bạn giải thích sự mở rộng bất thường của nó? Một bí ẩn như vậy là tia vũ trụ. Hành tinh của chúng ta đang bị bắn phá bởi một dòng các hạt năng lượng cao liên tục, lao về phía Trái đất với tốc độ gần bằng ánh sáng. Sự cản trở của các hạt hạ nguyên tử này là một hiện tượng được gọi là các tia vũ trụ. Các tia năng lượng thấp hơn được biết là được sinh ra từ các ngôi sao chết trong dải ngân hà của chúng ta. 

Ít được biết đến về các tia năng lượng cao hơn. Được cho là bắt nguồn từ các thiên hà xa xôi, nguồn chính xác của chúng đã trốn tránh các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ. Tia vũ trụ cũng cực kỳ hiếm. Trung bình, một km vuông (0,39 mi2) sẽ bị tấn công bởi chỉ một hạt năng lượng cao mỗi thế kỷ. Để chống lại vấn đề này, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một máy dò khổng lồ trải dài hàng dặm trên Argentina. Đài thiên văn Pierre Auger có diện tích phát hiện khoảng 3.000 km2 (1.200 mi2) có diện tích gấp 30 lần Paris. Hoàn thành vào năm 2008, đài quan sát nhặt các tia vũ trụ sau khi chúng tấn công bầu khí quyển và rơi xuống Trái đất trong một loạt các hạt thứ cấp khác nhau.

6. Kính thiên văn Lovell

Tại một ngôi làng nông thôn ở trung tâm nước Anh, một chiếc kính thiên văn vô tuyến nổi tiếng đã dành 60 năm qua để kiểm tra vũ trụ. Được tìm thấy tại Ngân hàng Jodrell, một đài quan sát do Đại học Manchester điều hành, Kính thiên văn Lovell là một trong những kính viễn vọng vô tuyến mạnh nhất từng được chế tạo.

Đặc điểm nổi bật của nó là chiếc bát trắng có thể điều khiển hoàn toàn, đường kính 76 mét (250 ft), tô điểm cho hai tòa tháp chạy bằng động cơ. Chiếc bát khổng lồ này hoạt động giống như một đĩa vệ tinh khổng lồ, thu thập và tập trung sóng vô tuyến từ các nguồn trên bầu trời để chuyển thành tín hiệu điện.

Vẫn là lớn thứ ba của loại hình này trong hơn nửa thế kỷ kể từ khi được lắp ráp lần đầu tiên, Lovell đã đóng một vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiểu biết của chúng ta về thiên văn học. Các lý thuyết hiện đang được Lovell khám phá hầu như không thể tưởng tượng được khi nó được mở lần đầu tiên. 

5. Super Kamiokande 

Neutrino là trung tâm của một số khám phá khoa học hấp dẫn trong những năm gần đây. Các hạt hạ nguyên tử cực nhỏ được cho là thuộc loại có nhiều nhất trong vũ trụ và cũng là một trong những hạt khó phát hiện nhất. Năm 2015, Takaaki Kajita và Arthur B. McDonald đã được trao giải thưởng Nobel về vật lý sau khi chứng minh rằng neutrino thay đổi tính chất bên trong của chúng khi chúng di chuyển.

Sự dao động này đòi hỏi các hạt phải có khối lượng, trái với niềm tin từ lâu rằng neutrino không có khối lượng. Các nhà vật lý hạt giờ phải đánh giá lại sự hiểu biết của họ về bản chất của vật chất. Nó có thể sẽ dẫn đến việc mở rộng nhiều lý thuyết khoa học. 

Phát hiện đột phá của Kajita, chỉ có thể là do Super-Kamiokande, một bể dò ngầm khổng lồ chứa đầy 50.000 tấn nước. Khi neutrino chạy xuyên qua xe tăng, phần lớn trong số chúng không để lại dấu vết, nhưng một vài phát ra ánh sáng chói lóa của ánh sáng Cherenkov (tương đương quang học của sự bùng nổ âm thanh). Bằng cách phân tích các vụ nổ, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra các thuộc tính của neutrinosthemselves.

4. Kính thiên văn Hubble

Bay xa 547 km (340 dặm) trên đầu chúng ta, Kính thiên văn vũ trụ Hubble đã được NASA mô tả là bước tiến quan trọng nhất trong thiên văn học kể từ khi Galileo giới thiệu kính viễn vọng của mình vào năm 1610. Vào tháng 4 năm 1990, khi Hubble lần đầu tiên được phóng và triển khai; có một kính viễn vọng cố định bên ngoài bầu khí quyển Trái đất được coi là một cuộc cách mạng. 

Gần ba thập kỷ sau, công nghệ này vẫn đứng ở vị trí tiên tiến của khoa học hiện đại. Không giống như các kính viễn vọng trên mặt đất truyền thống, Hubble khảo sát độ sâu của không gian không bị cản trở bởi bầu không khí dày đặc, méo mó của Trái đất. Các máy quay tinh vi của Kính viễn vọng có thể quan sát các sự kiện thiên văn với độ rõ và tính nhất quán tốt hơn bất kỳ đài quan sát nào trên hành tinh.

 Dòng quan sát ổn định được phản hồi từ Hubble đã thay đổi hoàn toàn sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ xung quanh chúng ta. Trung bình, khoảng 150 bài báo khoa học mỗi ngày sẽ trích dẫn nghiên cứu rằng bằng một cách nào đó kết hợp dữ liệu Hubble. Kính thiên văn đã cho phép các nhà thiên văn học khám phá tất cả các chủ đề theo chiều sâu, từ các lỗ đen siêu lớn đến năng lượng tối. Nó có một thành tựu voi ma mút, đặc biệt là đối với một vệ tinh chỉ có kích thước của một chiếc xe buýt lớn. 

3. Máy va chạm Hadron lớn

 Hiện tại, ít nhất, máy gia tốc hạt lớn nhất (LHC), ít nhất là máy gia tốc hạt mạnh nhất từng được chế tạo, mặc dù, như đã đề cập ở đầu bài viết, các nhà phát triển hiện đang tranh luận về việc có nên xây dựng một loại lớn hơn gần bốn lần hay không.

Bên trong vòng từ 27 km (17 mi), hai chùm hạt được đẩy vào nhau với tốc độ ánh sáng. Các nhà nghiên cứu ở Geneva đã đập các hạt hạ nguyên tử vào nhau kể từ năm 2009. Vào năm 2012, sau khi LHC chỉ hoạt động được vài năm, họ đã tạo ra các tiêu đề toàn cầu bằng cách xác nhận sự tồn tại của boson Higgs.

Ban đầu người ta hy vọng rằng LHC cũng có thể làm sáng tỏ lý thuyết dây và vật chất tối. Thời gian trôi qua, không tìm thấy bằng chứng, điều này dường như ngày càng khó xảy ra. Để vòng được duy trì từ tính, các cuộn dây cáp siêu dẫn cần được làm lạnh bằng nitơ lỏng, giữ cho chúng ở nhiệt độ âm 271,3 độ C (456,3 ° F). Ở những nhiệt độ cực thấp này, cáp có khả năng dẫn điện hoàn hảo đến khó tin mà không mất bất kỳ năng lượng nào. 

2. LIGO 

Sóng hấp dẫn là những biến dạng trong kết cấu của không gian và thời gian tỏa ra từ các vật thể liên sao có năng lượng cao. Chúng phát ra từ các vật thể đang tăng tốc và lan truyền trong vũ trụ như những gợn sóng trên một cái ao. Các sóng lớn nhất bắt nguồn từ các sự kiện lớn, hỗn loạn như vụ nổ siêu tân tinh hoặc hai lỗ đen va chạm. Thậm chí còn có một số bức xạ hấp dẫn vẫn còn tồn tại từ sự ra đời của vũ trụ.

Albert Einstein lần đầu tiên tưởng tượng những gợn sóng thiên thể này vào năm 1916 như là một phần của lý thuyết tương đối tổng quát của ông. Tuy nhiên, sự tồn tại của chúng không được chứng minh cho đến năm 1974. Để sóng hấp dẫn đầu tiên thực sự được phát hiện, các nhà nghiên cứu tại Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO) ở Louisiana đã phải chế tạo một kiểu dụng cụ có độ chính xác cao được gọi là giao thoa kế. Giao thoa kế có thể thực hiện các phép đo cực nhỏ bằng cách so sánh hai chùm ánh sáng gần giống nhau. Chúng thường được sử dụng để xác định những thay đổi nhỏ trong vị trí.

Trong khi công nghệ giao thoa kế đã tồn tại từ cuối thế kỷ 19, LIGO, là loại nhạy nhất từng được chế tạo. Các máy dò đôi được chế tạo từ hai ống chân không bằng thép dài 4 km (2,5 mile) và đo dao động nhỏ hơn hàng nghìn lần so với một proton. Các sóng hấp dẫn đầu tiên được LIGO cảm nhận được đến từ hai lỗ đen đâm vào nhau gần 1,3 tỷ năm trước. Thành tựu quan trọng này đã mang lại cho ba nhà nghiên cứu LIGO, giải thưởng Nobel Vật lý năm 2017, cùng với sự hoan nghênh của giới truyền thông và các đồng nghiệp của họ.

1. Trạm vũ trụ quốc tế 

Có cùng kích thước với một sân bóng đá, Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) là cấu trúc nhân tạo lớn nhất mà chúng ta từng đưa vào vũ trụ. Kể từ tháng 11 năm 2000, nhà ga đã liên tục có người ở, lưu trữ hơn 200 cá nhân từ 18 quốc gia khác nhau. Trong một ngày, quãng đường mà ISS di chuyển tương đương với việc bay lên Mặt trăng và quay trở lại.

Trên tàu ISS, các dự án nghiên cứu được thực hiện thành một loạt các chủ đề khác nhau. Trong một nhiệm vụ, phi hành đoàn được giao nhiệm vụ đốt những giọt nhiên liệu nhỏ, hình cầu như một phần của nghiên cứu về ngọn lửa trong vi trọng lực. Một tinh thể protein lớn lên khác nhân danh nghiên cứu y học.

Hơn thế nữa, ISS được gắn với một máy dò hạt cực kỳ nhạy cảm được gọi là Máy quang phổ từ tính Alpha (AMS). Không giống như Đài thiên văn Pierre Auger, thiết bị này có thể đo các tia vũ trụ trước khi chúng phân mảnh trong khí quyển. Dữ liệu từ AMS có thể giúp soi sáng các nhà vũ trụ học về nguồn bức xạ vũ trụ, đồng thời hỗ trợ một số lý thuyết về thành phần của vật chất tối. 

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker