Andrea Ghez: The hunt for a supermassive black hole

Andrea Ghez: Cuộc săn lùng hố đen khổng lồ

Translator: Long Pham Reviewer: Ha Tran

How do you observe something you can't see?

Làm cách nào để quan sát thứ mà bạn không thể nhìn thấy ?

This is the basic question of somebody who's interested

Đây là câu hỏi cơ bản với những ai thích thú

in finding and studying black holes.

trong việc tìm kiếm và nghiên cứu về các hố đen.

Because black holes are objects

Vì hố đen là những vật thể

whose pull of gravity is so intense

có lực hút cực lớn

that nothing can escape it, not even light,

mà không thứ gì có thế thoát khỏi, thậm chí cả ánh sáng

so you can't see it directly.

nên bạn không thể nhìn thấy nó một cách trực tiếp.

So, my story today about black holes

Câu chuyện về các hố đen của tôi hôm nay là

is about one particular black hole.

là về một hố đen đặc biệt.

I'm interested in finding whether or not

Tôi hứng thú với việc tìm kiếm có hay không

there is a really massive, what we like to call

thứ thực sự rất lớn, mà chúng ta thường gọi

"supermassive" black hole at the center of our galaxy.

hố đen “siêu lớn" ở trung tâm giải Ngân Hà của chúng ta.

And the reason this is interesting is that

Và lý do của sự thích thú đó là vì

it gives us an opportunity to prove

nó đưa cho chúng ta khả năng để chứng minh

whether or not these exotic objects really exist.

rằng vật thể kì lạ này có tồn tại hay không

And second, it gives us the opportunity

Điều thứ hai là nó cho chúng ta cơ hội

to understand how these supermassive black holes

để hiểu bằng cách nào những siêu hố đen

interact with their environment,

tương tác với môi trường của nó,

and to understand how they affect the formation and evolution

và để hiểu chúng ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển

of the galaxies which they reside in.

của những thiên hà mà chúng cư ngụ.

So, to begin with,

Thế nên, để bắt đầu,

we need to understand what a black hole is

chúng ta cần hiểu lỗ đen là gì

so we can understand the proof of a black hole.

như thế chúng ta có thể biết cách chứng minh một hố đen.

So, what is a black hole?

Vậy, hố đen là gì?

Well, in many ways a black hole is an incredibly simple object,

Vâng, có thể nói hố đen là một vật thể cực kì đơn giản,

because there are only three characteristics that you can describe:

bởi vì chỉ có ba tính chất để bạn mô tả nó:

the mass,

khối lượng

the spin, and the charge.

sự quay tròn, và sự tích điện

And I'm going to only talk about the mass.

Và tôi sẽ chỉ nói về khối lượng.

So, in that sense, it's a very simple object.

Về mặt đó, hố đen là một vật thể rất đơn giản.

But in another sense, it's an incredibly complicated object

Nhưng ở mặt khác, nó lại là một vật thể vô cùng phức tạp

that we need relatively exotic physics to describe,

mà chúng cần loại vật lý tương đối lạ thường để mô tả,

and in some sense represents the breakdown of our physical understanding

và hiểu theo một cách nào đó thì nó phá vỡ những hiểu biết vật lý của chúng ta

of the universe.

về vũ trụ

But today, the way I want you to understand a black hole,

Nhưng hôm nay, cách tôi muốn bạn hiểu về hố đen,

for the proof of a black hole,

để chứng minh nó,

is to think of it as an object

là nghĩ về nó như một vật thể

whose mass is confined to zero volume.

có khối lượng bị nén tới mức có thể tích bằng 0.

So, despite the fact that I'm going to talk to you about

Vì vậy, bất chấp sự thật rằng tôi sẽ nói với các bạn về

an object that's supermassive,

một vật thể có với kích cỡ siêu lớn

and I'm going to get to what that really means in a moment,

và tôi sẽ nói đâu là ý nghĩa thật ngay sau đây,

it has no finite size.

lỗ đen không có kích cỡ xác định.

So, this is a little tricky.

Như thế, ở đây có một chút phức tạp

But fortunately there is a finite size that you can see,

Nhưng may mắn thay có một kích cỡ xác định mà bạn có thể thấy,

and that's known as the Schwarzschild radius.

đó là bán kính hấp dẫn (bán kính Schawarzschild).

And that's named after the guy who recognized

được đặt theo tên của người tìm ra nó.

why it was such an important radius.

Tại sao bán kính này lại quan trọng?

This is a virtual radius, not reality; the black hole has no size.

Đây là một bán kính ảo, không có thật; hố đen không có kích cỡ.

So why is it so important?

Vậy tại sao nó lại quan trọng?

It's important because it tells us

Nó quan trọng bởi vì nó cho chúng ta biết

that any object can become a black hole.

rằng bất kì một vật thể nào cũng có thể trở thành một hố đen

That means you, your neighbor, your cellphone,

Điều này nghĩa là bạn, hàng xóm, điện thoại của bạn,

the auditorium can become a black hole

hay giảng đường đều có thể trở thành một hố đen

if you can figure out how to compress it down

Nếu bạn có thể hình dung làm cách nào để nén nó xuống

to the size of the Schwarzschild radius.

thành kích cỡ của bán kính hấp dẫn ( Schwarzschild )

At that point, what's going to happen?

Ở điểm đó, chuyện gì sẽ xảy ra?

At that point gravity wins.

Ở điểm đó trọng lực thắng.

Gravity wins over all other known forces.

Trọng lực thắng tất cả mọi lực đã được biết.

And the object is forced to continue to collapse

Và vật thể chịu lực đó tiếp tục sụp đổ

to an infinitely small object.

thành những vật thể nhỏ vô hạn.

And then it's a black hole.

Và sau đó nó trở thành một hố đen.

So, if I were to compress the Earth down to the size of a sugar cube,

Như thế, nếu tôi nén trái đất xuống kích cỡ của một viên đường,

it would become a black hole,

nó sẽ trở thành một lỗ đen,

because the size of a sugar cube is its Schwarzschild radius.

Bởi vì kích cỡ của một viên đường là bán kính hấp dẫn của nó.

Now, the key here is to figure out what that Schwarzschild radius is.

Bây giờ, chìa khóa ở đây là hình dung ra bán kính hấp dẫn đó là gì.

And it turns out that it's actually pretty simple to figure out.

Và nó thực sự khá đơn giản để hình dung.

It depends only on the mass of the object.

Nó chỉ phụ thuộc vào khối lượng của vật thể.

Bigger objects have bigger Schwarzschild radii.

Vật thể càng lớn thì bán kính hấp dẫn càng lớn.

Smaller objects have smaller Schwarzschild radii.

Vật thể càng nhỏ thì bán kính hấp dẫn càng nhỏ.

So, if I were to take the sun

Do vậy, nếu tôi mang mặt trời

and compress it down to the scale of the University of Oxford,

và nén nó xuống thành phạm vi của Trường Đại học Oxford,

it would become a black hole.

nó sẽ trở thành một hố đen.

So, now we know what a Schwarzschild radius is.

Như thế, bây giờ chúng ta đã biết bán kính hấp dẫn là gì.

And it's actually quite a useful concept,

Và nó là một khái niệm thực sự khá hữu dụng,

because it tells us not only

bởi vì nó không chỉ nói cho chúng ta biết

when a black hole will form,

khi nào hố đen sẽ hình thành,

but it also gives us the key elements for the proof of a black hole.

mà còn đưa cho chúng ta chìa khóa về bằng chứng của hố đen.

I only need two things.

Tôi chỉ cần hai thứ.

I need to understand the mass of the object

I cần hiểu khối lượng của vật thể.

I'm claiming is a black hole,

Tôi đang khẳng định một hố đen,

and what its Schwarzschild radius is.

và cái gi là bán kính hấp dẫn của nó

And since the mass determines the Schwarzschild radius,

Và từ khi khối lượng quyết định bán kính hấp dẫn,

there is actually only one thing I really need to know.

thì thật ra chỉ còn một thứ tôi thực sự cần biết.

So, my job in convincing you

Vậy nên, công việc của tôi khi thuyết phục bạn

that there is a black hole

rằng có một hố đen,

is to show that there is some object

là chỉ ra rằng có một vài vật thể

that's confined to within its Schwarzschild radius.

được giới hạn trong bán kính hấp dẫn của nó.

And your job today is to be skeptical.

Và việc của bạn hôm nay là nghi ngờ.

Okay, so, I'm going to talk about no ordinary black hole;

Vâng, do đó, tôi sẽ nói về hố đen không bình thường;

I'm going to talk about supermassive black holes.

Tôi sẽ nói về hố đen siêu lớn.

So, I wanted to say a few words about what an ordinary black hole is,

Vậy, tôi muốn nói vài từ về thế nào là một hố đen bình thường,

as if there could be such a thing as an ordinary black hole.

nếu như có thứ được xem là một hố đen bình thường.

An ordinary black hole is thought to be the end state

Một hố đen bình thường là trạng thái sau cùng

of a really massive star's life.

trong vòng đời của một ngôi sao khổng lồ.

So, if a star starts its life off

Như thế, nếu cuộc sống của một ngôi sao bắt đầu kết thúc

with much more mass than the mass of the Sun,

với khối lượng lớn hơn nhiều khổi lượng của mặt trời,

it's going to end its life by exploding

nó sẽ kết thúc vòng đời bằng cách nổ tung

and leaving behind these beautiful supernova remnants that we see here.

và để lại đằng sau những dấu tích tuyệt đẹp của siêu tân tinh mà chúng ta thấy ở đây.

And inside that supernova remnant

Và bên trong những dấu vết còn lại của siêu tân tinh

is going to be a little black hole

sẽ là một lỗ đen nhỏ

that has a mass roughly three times the mass of the Sun.

có khối lượng gấp 3 lần khối lượng của Mặt Trời.

On an astronomical scale

Trong đo lường của thiên văn học

that's a very small black hole.

đó là một lỗ đen rất nhỏ.

Now, what I want to talk about are the supermassive black holes.

Bây giờ, tôi muốn nói về những lỗ đen siêu lớn.

And the supermassive black holes are thought to reside at the center of galaxies.

Và những siêu lỗ đen được cho là nằm ở trung tâm của những thiên hà.

And this beautiful picture taken with the Hubble Space Telescope

Và bức ảnh tuyệt đẹp này được chụp từ kính viễn vọng Hubble

shows you that galaxies come in all shapes and sizes.

cho thấy các thiên hà có đủ các loại hình dạng và kích cỡ.

There are big ones. There are little ones.

Có những cái to. Có những cái nhỏ.

Almost every object in that picture there is a galaxy.

Hầu hết mọi vật thể trong bức tranh đó có một giải thiên hà.

And there is a very nice spiral up in the upper left.

và có những đường xoắn ốc đẹp về phía trên bên trái.

And there are a hundred billion stars in that galaxy,

Và có hàng trăm tỉ ngôi sao trong giải thiên hà đó,

just to give you a sense of scale.

chỉ để đưa ra cho bạn một ý niệm về phạm vi.

And all the light that we see from a typical galaxy,

Và tất cả ánh sáng mà chúng ta thấy từ một thiên hà tiêu biểu

which is the kind of galaxies that we're seeing here,

giống như thiên hà chúng ta đang thấy ở đây,

comes from the light from the stars.

đến từ ánh sáng của những ngôi sao.

So, we see the galaxy because of the star light.

Như thế, chúng ta nhìn thấy thiên hà bởi ánh sáng của những ngôi sao.

Now, there are a few relatively exotic galaxies.

Bây giờ, có một vài giải thiên hà tương đối kì lạ.

I like to call these the prima donna of the galaxy world,

Tôi thích gọi chúng là "người phụ nữ đầu tiên" của thế giới thiên hà,

because they are kind of show offs.

bởi vì chúng khá phô trương.

And we call them active galactic nuclei.

Và chúng ta gọi chúng là hạt nhân tích cực của thiên hà.

And we call them that because their nucleus,

Chúng ta gọi chúng như vậy bởi vì hạt nhân của chúng

or their center, are very active.

hoặc trung tâm của chúng rất năng động.

So, at the center there, that's actually where

Do vậy, ở trung tâm, đó thực sự là nơi

most of the starlight comes out from.

hầu hết ánh sáng đi ra.

And yet, what we actually see is light

Tuy thế, ánh sáng mà chúng ta thực sự nhìn thấy

that can't be explained by the starlight.

không đuợc giải thích là từ ánh sáng của các ngôi sao.

It's way more energetic.

Mà nó mãnh liệt hơn.

In fact, in a few examples it's like the ones that we're seeing here.

Thực tế, trong một vài ví dụ nó giống như thứ mà chúng ta thấy ở đây

There are also jets emanating out from the center.

Có nhiều tia phát ra từ trung tâm

Again, a source of energy that's very difficult to explain

Một lần nữa, nguồn của năng lượng rất khó lý giải

if you just think that galaxies are composed of stars.

nếu bạn chỉ nghĩ rằng thiên hà được tạo ra bởi các ngôi sao.

So, what people have thought is that perhaps

Như thế, mọi người nghĩ rằng có lẽ là

there are supermassive black holes

có những siêu lỗ đen

which matter is falling on to.

nơi mà vật chất bị cuốn vào đó.

So, you can't see the black hole itself,

Do vậy, bạn không thể nhìn thấy những lỗ đen,

but you can convert the gravitational energy of the black hole

nhưng bạn có thể chuyển năng lượng hấp dẫn của lỗ đen

into the light we see.

thành ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy.

So, there is the thought that maybe supermassive black holes

Như thế, có ý kiến cho rằng có thể những siêu lỗ đen

exist at the center of galaxies.

hiện diện ở trung tâm của những thiên hà.

But it's a kind of indirect argument.

Nhưng đó chỉ là lý lẽ gián tiếp.

Nonetheless, it's given rise to the notion

Mặc dù vậy, nó vẫn đưa ra một quan điểm

that maybe it's not just these prima donnas

rằng có thể không chỉ có những "người phụ nữ đầu tiên"

that have these supermassive black holes,

có những siêu lỗ đen,

but rather all galaxies might harbor these

mà đúng hơn là tất cả các thiên hà đều có thể ẩn giấu

supermassive black holes at their centers.

siêu lỗ đen ở trung tâm của chúng.

And if that's the case -- and this is an example of a normal galaxy;

Và nếu đó là một trường hợp – Thì đây là 1 ví dụ về một thiên hà bình thường

what we see is the star light.

cái chúng ta nhìn là ánh sáng của các ngôi sao.

And if there is a supermassive black hole,

Và nếu có một siêu lỗ đen,

what we need to assume is that it's a black hole on a diet.

chúng ta cần thừa nhận là rằng đó là lỗ đen ăn chay

Because that is the way to suppress the energetic phenomena that we see

Bởi vì đó là cách ngăn chặn các hiện tượng năng lượng mà chúng ta thấy

in active galactic nuclei.

trong hạt nhân năng động của thiên hà.

If we're going to look for these stealth black holes

Nếu chúng ta đang tìm kiếm những lỗ đen ẩn nấp

at the center of galaxies,

ở trung tâm của các thiên hà,

the best place to look is in our own galaxy, our Milky Way.

thì nơi tốt nhất là ở ngay thiên hà của chúng ta, giải Ngân hà (Milky Way).

And this is a wide field picture

Và đây là bức trang toàn cảnh rộng lớn

taken of the center of the Milky Way.

được chụp từ trung tâm của giải Ngân hà.

And what we see is a line of stars.

Và cái chúng ta nhìn thấy là một giải các ngôi sao.

And that is because we live in a galaxy which has

Đó là vì chúng ta đang sống trong một thiên hà có

a flattened, disk-like structure.

cấu trúc phẳng giống như một cái đĩa.

And we live in the middle of it, so when we look towards the center,

Và chúng ta đang sống ở giữa; do đó khi nhìn vào trung tâm,

we see this plane which defines the plane of the galaxy,

chúng ta thấy mặt phẳng này định hình cho mặt phẳng của giải Ngân hà,

or line that defines the plane of the galaxy.

hoặc là đường thẳng định hình mặt phẳng của giải Ngân hà.

Now, the advantage of studying our own galaxy

Bây giờ, việc nghiên cứu thêm về giải Ngân hà

is it's simply the closest example of the center of a galaxy

là một ví dụ gần nhất cho trung tâm của một dải thiên hà

that we're ever going to have, because the next closest galaxy

mà chúng ta đã từng có, bởi vì thiên hà gần nhất

is 100 times further away.

cách xa gấp 100 lần.

So, we can see far more detail in our galaxy

Như thế, chúng ta có thể nhìn thấy nhiều chi tiết ở giải Ngân hà của chúng ta

than anyplace else.

hơn bất kì một nơi nào khác

And as you'll see in a moment, the ability to see detail

Và như bạn sẽ nhìn thấy ngay sau đây, khả năng thấy chi tiết

is key to this experiment.

là chìa khóa cho cuộc thử nghiệm này.

So, how do astronomers prove that there is a lot of mass

Vậy, làm cách nào các nhà thiên văn học chứng minh rằng có khối lượng cực lớn

inside a small volume?

bên trong một đơn vị nhỏ bé.

Which is the job that I have to show you today.

Đó là điều tôi sẽ cho bạn thấy hôm nay.

And the tool that we use is to watch the way

và công cụ chúng tôi sử dụng để quan sát cách

stars orbit the black hole.

những ngôi sao đi theo quỹ đạo của lỗ đen.

Stars will orbit the black hole

Các ngôi sao đi theo quỹ đạo của lỗ đen

in the very same way that planets orbit the sun.

cũng tương tự như cách các hành tinh quay theo quỹ đạo của mặt trời.

It's the gravitational pull

Do lực hấp đẫn

that makes these things orbit.

làm cho mọi vật đi theo quỹ đạo.

If there were no massive objects these things would go flying off,

Nếu không có những vật thể có khối lượng cực lớn thì mọi vật sẽ thoát ra

or at least go at a much slower rate

hoặc it nhất là đi chậm rãi hơn

because all that determines how they go around

bởi vì tất cả những gì quyết định chúng quay như thế nào

is how much mass is inside its orbit.

là khối lượng bên trong của vật thể mà nó quay xung quanh.

So, this is great, because remember my job is to show

Như thế, thật tuyệt vời, bởi vì công việc của tôi là chỉ ra

there is a lot of mass inside a small volume.

có nhiều khối lượng bên trong một đơn vị nhỏ bé.

So, if I know how fast it goes around, I know the mass.

Nếu tôi biết nó quay với tốc độ bao nhiêu thì tôi sẽ biết khối lượng

And if I know the scale of the orbit I know the radius.

Và nếu tôi biết tỉ lệ của quỹ đạo, tôi sẽ biết bán kính.

So, I want to see the stars

Do đó, tôi muốn nhìn các ngôi sao

that are as close to the center of the galaxy as possible.

càng ở gần trung tâm thiên hà càng tốt.

Because I want to show there is a mass inside as small a region as possible.

Bởi vì tôi muốn chỉ ra rằng có một khối lượng ở bên trong một khu vực nhỏ nhất có thể

So, this means that I want to see a lot of detail.

Vì thế, điều này có nghĩa là tôi cần thấy thật nhiều chi tiết.

And that's the reason that for this experiment we've used

Và đó là lý do chúng ta sử dụng cho cuộc thử nghiệm này

the world's largest telescope.

kính viễn vọng lớn nhất thế giới.

This is the Keck observatory. It hosts two telescopes

Đây là đài thiên văn Keck. Nó chứa 2 kính viễn vọng

with a mirror 10 meters, which is roughly

với một tấm gương tròn đường kính 10m

the diameter of a tennis court.

tương đương với một sân bóng Tennis.

Now, this is wonderful,

Bây giờ, điều này mới thật tuyệt vời

because the campaign promise

vì cuộc vận động để quyên góp

of large telescopes is that is that the bigger the telescope,

cho những kính viễn vọng rộng và lớn hơn,

the smaller the detail that we can see.

giúp chúng ta có thể thấy những chi tiết nhỏ hơn.

But it turns out these telescopes, or any telescope on the ground

Nhưng nó vượt quá những kính viễn vọng này hoặc bất kì cái nào trên Trái đất

has had a little bit of a challenge living up to this campaign promise.

đã có một thách thức nhỏ tồn tại cho cuộc vận động lời hứa này.

And that is because of the atmosphere.

Đó là bởi vì bầu khí quyển.

Atmosphere is great for us; it allows us

Bầu khí quyển tuyệt vời cho chúng ta, nó cho phép chúng ta

to survive here on Earth.

hiện diện nơi đây trên Trái Đất

But it's relatively challenging for astronomers

Nhưng lại là tương đối khó khăn cho những nhà thiên văn học

who want to look through the atmosphere to astronomical sources.

những người muốn nhìn xuyên qua bầu khí quyển tới gốc của vũ trụ.

So, to give you a sense of what this is like,

Vì thế, việc đưa cho bạn ý nghĩa nó giống cái gì

it's actually like looking at a pebble

thực sự giống việc nhìn một viên sỏi

at the bottom of a stream.

ở dưới đáy một dòng suối.

Looking at the pebble on the bottom of the stream,

Nhìn viên sỏi ở dưới dòng suối,

the stream is continuously moving and turbulent,

dòng suối vẫn di chuyển liên tục và hỗn loạn,

and that makes it very difficult to see the pebble on the bottom of the stream.

làm cho việc nhìn viên sỏi dưới dòng suối trở nên rất khó khăn.

Very much in the same way, it's very difficult

Tương tự như thế, rất khó

to see astronomical sources, because of the

để nhìn tới gốc của vũ trụ, bởi vì

atmosphere that's continuously moving by.

bầu khí quyển luôn luôn chuyển động.

So, I've spent a lot of my career working on ways

Thế nên, tôi đã bỏ ra nhiều công sức

to correct for the atmosphere, to give us a cleaner view.

để làm giảm sự ảnh hưởng của bầu khí quyển, cho một cái nhìn rõ ràng hơn.

And that buys us about a factor of 20.

và chúng tôi được trả với hệ với hệ số lương 20

And I think all of you can agree that if you can

Tôi nghĩ tất cả các bạn đều đồng ý rằng nếu bạn có thể

figure out how to improve life by a factor of 20,

tìm ra cách làm sao để nâng cao cuộc sống bởi hệ số lương 20

you've probably improved your lifestyle by a lot,

bạn có thể nâng cao lối sống lên rất nhiều

say your salary, you'd notice, or your kids, you'd notice.

nói tiền lương, bạn quan tâm hay con cái của bạn, bạn quan tâm.

And this animation here shows you one example of

Đoạn phim này nói đưa ra một ví dụ về

the techniques that we use, called adaptive optics.

kỹ thuật mà chúng tôi sử dụng, được gọi là thích ứng quang học.

You're seeing an animation that goes between

Bạn đang xem đoạn hoạt hình đi giữa

an example of what you would see if you don't use this technique --

một ví dụ của cái bạn muốn thấy nếu không sử dụng kĩ thuật này,

in other words, just a picture that shows the stars --

Nói cách khác, những bức ảnh chỉ thể hiện những ngôi sao,

and the box is centered on the center of the galaxy,

và cái hộp được đặt ở giữa ở trung tâm của thiên hà.

where we think the black hole is.

nơi chúng tôi nghĩ đó là lỗ đen.

So, without this technology you can't see the stars.

Vì thế, nếu không có công nghệ này, bạn sẽ không thể nhìn thấy các ngôi sao.

With this technology all of a sudden you can see it.

Với công nghệ này đột nhiên bạn có thể nhìn thấy nó.

This technology works by introducing a mirror

Công nghệ này hoạt động bởi đưa một tấm gương

into the telescope optics system

vào trong hệ thống quang học của kính viễn vọng

that's continuously changing to counteract what the atmosphere is doing to you.

nó liên tục thay đổi để chống lại việc mà bầu khí quyển đang làm với bạn.

So, it's kind of like very fancy eyeglasses for your telescope.

Như thế, nó là một loại kính mắt tưởng tượng cho kính viễn vọng của bạn.

Now, in the next few slides I'm just going to focus on

Bây giờ, trong vài bảng chiếu tiếp theo tôi sẽ chỉ tập trung vào

that little square there.

ô vuông bé đó.

So, we're only going to look at the stars inside that small square,

Vậy, chúng ta sẽ chỉ nhìn vào những ngôi sao bên trong hình vuông nhỏ đó,

although we've looked at all of them.

mặt dù chúng ta đã nhìn tất cả chúng.

So, I want to see how these things have moved.

Tôi muốn xem những thứ đó di chuyển như thế nào.

And over the course of this experiment, these stars

và thông qua quá trình của cuộc thử nghiệm này những ngôi sao đó

have moved a tremendous amount.

đã di chuyển ghê gớm.

So, we've been doing this experiment for 15 years,

Chúng tôi đã làm cuộc thử nghiệm này trong 15 năm,

and we see the stars go all the way around.

và thấy các ngôi sao đi tất cả các đường xung quanh.

Now, most astronomers have a favorite star,

Bây giờ hầu hết các nhà thiên văn đều có một ngôi sao ưa thích,

and mine today is a star that's labeled up there, SO-2.

và ngôi sao của tôi hôm nay được dán nhãn SO-2 ở kia.

Absolutely my favorite star in the world.

Chắc chắn rằng là ngôi sao ưa thích của tôi trên thế giới

And that's because it goes around in only 15 years.

là vì nó đi vòng quanh chỉ trong 15 năm.

And to give you a sense of how short that is,

Và để đưa cho bạn ý niệm ngắn là như thế nào,

the sun takes 200 million years to go around the center of the galaxy.

Mặt trời mất 200 triệu năm để đi 1 vòng quanh trung tâm của giải Ngân hà.

Stars that we knew about before, that were as close to the center of the galaxy

Những ngôi sao chúng ta biết trước đây, những cái gần trung tâm của giải ngân hà

as possible, take 500 years.

cũng mất 500 năm.

And this one, this one goes around in a human lifetime.

riêng nó,nó đi một vòng chỉ trong thời gian sống của 1 con người.

That's kind of profound, in a way.

điều đó thật ấn tượng, theo một cách nào đó.

But it's the key to this experiment. The orbit tells me

Nhưng nó là chìa khóa của cuộc thử nghiệm này. Quỹ đạo của nó nói cho tôi biết

how much mass is inside a very small radius.

bao nhiêu khối lượng trong một bán kính rất nhỏ.

So, next we see a picture here that shows you

Do vậy, tiếp theo chúng ta xem một tấm hình chỉ cho bạn thấy

before this experiment the size to which we could

trước cuộc thử nghiệm này kích cỡ mà chúng ta có thể

confine the mass of the center of the galaxy.

xác định khối lượng của trung tâm thiên hà.

What we knew before is that there was four million

Điều chúng ta biết trước đây là có 4 triệu

times the mass of the sun inside that circle.

lần khối lượng của mặt trời trong vòng tròn đó.

And as you can see, there was a lot of other stuff inside that circle.

Và như bạn có thể thấy, còn có nhiều những thứ khác bên trong vòng tròn.

You can see a lot of stars.

Bạn có thể thấy rất nhiều ngôi sao.

So, there was actually lots of alternatives

Do dó, thực sự có rất nhiều sự lựa chọn

to the idea that there was a supermassive black hole at the center of the galaxy,

cho ý tưởng có 1 siêu lỗ đen ở trung tâm của thiên hà,

because you could put a lot of stuff in there.

bởi vì bạn có thể đặt nhiều thứ vào đó.

But with this experiment, we've confined

Nhưng với cuộc thử nghiệm này chúng ta đã khẳng định

that same mass to a much smaller volume

rằng cùng khối lượng trong một thể tích nhỏ hơn nhiều

that's 10,000 times smaller.

đến 10 ngàn lần.

And because of that, we've been able to show

Vì vậy, chúng ta có thể chỉ

that there is a supermassive black hole there.

ra rằng có một siêu lỗ đen ở đó.

To give you a sense of how small that size is,

Để giúp các bạn hiểu kích cỡ nhỏ là như thế nào,

that's the size of our solar system.

đó chính là kích cỡ hệ mặt trời của chúng ta.

So, we're cramming four million times the mass of the sun

Chúng ta đang nhồi 4 triệu lần khối lượng của mặt trời

into that small volume.

vào một đơn vị nhỏ.

Now, truth in advertising. Right?

Bây giờ, sự thật trong quảng cáo. Có đúng không?

I have told you my job is to get it down to the Schwarzchild radius.

Tôi đã nói với bạn công việc của tôi là đưa nó xuống bán kính lực hấp dẫn (Schwarzchild).♫

And the truth is, I'm not quite there.

và sự thật là, tôi không hoàn toàn chắc chắn.

But we actually have no alternative today

nhưng chúng ta thực sự không có cách nào hôm nay

to explaining this concentration of mass.

để giải thích về sự tập trung khối lượng.

And, in fact, it's the best evidence we have to date

và, thực tế, nó là bằng chứng tốt nhất chúng ta có cho đến nay

for not only existence of a supermassive black hole

cho không chỉ sự tồn tại của siêu lỗ đen

at the center of our own galaxy, but any in our universe.

ở trung tâm giải Ngân hà của chúng ta, mà còn trong toàn vũ trụ.

So, what next? I actually think

vậy, cái gì tiếp theo đây? Tôi thực sự nghĩ

this is about as good as we're going to do with today's technology,

đấy là chúng ta sẽ làm tốt với công nghệ ngày nay,

so let's move on with the problem.

do vậy hãy cùng chuyển sang vấn đề.

So, what I want to tell you, very briefly,

Cái mà tôi muốn nói với bạn, rất ngắn gọn

is a few examples

là một vài ví dụ

of the excitement of what we can do today

về trạng thái cảm xúc của thứ mà chúng ta có thể làm ngày nay♫

at the center of the galaxy, now that we know that there is,

ở trung tâm của thiên hà, bây giờ chúng ta biết là có

or at least we believe,

hay ít nhất là chúng ta tin

that there is a supermassive black hole there.

là có một siêu lỗ đen ở đó.

And the fun phase of this experiment

Và giai đoạn thú vị của cuộc thử nghiệm này

is, while we've tested some of our ideas

là, trong khi chúng ta đã kiểm tra một vài ý tưởng

about the consequences of a supermassive black hole

về tầm quan trọng của siêu lỗ đen

being at the center of our galaxy,

ở trung tâm giải Ngân hà của chúng ta,

almost every single one

hầu như từ cái một

has been inconsistent with what we actually see.

mâu thuẫn với cái mà chúng ta thực sự nhìn thấy.

And that's the fun.

Và đó là điều thú vị.

So, let me give you the two examples.

Vậy nên tôi sẽ đưa cho bạn hai ví dụ.

You can ask, "What do you expect

Bạn có thể hỏi, "Bạn mong chờ điều gì

for the old stars, stars that have been around the center of the galaxy

từ những ngôi sao già, những ngôi sao gần trung tâm của thiên hà

for a long time, they've had plenty of time to interact with the black hole."

trong một thời gian dài, chúng có đủ thời gian để tương tác với lỗ đen."

What you expect there is that old stars

Bạn mong chờ những ngôi sao già đó

should be very clustered around the black hole.

sẽ quy tụ gần lỗ đen

You should see a lot of old stars next to that black hole.

Bạn nên nhìn nhiều ngôi sao già kế bên lỗ đen đó.

Likewise, for the young stars, or in contrast, the young stars,

Tương tự cho những ngôi sao trẻ, hoặc khác biệt với những ngôi sao trẻ

they just should not be there.

chúng không nên ở đó.

A black hole does not make a kind neighbor to a stellar nursery.

Một lỗ đen không là một người hàng xóm tốt bụng đối với một một nhà trẻ của các ngôi sao.♫

To get a star to form, you need a big ball of gas and dust to collapse.

Để một ngôi sao định hình, bạn cần một quả bóng lớn có khí và bụi để sụp đổ♪

And it's a very fragile entity.

và nó là một thực thể rất mỏng manh.

And what does the big black hole do?

Và điều một lỗ đen lớn làm là gì?

It strips that gas cloud apart.

Nó chuyển đám mây khí đó cách xa nhau.

It pulls much stronger on one side than the other

Nó hút mạnh hơn ở một đầu so với đầu bên kia

and the cloud is stripped apart.

và đám mây bị đẩy cách xa ra.

In fact, we anticipated that star formation shouldn't proceed in that environment.

Thực tế, chúng ta dự đoán rằng sự hình thành của các ngôi sao không thể tiếp tục trong môi trường đó.

So, you shouldn't see young stars.

nên bạn không nhìn được những ngôi sao trẻ.

So, what do we see?

vậy, chúng ta nhìn thấy cái gì?

Using observations that are not the ones I've shown you today,

Việc sử dụng sự quan sát không phải là thứ mà tôi chỉ cho bạn ngày hôm nay♫

we can actually figure out which ones are old and which ones are young.

mà chúng ta có thực sự suy nghĩ ra cái gì là trẻ và cái gì là già.

The old ones are red.

Những ngôi sao già có màu đỏ.

The young ones are blue. And the yellow ones, we don't know yet.

Những ngôi sao trẻ màu xanh. Còn màu vàng, chúng ta vẫn chưa biết.

So, you can already see the surprise.

Bạn có thể thấy điều bất ngờ

There is a dearth of old stars.

Có những cái chết của các ngôi sao già.

There is an abundance of young stars, so it's the exact opposite of the prediction.

Có rất nhiều những ngôi sao trẻ, do đó nó trái ngược hẳn với sự tiên đoán.

So, this is the fun part.

Đó là phần thú vị.

And in fact, today, this is what we're trying to figure out,

Và thực tế, ngày nay, đó là cái chúng ta đang cố gắng tìm hiểu,

this mystery of how do you get --

điều bí mật này là làm cách nào bạn biết được

how do you resolve this contradiction.

bạn giải quyết sự mâu thuẫn này như thế nào.

So, in fact, my graduate students

Trên thực tế, những sinh viên thực tập của tôi

are, at this very moment, today, at the telescope,

,ngay lúc này,vào ngày hôm nay, tại kính viễn vọng

in Hawaii, making observations to get us

ở Hawaii, đang theo dõi với hi vọng đưa chúng ta

hopefully to the next stage,

sang 1 giai đoạn khác,

where we can address this question

nơi chúng ta có thể nói về câu hỏi này

of why are there so many young stars,

rằng tại sao lại có quá nhiều những ngôi sao trẻ,

and so few old stars.

và quá ít những ngôi sao già.

To make further progress we really need to look at the orbits

Để tạo nên những tiến bộ xa hơn chúng ta thực sự cần nhìn vào các quỹ đạo

of stars that are much further away.

của những ngôi sao xa hơn.

To do that we'll probably need much more

Để làm được điều đó chúng ta chắc chắn cần

sophisticated technology than we have today.

công nghệ phức tạp hơn chúng ta đang có ngày nay.

Because, in truth, while I said we're correcting

Bởi vì, sự thật, trong khi tôi nói chúng ta đang làm giảm ảnh hưởng

for the Earth's atmosphere, we actually only

của khí quyển Trái đất, thì chúng ta thực sự mới chỉ

correct for half the errors that are introduced.

chỉnh được một nửa những sai sót đã được giới thiệu.

We do this by shooting a laser up into the atmosphere,

Chúng ta làm điều này bằng cách bắn tia lazer vào bầu khí quyển,

and what we think we can do is if we

và chúng ta nghĩ điều có thể làm là nếu chúng ta

shine a few more that we can correct the rest.

chiếu sáng nhiều hơn thì chúng ta có thể chỉnh sửa phần còn lại.

So this is what we hope to do in the next few years.

vậy đây là điều chúng ta hi vọng sẽ làm được trong vài năm tới.

And on a much longer time scale,

và trong phạm vi thời gian dài hơn,

what we hope to do is build even larger telescopes,

chúng ta hi vọng có thể xây dựng những kính viễn vọng lớn hơn,

because, remember, bigger is better in astronomy.

bởi vì, các bạn nhớ chứ, trong thiên văn học càng lớn càng tốt.

So, we want to build a 30 meter telescope.

Nên chúng ta muốn xây dựng một kính viễn vọng 30 m.

And with this telescope we should be able to see

và với kính viễn vọng này chúng ta có thể nhìn thấy

stars that are even closer to the center of the galaxy.

cả những ngôi sao ở gần trung tâm của thiên hà.

And we hope to be able to test some of

Và chúng ta hi vọng có thể kiểm chứng một vài điều

Einstein's theories of general relativity,

trong thuyết tương đối của Einstein,

some ideas in cosmology about how galaxies form.

một số ý tưởng trong vũ trụ học về sự hình thành của những thiên hà.

So, we think the future of this experiment

Do vậy, chúng tôi nghĩ tương lai của thử nghiệm này

is quite exciting.

hoàn toàn rất thú vị.

So, in conclusion, I'm going to show you an animation

Vì vậy, trong phần kết luận, tôi sẽ cho bạn thấy một hình ảnh động

that basically shows you how these

mà về cơ bản sẽ cho bạn thấy cách những

orbits have been moving, in three dimensions.

quỹ đạo chuyển động, trong ba kích thước.

And I hope, if nothing else,

Và tôi hi vọng, nếu không còn gì khác,

I've convinced you that, one, we do in fact

tôi đã thuyết phục các bạn rằng, một là, trên thực tế

have a supermassive black hole at the center of the galaxy.

có một siêu lỗ đen tại trung tâm của thiên hà.

And this means that these things do exist in our universe,

Và nó có nghĩa là những thứ đang tồn tại trong vũ trụ,

and we have to contend with this, we have to explain

và chúng ta phải đấu tranh với nó, chúng ta phải giải thích

how you can get these objects in our physical world.

làm thế nào bạn có được những vật thể trong thế giới vật chất của chúng ta.

Second, we've been able to look at that interaction

Hai là, chúng ta có thể nhìn thấy sự tương tác

of how supermassive black holes interact,

giữa siêu lỗ đen tác động qua lại như thế nào♫

and understand, maybe, the role in which they play

và hiểu, có lẽ, vai trò chúng đóng góp

in shaping what galaxies are, and how they work.

trong việc cấu thành những thiên hà, và cách nó hoạt động.

And last but not least,

Và, cuối cùng, nhưng đặc biệt,

none of this would have happened

không điều gì có thể xảy ra

without the advent of the tremendous progress

nếu không có sự ra đời của những tiến bộ to lớn

that's been made on the technology front.

được làm nên từ mặt trận công nghệ.

And we think that this is a field that is moving incredibly fast,

Và chúng ta cho rằng đó là một lĩnh vực đang chuyển biến cực kỳ nhanh,

and holds a lot in store for the future.

và tạo tiền đề cho tương lai

Thanks very much.

Cám ơn rất nhiều.

(Applause)

(Tiếng vỗ tay)