What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Translator: Thy Thy Ngo Reviewer: Ha Anh Tran

1.3 billion years ago,

1.3 triệu năm về trước,

in a distant, distant galaxy,

trong dải Ngân Hà bao la,

two black holes locked into a spiral,

có hai hố đen đã khóa chặt vào nhau theo hình xoắn ốc,

falling inexorably towards each other

rơi thẳng vào nhau,

and collided,

rồi va đập mạnh,

converting three Suns' worth of stuff

chuyển đổi những vật chất có có giá trị như ba mặt trời

into pure energy in a tenth of a second.

thành một năng lượng thuần khiết trong vòng 1/10 giây

For that brief moment in time,

Trong khoảnh khắc rất ngắn ấy,

the glow was brighter than all the stars

vệt sáng ấy đã sáng hơn bất kì ngôi sao nào

in all the galaxies

trong tất cả các dải Ngân Hà

in all of the known Universe.

trong tất cả các vũ trụ được biết đến

It was a very

Đó gọi là vụ nổ

big

"Big Bang".

bang.

But they didn't release their energy in light.

Nhưng chúng không phóng ra năng lượng dưới dạng ánh sáng.

I mean, you know, they're black holes.

Bạn biết không, chúng là những hố đen.

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

Tất cả năng lượng ấy được truyền vào kết cấu không gian và thời gian của nó

làm cho vũ trụ nổ tung dưới dạng sóng hấp dẫn

making the Universe explode in gravitational waves.

Let me give you a sense of the timescale at work here.

Tôi sẽ trình bày về khung thời gian của sự kiện này

1.3 billion years ago,

1,3 triệu năm về trước

Earth had just managed to evolve multicellular life.

Trái đất chỉ có thể tạo ra những thể sống đa tế bào

Since then, Earth has made and evolved

Sau đó, Trái Đất đã tạo ra và phát triển

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

những san hô, cá, thực vật, khủng long, con người và cả Internet.

And about 25 years ago,

Và khoảng 25 năm về trước,

a particularly audacious set of people --

một nhóm người táo bạo

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

Rai Weiss đến từ MIT, Kip Thorne và Ronald Drever đến từ Caltech --

xác định rằng đã đến lúc thiết lập thiết bị dò tìm lớn bằng laser

decided that it would be really neat

to build a giant laser detector

with which to search for the gravitational waves

để rà tìm sóng hấp dẫn từ những thứ như hố đen va đập vào nhau.

from things like colliding black holes.

Now, most people thought they were nuts.

Lúc ấy số đông nghĩ rằng họ sẽ không làm được.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Nhưng cũng có đủ người nhận ra rằng họ là những người thông minh

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

đến mức Tổ chức Khoa học Tự nhiên của Mỹ

đã quyết định tài trợ cho những ý tưởng "điên rồ" của họ.

So after decades of development,

Sau vài thập kỉ phát triển,

construction and imagination

xây dựng và sáng tạo

and a breathtaking amount of hard work,

và một khối lượng công việc nghẹt thở,

they built their detector, called LIGO:

họ cũng đã hình thành thiết bị dò tìm, gọi là LIGO

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

(tạm dịch) Đài quan sát sự giao thoa của sóng hấp dẫn bằng Laser

For the last several years,

Trong những năm cuối cùng,

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

thiết bị LIGO đã trải qua một bước tiến lớn về độ chính xác

a tremendous improvement in its detection ability.

một sự cải tiến vượt bậc về khả năng dò tìm của nó

It's now called Advanced LIGO as a result.

Bây giờ kết quả là nó được gọi là LIGO bậc cao

In early September of 2015,

Vào đầu tháng 9 năm 2015,

LIGO turned on for a final test run

LIGO đã trải qua một cuộc kiểm tra cuối

while they sorted out a few lingering details.

trong khi họ tiến hành phân loại một vài chi tiết còn sót lại

And on September 14 of 2015,

Và vào ngày 14 tháng 9 năm 2015,

just days after the detector had gone live,

chỉ một ngày ngay sau khi máy dò tìm tiến hành kiểm tra,

the gravitational waves from those colliding black holes

sóng hấp dẫn từ những hố đen bị va đập

passed through the Earth.

đã truyền đến Trái đất.

And they passed through you and me.

Và chúng xuyên qua các bạn và tôi

And they passed through the detector.

Và chúng truyền tới thiết bị dò tìm.

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

Scott Hughes: "Có hai khoảnh khắc trong đời tôi

more emotionally intense than that.

mà xúc động mãnh liệt hơn điều này

One is the birth of my daughter.

Một là sinh nhật con gái tôi.

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

Còn điều kia là khoảnh khắc tôi phải giã từ cha mình khi ông mắc bạo bệnh

You know, it was the payoff of my career, basically.

Về cơ bản, phát hiện này là phần thưởng cho sự nghiệp của tôi.

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

mọi thứ mà tôi đã vất vả làm việc nó không còn là khoa học viễn tưởng !

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

A.A Đó là người bạn rất thân và là người cộng sự của tôi, Scott Hughes,

a theoretical physicist at MIT,

một nhà vật lí lý thuyết tại MIT,

who has been studying gravitational waves from black holes

người đã từng nghiên cứu sóng hấp dẫn từ hố đen

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

và những tín hiệu mà chúng có thể va đập vào đài quan sát như LIGO,

for the past 23 years.

trong 23 năm vừa qua

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

Hãy để tôi dành ít thời gian để giải thích sóng hấp dẫn là gì.

A gravitational wave is a ripple

Sóng hấp dẫn là một gợn sóng

in the shape of space and time.

dưới hình dạng của không gian và thời gian.

As the wave passes by,

Nếu như sống hấp dẫn đi ngang qua,

it stretches space and everything in it

nó sẽ kéo căng không gian và mọi thứ nằm trong nó

in one direction,

theo một hướng

and compresses it in the other.

và nén lại theo một hướng khác.

This has led to countless instructors of general relativity

Điều này dẫn đến vô số người giảng dạy về thuyết tương đối

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

phải nhảy một điệu ngớ ngẩn để minh họa cho lớp học của họ về thuyết này

"It stretches and expands, it stretches and expands."

" Nó kéo căn và mở rộng, nó kéo căng và mở rộng"

So the trouble with gravitational waves

Vấn đề của Sóng hấp dẫn

is that they're very weak; they're preposterously weak.

là chúng quá yếu; chúng yếu một cách phi lý

For example, the waves that hit us on September 14 --

Ví dụ như, nhưng cơn sóng va vào chúng ta vào ngày 14/9 vừa rồi

and yes, every single one of you stretched and compressed

đúng vậy, mỗi người trong các bạn đã bị kéo căn và nén lại

under the action of that wave --

dưới tác động của sóng---

when the waves hit, they stretched the average person

khi những con sóng này va vào, chúng đã kéo căng một

by one part in 10 to the 21.

người bình thường một phần mười mũ 21

That's a decimal place, 20 zeroes,

Đó là một số thập phân, có 20 con số 0

and a one.

và một con số 1

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

Đó là lí do mọi người nghĩ những người tạo ra LIGO là những kẻ dở hơi

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

Thậm chí một thiết bị dò tìm bằng laser có chiều dài 5km đã là một sự điên rồ.

they would have to measure the length of those detectors

Họ đã phải tính toán chiều dài của những máy dò tìm này

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

nhỏ hơn một phần nghìn bán kính của một hạt nhân

of an atom.

của một nguyên tử.

And that's preposterous.

Và điều này là ngoài sức tưởng tượng.

So towards the end of his classic text on gravity,

Ở phần cuối của văn bản của ông ấy về trọng lực,

LIGO co-founder Kip Thorne

Người đồng sáng lập ra LIGO - Kip Thorne

described the hunt for gravitational waves as follows:

đã mô tả sự "săn tìm" sóng hấp dẫn như sau:

He said, "The technical difficulties to be surmounted

"Những khó khăn về mặt kĩ thuật cần phải vượt qua

in constructing such detectors

trong việc thiết lập những thiết bị như thế này

are enormous.

thật là kinh khủng.

But physicists are ingenious,

Nhưng những nhà vật lý rất giỏi,

and with the support of a broad lay public,

và cùng với sự hỗ trợ lớn từ cộng đồng,

all obstacles will surely be overcome."

tất cả những khó khăn chắc chắn sẽ được vượt qua."

Thorne published that in 1973,

Thorne đã đề cập điều này vào năm 1973,

42 years before he succeeded.

42 năm trước khi ông thành công.

Trở lại vấn đề của LIGO,

Now, coming back to LIGO,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

Scott thích nói rằng LIGO hoạt động như một cái tai

more than it does like an eye.

hơn là một con mắt.

I want to explain what that means.

Để tôi giải thích thêm về điều này.

Visible light has a wavelength, a size,

Ánh sáng nhìn thấy được có bước sóng,

mà kích cỡ của nó nhỏ hơn đồ vật xung quanh bạn rất nhiều:

that's much smaller than the things around you,

the features on people's faces,

những chi tiết trên khuôn mặt,

the size of your cell phone.

hay kích cỡ cái điện thoại của bạn...

And that's really useful,

Và điều này rất hữu ích

because it lets you make an image or a map of the things around you,

vì nó cho phép bạn tưởng tượng hoặc vẽ ra những thứ xung quanh

by looking at the light coming from different spots

bằng cách quan sát ánh sáng từ nhiều vị trí trong tầm nhìn của bạn.

in the scene about you.

Sound is different.

Âm thanh thì lại khác.

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

Âm thanh có thể nghe được có bước sóng dài đến 50ft,

And that makes it really difficult --

và nó trở nên khó khăn hơn, thực ra là không thể

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

vì trên thực tế, không thể tạo ra hình ảnh của những thứ mà bạn quan tâm.

of something you really care about.

Your child's face.

như là khuôn mặt của con bạn.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Thay vào đó, chúng ta sử dụng âm thanh để nghe những đặc tính như

and tone and rhythm and volume

cường độ, tông, giai điệu và cao độ

to infer a story behind the sounds.

để phỏng đoán những câu chuyện ẩn sau những âm thanh ấy.

That's Alice talking.

Alice thì đang nói,

That's Bob interrupting.

còn Bob thì ngắt lời,

Silly Bob.

Bob ngớ ngẩn quá.

So, the same is true of gravitational waves.

Và điều tương tự cũng xảy ra đối với sóng hấp dẫn.

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

Ta không thể sử dụng chúng để tạo ra những hình ảnh đơn giản

về những vật thể bên ngoài vũ trụ,

But by listening to changes

nhưng bằng cách nghe sự thay đổi biên độ, tần số của sóng,

in the amplitude and frequency of those waves,

we can hear the story that those waves are telling.

ta có thể nghe được câu chuyện mà những bước sóng này đang "kể".

And at least for LIGO,

Và ít nhất thì đối với LIGO,

the frequencies that it can hear are in the audio band.

những tần số mà nó có thể nghe thấy, nằm trong máy ghi âm.

Vì vậy...

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

nếu đổi sóng từ hình dạng thành áp suất, và không khí thành âm thanh,

chúng ta có thể thực sự nghe được vũ trụ đang nói chuyện với mình.

we can literally hear the Universe speaking to us.

ví dụ, nghe sóng hấp dẫn, bằng cách này

For example, listening to gravity, just in this way,

can tell us a lot about the collision of two black holes,

có thể cho chúng ta biết rất nhiều về sự va đập của hai hố đen,

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

những thứ mà đồng nghiệp Scott của tôi đã nhiều thời gian để tìm hiểu.

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

Scott: "Nếu hai hố đen không xoay tròn, bạn sẽ chỉ nghe được một tiếng "Whoop!";

you get a very simple chirp: whoop!

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

nếu chúng xoay với tốc độ cực nhanh tôi vẫn nghe cùng một âm thanh

but with a modulation on top of it,

nhưng với một sự biến điệu kiểu như "Whir whir whir!"

so it kind of goes: whir, whir, whir!

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

Nó là một dạng của sự quay vòng được được mô phỏng theo cấu trúc của sóng.

AA: So on September 14, 2015,

AA: Vào ngày 14.09.2015

a date that's definitely going to live in my memory,

ngày mà sẽ sống mãi trong kí ức của tôi,

LIGO heard this:

thiết bị LIGO đã nghe thấy điều này:

[Whirring sound]

[Whooop]

So if you know how to listen, that is the sound of --

Nếu như bạn biết cách nghe, nó là âm thanh của...

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

[SH] "Hai hố đen, mỗi hố có trọng lượng gần bằng 30 mặt trời

that were whirling around at a rate

chúng đã xoay tít vào nhau bằng tốc độ của chiếc máy xay sinh tố."

comparable to what goes on in your blender.

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

Điều này đáng để chúng ta cùng ngừng lại và suy ngẫm.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Hai hố đen - thứ đậm đặc nhất trong vũ trụ

one with a mass of 29 Suns

một cái nặng gấp 29 lần mặt trời,

and one with a mass of 36 Suns,

cái còn lại nặng gấp 36 lần mặt trời,

whirling around each other 100 times per second

xoắn tít vào nhau với tốc độ 100 lần/giây trước khi chúng xảy ra va chạm.

before they collide.

Just imagine the power of that.

Hãy tưởng tượng sức mạnh đó

It's fantastic.

Kỳ diệu!

And we know it because we heard it.

Và chúng ta biết điều này vì chúng ta đã nghe thấy nó.

That's the lasting importance of LIGO.

Đây là tầm quan trọng của sự tồn tại của LIGO:

It's an entirely new way to observe the Universe

chúng ta được quan sát vũ trụ theo cách hoàn toàn mới, chưa từng có trước đây

that we've never had before.

It's a way that lets us hear the Universe

Đó là cách mà chúng ta có thể nghe vũ trụ

and hear the invisible.

và nghe những thứ vô hình.

And there's a lot out there that we can't see --

Có rất nhiều thứ ở đó mà ta không thể thấy trên thực tế, và cả trên lý thuyết.

in practice or even in principle.

So supernova, for example:

Như... chẳng hạn

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

Tôi muốn được biết tại sao những ngôi sao lớn đó lại bùng nổ.

They're very useful;

Rất hữu dụng! Ta có thể học được nhiều thứ về vũ trụ thông qua chúng.

we've learned a lot about the Universe from them.

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

Vấn đề là mọi tính vật lý đều xảy ra từ lõi.

and the core is hidden behind thousands of kilometers

và cái lõi thì bị

of iron and carbon and silicon.

lấp sâu hàng ngàn km bởi sắt, carbon và

We'll never see through it, it's opaque to light.

silicon. Chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấu nó,

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

nó là vật chắn sáng. Sóng hấp dẫn có thể xuyên qua sắt,

totally transparent.

trừ khi nó là thủy tinh hoàn toàn trong suốt

The Big Bang: I would love to be able to explore

Vụ nổ BIG BAG: Tôi muốn có thể khám phá

the first few moments of the Universe,

những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ

but we'll never see them,

nhưng chúng ta sẽ không bao giờ

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

thấy được chúng, vì vụ nổ đó đã bị che lấp bởi vệt sáng cuối cùng

With gravitational waves,

của chúng. Với sóng hấp dẫn

we should be able to see all the way back to the beginning.

chúng ta có thể thấy tất cả mọi thứ từ thời sơ khai

Perhaps most importantly,

Có lẽ điều quan trọng nhất là

I'm positive that there are things out there

Tôi rất lạc quan cho rằng có rất nhiều thứ ngoài kìa

that we've never seen

mà chúng ta chưa từng nhìn thấy

that we may never be able to see

hoặc có thể không bao giờ nhìn thấy

and that we haven't even imagined --

và cũng chưa bao giờ tưởng tượng ra-

things that we'll only discover by listening.

những điều mà chúng ta sẽ chỉ có thể khám

And in fact, even in that very first event,

phá bằng cách lắng nghe. Và thậm chí ngay trong sự kiện

LIGO found things that we didn't expect.

đầu tiên nhất, LIGO đã tìm thấy những điều mà chúng ta đã không

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

nghĩ đến. Đồng nghiệp của tôi với một trong những thành viên LIMO chủ chốt

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

Matt Evans, đồng nghiệp của tôi tại MIT, chỉ ra một cách chính xác rằng

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

Matt Evan: Các loại hình tinh nhỏ (ngôi sao) mà chúng ta đã quan

that we observed here

sát được ở đây là những

are the dinosaurs of the Universe.

con khủng long của vũ trụ

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

Chúng là những thứ rất khổng lồ mà xuất hiện từ thời tiền sử

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

và những hố đen là những thứ giống như xương khủng long

with which we do this archeology.

thứ mà chúng ta phải dùng đến

khảo cổ học

So it lets us really get a whole nother angle

vì vậy nó cho phép chúng ta nhận thấy mọi góc độ về

on what's out there in the Universe

những thứ ở ngoài vũ trụ

and how the stars came to be, and in the end, of course,

và những ngôi sao đã được hình thành, kết thúc như thế nào

how we came to be out of this whole mess.

và tất nhiên làm cách nào chúng ta có thể bước ra từ cái

AA: Our challenge now

đống hỗn độn đó AA: Điều thách thức

is to be as audacious as possible.

chúng ta bây giờ là phải phải càng táo bạo càng tốt

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Nhờ ơn LIGO mà chúng ta biết được cách chế tạo máy dò tìm tinh

that can listen to the Universe,

nhạy, mà nhờ đó có thể nghe thấy

to the rustle and the chirp of the cosmos.

vũ trụ, nghe thấy tiếng sột soạt và tiếng vu vu của chúng

Our job is to dream up and build new observatories --

Công việc của chúng ta bây giờ là phải tưởng tượng và xây dựng những

a whole new generation of observatories --

trạm quan sát mới- một thế hệ hoàn toàn mới

on the ground, in space.

trên mặt đất, ngoài không gian

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

Điều gì còn tuyệt vời hơn việc nghe thấy được vụ nỗ BIG BANG

Our job now is to dream big.

Nhiệm vụ của chúng ta là phải mơ lớn

Dream with us.

Hãy mơ cùng chúng tôi

Thank you.

Cảm ơn

(Applause)

(Tiếng vỗ tay)