Những kẻ săn Lỗ Đen Vũ Trụ

Ảnh chụp ngược sáng Lỗ Đen Vũ Trụ M-87 do các nhà thiên văn của Dự án EHT thực hiện.

Trong hình, vòng tối ở giữa thể hiện “cái bóng” của Lỗ đen. Sắc cam sáng chói của đĩa sáng bao quanh Lỗ đen không phải là là sắc màu thực của quang phổ bức xạ phát ra từ đĩa khí vũ trụ nóng hàng tỷ độ (10⁹ độ K) xung quanh Lỗ đen. Đây là sắc màu nhân tạo do các nhà khoa học của EHT chủ ý chọn nhằm thể hiện bản đồ nhiệt của bức ảnh Lỗ đen. Trong đó màu đen thể hiện không có bức xạ, màu đỏ thể hiện mức bức xạ mạnh hơn chút, còn màu cam thể hiện bức xạ cực mạnh. Nếu thay vì “bản đồ nhiệt”, các nhà khoa học chọn cách thể hiện bức ảnh này như một bức “ảnh quang học” thông thường, đĩa sáng quanh Lỗ đen sẽ có màu trắng phớt thêm sắc xanh và sắc đỏ.

Bài viết dưới đây khá dài, ai bận rộn có thể đọc bản rút gọn của bài này đã đăng trên TTCT ở đây với tên bài là “Những thợ săn Lỗ đen”.

*

Lỗ đen rất bí ẩn, quyến rũ và có cái gì đó xa cách. Nhà thơ máy đời đầu họ Hoàng tên Tô có lần buông dòng code đầy thính:

Lỗ đen em rất yêu kiều, nhưng làm vật lý phải yêu lỗ trời

Lỗ em sinh hạ loài người, lỗ trời sinh đột cuộc đời thế gian

(Chú thích, theo loop quantum theory, vũ trụ không sinh ra từ Big Bang, mà tái sinh đột ngột từ một Lỗ Trắng, hay còn gọi là Big Bounce.)

Làm thơ về lỗ đen con người thì khó, làm thơ về lỗ đen vũ trụ thì dễ. Thế nhưng chụp ảnh lỗ đen con người tuy có hơi phản cảm nhưng khá dễ, còn chụp lỗ đen vũ trụ lại khó vô cùng.

Tại sao rất khó chụp ảnh Lỗ đen? Tại sao phải chụp ảnh Lỗ đen ngược sáng (silhouette)? Tại sao phải “tô màu” cho bức ảnh? Và trạm thiên văn cổ của nước ta, nay là vị trí nào trên phố Khâm Thiên? Câu trả lời lấp ló đằng sau lỗ đen trong bài đọc dài ná thở dưới đây!

Katie Bouman

Chỉ vài tiếng sau khi Dự án thiên văn Event Horizon Telescope (EHT) công bố bức ảnh đầu tiên chụp Lỗ đen vũ trụ, Internet bỗng tràn ngập một bức ảnh khác chụp một cô gái có ánh mắt rạng rỡ đang ngồi trong phòng làm việc bé xíu. Cô gái đấy là Katie Bouman, một nhà khoa học máy tính năm nay 29 tuổi. Cô là người phát triển thuật toán xử lý dữ liệu ảnh để tổng hợp một núi dữ liệu EHT thu thập từ Lỗ đen M-87 suốt nhiều năm, rồi từ dựng lên thành ảnh.

Đại học MIT nơi Katie Bouman làm nghiên cứu sinh sau tiến sĩ đã có một động tác tôn vinh cô. Trên twitter của nhà trường, họ đưa ảnh của Bouman bên cạnh ảnh một nhà khoa học máy tính khác, bà Margaret Hamilton. Bà Hamilton là người viết mã phần mềm phóng tàu vũ trụ Apollo của NASA đưa người lên mặt trăng.

Hình trên (2019): Nhà khoa học máy tính Katie Bouman với các ổ cứng chữa dữ liệu hình ảnh Lỗ đen vũ trụ.

Hình dưới (1969): Nhà khoa học máy tính Margaret Hamilton với tập giấy in những dòng mã phần mềm mà cô viết để phóng tàu vũ trụ Apollo đưa người lên mặt trăng. 

 

Kính thiên văn vô tuyến

Vào thời của Galilei Galileo ở thế kỷ 17, các nhà thiên văn phải chế tạo những kính viễn vọng quang học tinh xảo để qua đó họ quan sát bầu trời bằng mắt thường. Thời đó, với các nhà thiên văn, cách duy nhất để nghiên cứu bầu trời là quan sát ánh sáng phát ra hoặc phản xạ ra từ các thiên thể.

Nhưng từ giữa thế kỷ 20, các nhà thiên văn biết rằng hầu hết các vật thể trong vũ trụ, ngoại trừ vật chất tối hay hạt neutrino, đều bức xạ hoặc phản xạ sóng điện từ. Ngày nay các nhà vật lý thiên văn quan sát bầu trời bằng các ăngten chảo kết nối với máy tính.

Giống như ta ngồi trong một căn phòng trơ vơ trên núi, dùng ăngten chảo để bắt sóng truyền hình để xem Quang Hải và đồng đội thi đấu trên màn hình ti vi, các nhà thiên văn dùng các ăngten chảo khổng lồ đặt ở những nơi hoang địa để thu sóng điện từ đến từ vũ trụ. Dữ liệu thu được, họ lưu trữ vào ổ cứng, rồi chuyển về trung tâm phân tích của mình.

Thuật toán của Katie và nỗ lực của nhóm chuyên gia do cô dẫn dắt suốt ba năm qua, đã xử lý một núi dữ liệu Lỗ đen khổng lồ của EHT để dựng thành bức ảnh “chụp Lỗ đen” làm chấn động thế giới ngày 10 tháng Tư vừa qua.

 

Không-Thời-Gian (spacetime)

Nhưng Lỗ đen vũ trụ thực sự là gì. Lỗ đen vũ trụ là thứ nói về nó không quá khó, nhưng tưởng tượng về nó lại cực kỳ khó.

Trước tiên, ta hãy cùng tưởng tượng loài người là các con kiến bé li ti, thông minh và chăm chỉ. Những con kiến này sống trong một không gian chỉ có hai chiều, ví như trên một tờ giấy phẳng lỳ và vô cùng lớn. Dù rất thông minh, biết chế tác ra ống nhòm, nhưng các con kiến chỉ nhận thức được không gian hai chiều quen thuộc. Với chúng không gian không có chiều thứ ba. Nếu có một sinh vật khác đứng ở chiều thứ ba, ví dụ một con chim đứng ngoài tờ giấy và chĩa mỏ vào, toàn bộ loài kiến không có cách nào để “nhìn” được con chim ấy.

Thế rồi bỗng tờ giấy có một lỗ thủng bé xíu, gần như không có kích thước, nhưng có lực hút kinh hoàng. Nằm sát trên mặt tờ giấy, các con kiến không có cách nào “nhìn” thấy được lỗ thủng, chúng chỉ biết rằng có những con kiến đến gần cái “chỗ” ấy là đột ngột biến mất, và không ai biết là biến đi đâu.

Các con kiến rất giỏi toán, chúng nghiên cứu và cho rằng ở đúng cái “chỗ” bí ẩn ấy, không gian phẳng như chúng hằng quen thuộc, bị biến dạng, không còn phẳng nữa. Chúng gọi “chỗ” ấy là điểm kỳ dị (singularity). Điểm kỳ dị này hút những vật ở không gian hai chiều (trên mặt giấy phẳng) và đưa đi đâu đó, có thể sang một chiều không gian khác, hoàn toàn nằm ngoài nhận thức và hiểu biết của loài kiến.

8/3, cô Noether và nữ quyền ở VN

Bài này lúc đầu chỉ nói về Emmy Noether. Nhưng vì công trình nổi tiếng nhất của Noether liên quan đến đối xứng và bảo toàn, nên phần giữa và phần cuối bài còn nói đến Phân tâm học của Pauli và Jung. Mà đã  nói đến Jung thì lại phải đề cập đến Thờ Mẫu và nguyên nhân làm đạo đức VN xuống cấp thảm hại như hiện nay; Rồi khi nói đến đạo đức thảm hại, tức là phải nói đến bạo lực và quấy rối tình dục khắp nơi nên lại phải đề cập đến mô hình quản lý nhà nước kiểu nhà tù (Viên Hình Giám Ngục: panopticon).

*

Cô Emmy Noether (1882-1935) là nhà toán học và vật lý lý thuyết người Đức gốc Do Thái.

Sống ở cái thời chuyển tiếp giữa thế kỷ 19 và 20 ấy, như bao cô gái khác Noether có rất ít lựa chọn xã hội. Cô được dạy dỗ và đào tạo để làm một cô giáo dạy “ngôn ngữ hiện đại”, tức là môn tiếng Anh và tiếng Pháp. May mắn là Noether có khiếu ngôn ngữ, có cả khiếu âm nhạc, cô chơi piano rất tốt. Nhưng may mắn hơn nữa (và cũng không may mắn), cô có cha là nhà toán học: cô vào đại học, học toán, và khi trưởng thành cô theo ngành toán.

*

Hồi đó làm toán và vật lý là cái gì đó rất là danh giá, tháp ngà. Đàn ông mà gia thế xoàng xĩnh, như Einstein, cũng khó bước chân vào tháp ngà khoa học. Ông phải đi làm nhân viên phòng đăng ký sáng chế. Ngay cả khi  đã có các công trình rất hoành tráng là lý thuyết photon và lý thuyết tương đối (1905), Einstein cũng rất vất vả bon chen mất mấy năm để được đi dạy đại học (nhưng lúc được đi dạy rồi thì ông lại chán vãi ra).

Cha của siêu nhân Pauli, thậm chí còn phải cải đạo từ Do Thái qua Công giáo La Mã để có chân giảng viên đại học. Và đó là may mắn để Pauli thành tài. Chính Pauli cũng phải rửa tội theo nghi thức Công giáo, với cha đỡ đầu là nhà vật lý kiêm triết gia danh tiếng Ernst Mach. (Xem thêm về tư tưởng của Mach ở đây)

Mach cũng có thể là người kỳ thị giới. Ông bảo các nhà phân tâm học là cái bọn dùng bím đàn bà làm ống nhòm để tìm hiểu thế giới. (Tôi hay vận dụng câu này vào ngôn ngữ thường ngày. Tôi bảo mấy ông bạn sát gái của tôi là anh đừng tưởng mình sưu tập ống nhòm, chính ống nhòm sưu tập anh đấy).

Tại sao chat sex?

Tại sao con người kể chuyện tiếu lâm mặn, trai gái buông lời đĩ bợm khi tròng ghẹo nhau, còn các cặp đôi ở xa nhau thì chat sex?

Mười lăm tỷ năm qua
Từ vạn triệu thiên hà
Bây giờ ta mới tới
Gặp lại em hôm qua

*

Oiseaux, Galilei, Mendeleev

Trong ảnh là trường Les Oiseaux ở Sài Gòn trước năm 1975!

Trần Lệ Xuân (1924-2011) sinh ra trong gia đình khá đặc biệt. Ông nội là tổng đốc Nam Định Trần Văn Thông, ông ngoại là thượng thư Bộ Binh Thân Trọng Huề. Cả hai ông trước khi làm quan to đều là Giám đốc Trường Hậu Bổ Hà Nội (trường đào tạo quan chức hành chính, dạy cả Hán văn lẫn Pháp văn, tốt nghiệp ra được bổ làm tri huyện). Bà nội Trần Lệ Xuân là em ruột Bùi Quang Chiêu. Bùi Quang Chiêu là người thành lập Đảng Lập Hiến và là người mở tờ báo La Tribune Indigène cùng Nguyễn Phú Khai. Nguyễn Phú Khai là bố của bà Thụy Nga (Bảy Vân), người vợ miền nam của ông Ba Duẩn. Sau CMT8, Bùi Quang Chiêu lúc này 70 tuổi bị giết cùng các con của mình.

Bố của Trần Lệ Xuân là ông là Trần Văn Chương. Ông này hơn Ngô Đình Nhu khoảng một giáp, và rất thích sự học giỏi giang của ông Nhu. Ông Chương được đi du học, có bằng luật sư, rồi trở về Sài Gòn hành nghề. Hai con gái của ông là Lệ Chi và Lệ Xuân giai đoạn này được gửi đi học ở Couvent des Oiseaux trên Đà Lạt. Đây là trường nữ sinh, dành cho quý tộc Đông Dương.

Nam Phương Hoàng Hậu hồi còn là con gái thì đi học ở  Couvent des Oiseaux bên Pháp.

Về một cuốn sách của Lê Nin

Không phải bỗng dưng chủ nghĩa Marx trở thành học thuyết chính thống của cách mạng vô sản, nó cần được một ai đó sử dụng để hành động. Con người hành động ấy, cũng không chỉ đơn giản là đi phát động một cuộc cách mạng. Ông ấy còn phải biết lý luận. Lý luận ấy phải đúc kết thành một cuốn sách. Tên nhà cách mạng ấy là Lenin, còn tên cuốn sách trong tiếng Việt là “Chủ nghĩa duy vật và Chủ nghĩa kinh nghiệm phê phán”. Bản tiếng Anh có tên “Materialism and Empirio-criticism. Critical Comments on a Reactionary Philosophy“. Ai quan tâm có thể đọc ở đây.

Chủ nghĩa duy vật, tiếng Anh là “materialism”, có nguồn gốc từ tiếng Pháp matérialisme xuất hiện năm 1748. Đây là một triết thuyết cho rằng chẳng có gì tồn tại ngoại trừ vật chất (matter). Chữ “matter” và “material” có nguồn gốc từ chữ latin “materia”. Theo Wolfgang Pauli, chữ “materia” theo nghĩa này, lại có gốc gác từ chữ “hyle ” (ὕλη) trong tiếng Hy Lạp cổ. Theo giải thích của Pauli thì: Theo quan điểm của Plato, thì “vật chất” có cái “bên trong” mà Plato gọi là bản chất (physis) và cái “bên ngoài”, là cái “hình dáng không gian” mà vật chất chiếm chỗ. Nôm na kiểu Việt Nam, thì vật chất của Plato có phần hồn (bên trong, vô hình) và phần xác (bên ngoài, hữu hình). Đến Aristotle, ông này hình dung cái “hình dáng không gian” này cụ thể hơn, ông gọi nó là “hyle”, nghĩa là tảng gỗ được đẽo gọt. Cũng vẫn theo Pauli, khi Ciero dịch triết học Hy Lạp cổ sang chữ Latin, ông đã dịch nó là “materia”.

Lucretius, nhà thơ và cũng là triết gia La Mã sống cùng thời với Cicero. Ông là người cổ súy cho thuyết duy vật và nguyên tử luận của Leucippus và Democritus. Có lẽ các quan điểm về vật chất, về nguyên tử, về bản chất thế giới vật lý của Lenin chịu ảnh hưởng từ tác phẩm “De rerum natura” của Lucretius. Các nhà vật lý  Loop Quantum Gravity (xem PS số 7 cuối bài này) cũng đang sử dụng quan niệm của Lucretius để làm chỗ dựa cho thuyết lượng tử hóa không-thời-gian của họ.

Cuốn sách của Lenin được coi là tác phẩm lý luận quan trọng nhất với cách mạng vô sản toàn thế giới. Chưa kể nó là hạt giống đầu tiên để đưa “tính đảng” vào trong nghiên cứu khoa học. Không chỉ khoa học xã hội, mà cả khoa học tự nhiên. Nghiên cứu vật lý lý thuyết, hay làm bom nguyên tử cũng phải có tính đảng, cũng là nhờ siêu phẩm này của Lê Nin.

Nếu chịu khó đọc tiểu luận (rất ngắn) này, hoặc nhìn vào tên tiếng Anh của nó, ta cũng có thể đoán thêm được các khái niệm quen thuộc ở Việt Nam như “phản động”, “suy thoái tư tưởng”, “tự diễn biến”, “tự chuyển hóa” có nguồn gốc từ trước tác này của Lê Nin.

Trước khi khoác lên ngoài cái vỏ ngôn ngữ đầy tính lý luận “diễn biến”, “chuyển hóa”, “suy thoái” như hiện nay, các khái niệm ẩn dưới các vỏ bọc hoa mỹ này đã từng xuất hiện ở Việt Nam thời kỳ bắt đầu Đổi Mới với các từ “thoái hóa”, “biến chất”. Điều hài hước là, “thoái hóa”, “biến chất” rõ ràng là gần với triết lý của chủ nghĩa duy vật hơn “suy thoái tư tưởng”, “tự diễn biến”. Ngược lại, “suy thoái tư tưởng”, “tự diễn biến”, “tự chuyển hóa” lại xa rời chủ nghĩa duy vật, tiến gần hơn đến chủ nghĩa “duy tâm”, “duy ý thức”, các chủ nghĩa mà Lenin rất ghét.

Hội An, Kẻ Chàm, Nước Mặn

(Bài này chỉ là một bản tóm tắt theo dòng thời gian giai đoạn phôi thai chữ quốc ngữ, dựa theo một vài tư liệu chính, còn các văn bản gốc, tức ảnh chụp từ lưu trữ văn khố bên Nhà Mẹ của Dòng Tên ở Rome, thực ra rất khó đọc, khó đoán, nhất là các văn bản viết tay chữ lí nhí, mờ tịt, câu văn thì không có chấm phảy như tiếng Việt hiện nay, đọc cũng rất khó hiểu).

*

Đầu thế kỷ 19, tức những năm đầu tiên của nước Việt Nam mới toe và thống nhất, dưới triều Gia Long và Minh Mạng, thủ đô nước ta đặt ở Huế, giọng nói (cách phát âm) chính thức ở Huế là tiếng Quảng Nam (aka giọng thủ đô chuẩn là giọng Quảng Nam). Việc tiếng Quảng được coi là tiếng Việt chuẩn ở Huế lúc bấy giờ là một câu chuyện dài hàng trăm năm, và cùng với nó là sự hình thành chữ quốc ngữ.

*

Hội An (Hải Phố) thời đầu những năm 1600, nói theo ngôn ngữ bây giờ, là một đặc khu cả về hành chính lẫn kinh tế của nước Đàng Trong. “Phố Biển” này là một thương cảng rất quan trọng để kết nối Macau, Nagasaki (Nhật) và Malacca.

Chúa Tiên Nguyễn Hoàng thành lập dinh trấn Quảng Nam vào khoảng năm 1602 và cử hoàng tử thứ sáu là Nguyễn Phúc Nguyên làm trấn thủ dinh này. Khi Nguyễn Phúc Nguyên thay cha lên ngôi “Chúa”, ông cử con trai mình là Nguyễn Phúc Kỳ làm trấn thủ dinh Quảng Nam. Như vậy, với nước Đàng Trong khi ấy, Quảng Nam chắc chắn có vai trò cực kỳ quan trọng, tương đương vai trò của Sài Gòn đối với Việt Nam bây giờ. Có thể Nguyễn Ánh đặt cho cậu Cải (Hoàng tử Cải, con bà phi Yến) cái tên Hội An là vì lý do này.

Đặc khu Hội An có hai khu phố buôn,

Học thêm một ngôn ngữ!

Trong tiếng Anh, chữ scientist và chữ physicist nghe rất quen thuộc, tưởng như nó được hình thành một cách tự nhiên trong quá trình ngôn ngữ phát triển. Thực sự, hai từ này được một học giả người Anh tên là William Whewell chế ra năm 1836. Ông sử dụng gốc latin của chữ scientia và chế đuôi ist cho giống artist. Ông giải thích hai từ scientist và physicist ở trong đoạn văn dưới đây. William Whewell cũng là người đề xuất các thuật ngữ vật lý mới cho Michael Faraday: anode, cathode, electrode, ion, dielectric.

As we cannot use physician for a cultivator of physics, I have called him a physicist. We need very much a name to describe a cultivator of science in general. I should incline to call him a Scientist. Thus we might say, that as an Artist is a Musician, Painter, or Poet, a Scientist is a Mathematician, Physicist, or Naturalist. [William Whewell, “The Philosophy of the Inductive Sciences,” London, 1840]

 *

Ngày nay có lẽ ai cũng hiểu việc biết thêm một ngôn ngữ khác tiếng mẹ đẻ của mình sẽ có ích lợi thế nào trong cuộc sống.

Pháp quyền, pháp trị, pháp gì?

Bản “Yêu sách của nhân dân Annam”, do Nguyễn Ai Quốc ký thay mặt dân thuộc địa, bản chính được viết bằng tiếng Pháp, xuất hiện khoảng giữa năm 1919. Bản tiếng Việt cũng của Nguyễn Ái Quốc, diễn nôm thành văn lục-bát. Trong đó, yêu sách thứ bảy được viết: “Bảy xin hiến pháp ban hành/Trăm điều phải có thần linh pháp quyền”. Có người diễn giải chữ “thần linh” là “Bác” muốn nói “pháp quyền” là luật tự nhiên, của tạo hóa, là quyền con người, đứng cao hơn tất thảy. Thực ra “thần linh” chỉ là cách chuyển ngữ của Nguyễn Ái Quốc từ chữ “spirit” mà thôi. Nếu sinh ở thời này, hẳn Nguyễn Ái Quốc sẽ dịch là “tinh thần pháp quyền”.

Trên trang Luật Khoa tạp chí có một bài dài tìm hiểu về cách dịch khái nhiệm rule of law và rule by law sang tiếng Việt như thế nào mới là đúng. Tên bài là “Rule of Law, không phải ‘pháp quyền’ cũng chả phải ‘pháp trị’.”

Bức xạ của Hawking

Bài này là một chương trong cuốn Bầu trời chiều ẩn giấu (bản 2018). Các bạn có thể download (miễn phí) cuốn sách này: bản để đọc trên thiết bị di động ở đây, và bản để in ra giấy ở đây, bản trên Google Play ở đây. 

*

Phát kiến “Lỗ đen không đen hoàn toàn” và nhiều hiểu biết vật lý sâu sắc khác của Stephen Hawking đã tạo ra các đột phá trong vật lý vũ trụ.

*

**

Stephen Hawking bắt đầu học vật lý ở đại học Oxford khi mới 17 tuổi, trẻ hơn hầu hết các sinh viên cùng khóa. Nhờ trí óc vượt trội, tính trung bình anh chỉ học khoảng một giờ một ngày trong suốt thời gian học đại học. Vào năm cuối cùng ở đại học, anh có triệu chứng của một người già vụng về, hay bị ngã khi đi cầu thang. Đi khám bệnh, bác sĩ chẩn đoán là do uống bia, yêu cầu anh phải ngừng nhậu nhẹt.

Năm 21 tuổi, sau khi tốt nghiệp hạng ưu và chuyển qua làm nghiên cứu sinh, các bác sĩ chẩn đoán Hawking mắc chứng bệnh nan y: xơ cứng teo cơ. Họ dự đoán anh chỉ còn hai năm để sống.

Người thanh niên trẻ trung, có khiếu hài hước và đặc biệt thông minh ấy bắt đầu sống từng ngày của hai năm cuối cùng của cuộc đời trong sự lạnh lẽo tối tăm không hạnh phúc, không niềm vui của chứng trầm cảm. Tình cờ anh gặp Jane Wilde trong một tiệc năm mới. Họ yêu nhau. Tình yêu của Jane kéo Stephen lên khỏi vực sâu trầm cảm và đặt anh trở lại công việc nghiên cứu khoa học.

Miếng ăn

Hôm nay trên mạng lan truyền một cái ảnh, không rõ thật hay fake, chụp các đồng chí anh nuôi bày bếp dầu nấu ăn trên boong chiến hạm, dưới đít tên lửa.

Miếng ăn, là miếng tồi tàn. Miếng ăn, là miếng nhục. Không phải tự nhiên các cụ nói vậy.

Dân mình, thấy miếng ăn ở khắp mọi nơi.

Các sự kiện quan trọng nhất trong đời một con người, vui hay buồn, đều phải có ăn: ăn hỏi, ăn cưới, ăn sinh nhật, ăn đám ma, ăn giỗ.

Các lễ lạt trong năm, có tính chu kỳ, năm nào cũng có và cũng ăn: ăn rằm, ăn Tết.

Ngày xưa ra đường làng gặp nhau, thay câu chào, là câu hỏi: ăn chưa, cơm nước gì chưa?

Nói chuyện liên quan đến mồm, có chữ “ăn” đã đành: ăn nói. Mặc quần áo cũng phải dính đến ăn: ăn mặc. Học hành cũng phải ăn: ăn học. Thậm chí chuyện chịch nhau cũng phải có ăn: ăn nằm.