Mười năm sau ngày loài người lần đầu “nghe” thấy sóng hấp dẫn, tên của một trường đại học Việt Nam – Đại học Phenikaa – đã xuất hiện trong một công trình mang tính cột mốc đăng trên Physical Review Letters: “GW250114: Testing Hawking’s Area Law and the Kerr Nature of Black Holes”. Đây là nghiên cứu do mạng lưới LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) thực hiện, lần đầu tiên kiểm chứng trực tiếp, với độ tin cậy vượt trội, Định luật Diện tích của Stephen Hawking và bản chất Kerr của hố đen, những “viên gạch nền móng” trong hiểu biết của nhân loại về vũ trụ hiện đại.
Trong danh sách các cơ quan đồng tác giả, Phenikaa Institute for Advanced Study (PIAS), Đại học Phenikaa, Hà Nội được ghi tên là một trong những đơn vị tham gia của hợp tác khoa học LVK cũng là đại diện duy nhất của Việt Nam góp phần trực tiếp vào công trình đỉnh cao này.
Sóng hấp dẫn GW250114: “tiếng vang” đặc biệt sau một thập kỷ
Năm 2015, sự kiện GW150914 – tín hiệu sóng hấp dẫn đầu tiên được phát hiện từ vụ hợp nhất hai hố đen – đã mở ra kỷ nguyên mới cho ngành vật lý thiên văn sóng hấp dẫn. Mười năm sau, cộng đồng LIGO–Virgo–KAGRA công bố một tín hiệu “chị em” mang tên GW250114, với các tham số vật lý gần như tương ứng, nhưng chất lượng dữ liệu vượt trội.
Tín hiệu GW250114 được hai đài quan trắc LIGO ghi nhận với tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) lên tới 80, cao hơn nhiều so với những lần phát hiện trước đó. Nó được tạo ra khi hai hố đen có khối lượng xấp xỉ hơn 30 lần khối lượng Mặt Trời mỗi hố tiến lại gần, xoáy quanh nhau rồi hợp nhất thành một hố đen mới.
Chính độ “rõ nét” hiếm có của GW250114 đã cho phép các nhà khoa học:
- – Tách riêng pha “rung chuông” (ringdown) của hố đen sau va chạm và đo được nhiều tần số riêng – giống như phân tích âm thanh của một chiếc chuông để biết nó làm từ chất liệu gì và cấu trúc ra sao.
- – Kiểm tra xem những tần số đó có trùng khớp với dự đoán lý thuyết về một hố đen Kerr (hố đen quay trong Thuyết tương đối rộng Einstein) hay không. Kết quả cho thấy hố đen còn lại đúng là một hố đen Kerr trong giới hạn sai số rất nhỏ.
- – So sánh tổng diện tích chân trời sự kiện của hai hố đen ban đầu với diện tích của hố đen cuối cùng, qua đó lần đầu kiểm chứng trực tiếp Định luật Diện tích Hawking: diện tích chân trời sự kiện (và do đó entropy của hố đen) không bao giờ giảm theo thời gian. Các phân tích độc lập đều cho thấy diện tích sau va chạm lớn hơn đáng kể so với trước đó, với độ tin cậy rất cao.
Nói cách khác, từ tín hiệu GW250114, nhân loại đã có một “thí nghiệm vũ trụ” quy mô lớn để kiểm tra những định luật sâu xa mà Stephen Hawking và Jacob Bekenstein đề xuất cách đây hơn nửa thế kỷ.
Phenikaa trên bản đồ nghiên cứu sóng hấp dẫn thế giới
Để đi tới những kết luận mang tính “kiểm tra lý thuyết vũ trụ”, phía sau là một hệ sinh thái nghiên cứu toàn cầu với hàng trăm cơ quan, hàng nghìn nhà khoa học tham gia LIGO–Virgo–KAGRA. Trong bức tranh ấy, nhóm nghiên Vật lý thiên văn thuộc Viện PIAS – Đại học Phenikaa xuất hiện trong danh sách đồng tác giả như một mắt xích quan trọng đến từ Việt Nam. Nhóm Nghiên cứu Vật lý Thiên văn của PIAS tham gia vào các mảng công việc cốt lõi của LVK, như:
- – Phân tích dữ liệu sóng hấp dẫn với khối lượng tính toán khổng lồ trên các hệ thống siêu máy tính;
- – Phát triển, kiểm tra các mô hình lý thuyết mô tả tín hiệu từ các vụ hợp nhất hố đen;
- – Góp phần xây dựng những phương pháp thống kê tinh vi để trích xuất thông tin vật lý (khối lượng, spin, diện tích chân trời sự kiện…) từ dữ liệu nhiễu rất phức tạp.
Việc tên “Phenikaa Institute for Advanced Study (PIAS), Phenikaa University, Ha Dong, Hanoi, Vietnam” được in rõ trong danh sách các cơ quan đồng tác giả của bài báo trên Physical Review Letters là một bước đi quan trọng về mặt vị thế: từ chỗ quan sát, học hỏi, nay một đơn vị nghiên cứu tại Việt Nam đã trực tiếp tham gia kiến tạo tri thức mới trong lĩnh vực vật lý thiên văn sóng hấp dẫn.
Không chỉ là một bài báo: bệ phóng cho thế hệ nhà khoa học trẻ
Dấu ấn của Phenikaa trong công trình GW250114 không dừng lại ở chuyện “có tên trên PRL”. Đằng sau đó là cả một chiến lược đầu tư cho nhân lực và môi trường nghiên cứu dài hạn:
- – Mô hình viện nghiên cứu trong lòng trường đại học (PIAS) cho phép các nhà khoa học làm việc chuyên sâu, tập trung vào các bài toán đỉnh cao nhưng vẫn gắn kết chặt chẽ với hoạt động đào tạo.
- – Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh được tiếp cận sớm với các hướng nghiên cứu “nóng” của thế giới, từ dữ liệu LIGO–Virgo–KAGRA cho đến lý thuyết hố đen và vũ trụ học.
- – Thông qua các dự án hợp tác, seminar quốc tế, chương trình đồng hướng dẫn, các bạn trẻ trực tiếp làm việc với những nhóm nghiên cứu hàng đầu trên thế giới, thay vì chỉ đọc bài báo từ xa.
Với những thành tựu như GW250114, PIAS và Đại học Phenikaa cho thấy việc đầu tư vào nghiên cứu cơ bản không phải là cuộc đua danh hiệu, mà là cách tạo ra một “cửa ngõ” tri thức: từ Dương Nội (Hà Đông), sinh viên và nhà khoa học trẻ Việt Nam có thể bước thẳng vào mạng lưới hợp tác tinh hoa nhất trong ngành vật lý hiện đại.
Từ “theo kịp” đến “cùng kiến tạo” tri thức vũ trụ
Trong bối cảnh ngành vật lý thiên văn sóng hấp dẫn toàn cầu đang kỷ niệm một thập kỷ phát triển, việc Việt Nam (qua công trình nghiên cứu của Đại học Phenikaa) góp mặt trong công trình kiểm chứng những định luật nền tảng của vũ trụ mang ý nghĩa vượt ra ngoài một thành tích đơn lẻ. Điều đó cho thấy:
- – Việt Nam không chỉ đứng ngoài quan sát các bước tiến của khoa học thế giới, mà đã có năng lực nội tại để cùng giải những bài toán lớn;
- – Một trường đại học trẻ như Phenikaa, với mô hình phát triển gắn nghiên cứu – đào tạo – hệ sinh thái doanh nghiệp, hoàn toàn có thể vươn lên “đứng chung hàng” với các trung tâm nghiên cứu lâu đời khi lựa chọn đúng hướng đi và kiên trì đầu tư.
Từ GW250114 và Physical Review Letters hôm nay, có thể kỳ vọng trong tương lai, các kết quả tiếp theo của mạng lưới LIGO–Virgo–KAGRA, cũng như những dự án lớn khác trong vật lý và vũ trụ học, sẽ tiếp tục mang dấu ấn của các nhà khoa học đến từ Đại học Phenikaa nói riêng và Việt Nam nói chung.
