VNTB – Chấm phá đời tôi (22)
Ngụy Hữu Tâm
Kỷ niệm của tôi ở tư cách là Moritzburger và những vấn đề liên quan.
Tôi bắt đầu viết bài này vào ngày 28 tháng hai, cuối tháng. Nhưng thực ra cũng chỉ đọc qua và xem kỹ những bài báo mà mình quan tâm thôi vì bây giờ lượng thông tin có thể cập nhật là khổng lồ. Còn những gì xảy ra mươi ngày qua có gì đáng kể lại, có lẽ là buổi gặp mặt anh em nhóm nhỏ chúng tôi ở quán 19C Ngọc Hà, cũng được gần hai chục người vì lâu lắm không gặp nhau, lấy cớ là bạn Th. vốn bị viêm phổi nay vừa khỏi, nhưng bạn ấy khỏe như vâm vì khỏi được tuần nay rồi. Rất vui vì nhóm này sinh hoạt được mấy năm nay rồi và toàn những người tâm đầu ý hợp, đã có nhiều chuyến đi chơi xa với nhau, thậm chí đến cả Ba Đồn, Quảng Bình hay Cam Ranh, Khánh Hòa.
Hôm sau, 4.3. giỗ cụ nhà tôi, thế mà cụ ra đi 30 năm. Nếu còn sống, cụ đã…110 tuổi, nhưng như tôi đã kể, cụ quyết tâm ra đi nên chỉ thọ được 79 tuổi. Và năm ngoái cũng vì muốn học cụ ra đi ở tuổi 79 mà tôi quyết định mổ tiền liệt tuyến để phát hiện ra ung thư và vẫn đang điều trị cho đến nay, mà theo phác đồ mới được nửa thời gian. Đến dự có bà Q. dâu gia với cô em tôi làm tôi cứ nhớ tới ông H. bố bà, vốn là nhân viên Khoa Lý ĐHTHHN, cũng đã từng làm lái xe cho cha tôi khi cụ mới về HN, và 2 cậu em bà là D. và C. tôi dậy hát cùng với cậu em tôi NHC trên sơ tán ở Đại Từ, Thái Nguyên, bởi vì vốn theo các bố mẹ đi sơ tán, những năm 1965-68. Coi như bà đi thay T., chồng PTH con gái cô em tôi, đang đi họp ở Nhật.
Có lẽ cũng nên kể ra buổi họp mặt anh chị em Moritzburger chúng tôi, gần 30 người ở Quán 77 Hào Nam thuộc Nhạc Viện HN, nhân có bạn H. từ SG mới ra. Thế là mỗi năm chúng tôi gặp nhau được đến 3, 4 lần. Tôi đề nghị ít nhất 4 lần vì mọi người đều cao tuổi cả rồi, bệnh tật, biết lúc nào ra đi đâu. Hay nhất là bạn Ch. ngồi cuối cùng bàn, bây giờ mới biết cũng học Lý ĐHTHHN, trên tôi một khóa, nhưng tôi hoàn toàn không hề biết vì học chuyên tu, hồi ở Maxim-Gorki-Heim Ch. ở Toán 8, ngay tầng dưới bọn tôi nhưng thua đến 3 lớp, chắc chắn cũng thua 1, 2 tuổi nên không sang Đức học nghề như chúng tôi. Ch. kể NHT khi còn sống vì rất mạnh về kinh tế (hàm thứ trưởng vì phụ trách ngành đo lường tiêu chuẩn trong Nam) nên bao cho anh em Đức về rất nhiều. Nhưng hay nhất là vì Ch. cũng mạnh về kinh tế nên vốn tích cực tham gia Hội Tiềm năng Con người, đóng góp cả tài chính nữa cơ. Nhưng nay tình hình tham nhũng phổ biến mà cơ quan này cũng không tránh khỏi nên Ch. mới thôi không sinh hoạt nữa.
Nhân nói chuyện xưa, nhắc đến tứ trụ triều đình. Vừa rồi có hay nhắc Đề cương về văn hóa Việt Nam, do TBT TC nêu ra từ 1943. Bàn quá nhiều rồi, tôi xin miễn kể lại. Chỉ xin nói kỷ niệm của tôi với ông, vốn người làng Hành Thiện, Nam Định, theo tôi có lẽ thông minh và hợp thời nhất trong số lãnh đạo Việt Nam vì biết tiến hành ‚Đổi mới’ 1986, thậm chí trước cả Gorby, chỉ sau đó mới bị NVL bảo thủ, bám đuôi Tàu hãm lại. Tuy chỉ là nghe kể, nhưng „không có lửa sao có khói“, cứ mạnh dạn kể lại. Toàn về mặt trái vì về mặt phải vừa nêu rồi. Thứ nhất là ông này sợ chết tới mức bắt „cần vụ“ ăn, uống trước hết mọi thứ rồi mới dám đưa lên miệng, thật quá đáng. Vua Anh (chắc chắn không vì là nước tự do, có gì thì phóng viên đã biết và đưa lên báo ngay) hay anh Ủn, vốn ghê tởm tới mức cho giết người anh cùng cha khác mẹ bằng thuốc độc ở sân bay Kuala Lampur, có làm thế không? Và còn vụ bắt phải viết HỒ CHÍ MINH mà I có chấm bên trên, trong khi quy ước quốc tế là HỒ CHÍ MINH không có, ở lăng tại quảng trường Ba Đình, cũng thấy chỉ các nhà độc tài mới thế.
Còn chuyện nữa là với anh bạn TTC của tôi, con cụ THL. Ai cũng biết THL vốn bạn tù Côn Đảo với TC nên mới được làm Viện trưởng Viện Sử học Việt Nam. Khi đó tôi hay đến villa số 16 phố Phan Huy Chú chơi với TTC. Anh này rất thông minh, thích học Mỹ thuật nên học ban đêm với tôi ở Lớp Bổ túc văn hóa của UBKHNN. Tôi cày cuốc rất ghê tối nào cũng đến, làm hết bài tập, nhưng C. hầu như bỏ buổi vì bận học vẽ, thế mà vẫn đỗ làm tôi ngớ người ra. Sau anh tốt nghiệp Cao đẳng Mỹ thuật, đi Năm và cũng vẽ kha khá tranh trong đó. Nhưng ông anh ghen ghét, nhất là thằng con, chắc chắn vì vụ nhà cửa (theo tôi được biết ông này có được Thành phố HCM phân nhà ch ở Phố THL cũng như Phố Nguyễn Kiệm, nhà anh NM, hiệu đoàn trưởng Trường Maxim chúng tôi khi thành phố lấn đất SB Tân Sơn Nhất xây lô bán nhà) nên mới đi tố CA vì chuyện „sex“. C. bị bắt. Khi ra tòa nghe nói ông TC cũng có biết nhưng bảo TTC phải nhận phạm tội, TTC khảng khái như bố đời nào chịu nên phải đi chăn bò trên Sơn Tây mấy năm. Được về thì thân tàn ma dại, tuy cũng nguyên sĩ quan QĐNDVN nhưng đã mang án, phải đi chụp ảnh kiếm sống. Ở với một chị họa sĩ ở Phố Cổ, nhưng anh và tôi mỗi người đi mỗi ngả, loáng thoáng có thấy anh đâu đó nhưng chẳng còn tiếp xúc nữa, rồi anh mất, mãi sau tôi mới biết. 350 người, mỗi người mỗi số phận. À mà quên, TTC Toán 8, cùng 2với anh bạn CTT và Ch. vừa nêu trên, nhưng TTC chỉ thua tôi một lớp nên 1959 có sang CHDC Đức trở lại, học nghề Hóa chất, đâu ở thị trấn Wolfen thì phải.
Nhân việc Chủ tịch nước Võ Văn Thưởng mới nhậm chức, có lẽ cũng nên nhắc lại chút ít. Năm 2016 khi vị này, ‚hạt giống đỏ’, sau khi tốt nghiệp đại học mới ở SG ra Bắc nhận các chức vụ trong ĐCSVN rồi nhậm chức Trưởng ban Khoa giáo, nói muốn ‚đối thoại’ với văn nghệ sĩ và trí thức, nhưng rồi chìm nghỉm luôn trong khi ông càng ngày càng leo cao hơn. Chuyện đáng cười này cũng đã được tôi tiên đoán để viết một bài đăng trên trang mạng ‚Tễu’, mà nay sau 7 năm, chắc chắn không tìm ra được nữa.
Bài cũng đã dài, chuyện postdoc. ở Đại học Université de Paris-Sud đành khất lần sau vậy.
*****
Tạp chí Spiegel số 1 ra ngày 23 tháng 12. 2022, ra trước đêm Noel có một ngày, nhưng nay mới đến tay tôi với tiêu đề „Khởi đầu là ánh sáng Một chuyến đi phát kiến để đến khởi nguồn của vũ trụ“. Tôi chẳng phải là người theo Thiên Chúa giáo mà chỉ từng hành nghề vật lý, mà lại theo chuyên ngành Quang học-lý thuyết bệnh ánh sáng, nên đề tài này quá hợp nên xin phép bạn đọc dịch nguyên văn toàn bộ bài viết, nhưng vì nó dài 8 trang, nên xin được chia đôi, lần này chỉ dịch một nửa.
Bí mật của sự sáng tạo
Với kính thiên văn vũ trụ mới „James Webb“, các nhà nghiên cứu luôn càng ngày càng tiến sâu hơn vào khởi nguồn của vũ trụ. Các thiên hà sớm nhất hình thành như thế nào? Có phải các lỗ đen là bà đỡ cho tất cả đang tồn tại? Và một ngôi sao quái dị ngoài kia còn cho thấy ánh sáng của cái ngày đầu tiên?
Bỗng nhiên những kẻ săn trộm ảnh lao vào xưởng của các nhà sáng tạo của Chúa. Chúng suýt tiến tới sát điểm, nơi mà vũ trụ như chúng ta biết hình thành, và chụp những bức ảnh tức thời mà từ trước tới nay chưa bao giờ chụp được: những bức ảnh mà ở đấy thấy được, ngày đầu tiên của lịch sử sáng tạo ra sao.
„Bóng tối chìm sâu“ là khởi đầu của nguồn gốc theo Kinh Thánh. Sau đó Chúa nói: „Sẽ có ánh sáng!“ Cho đến nay điều ấy là thần thoại tôn giáo. Nhưng bây giờ có những bức ảnh. Và Hans-Walter Rix hãnh diện vì ông được thuộc nhóm những nhiếp ảnh gia.
„Chờ đợi được đền bù“, Rix, nhà vật lý thiên văn và Giám đốc Viện Max-Planck về Thiên văn học ở thành phố Heidelberg, bảo. Trước tấm bảng trắng ở văn phòng ông có treo màn hình lớn, trên đấy là ông đang giới thiệu bức ảnh bầu trời đầy các điểm sáng. Ta nhìn thấy 100000 thiên hà ở một diện tích trên bầu trời đêm mà chúng nhỏ tới mức chỉ bằng đế chiếc kim gài đầu ở khoảng cách sải tay.
Rix đã đợi bức ảnh này từ trên 20 năm nay. Từ 1997 ông đã tham gia nhóm người đuổi bắt các thiên hà càng ngày càng sớm hơn. Mục tiêu của các nhà nghiên cứu là càng ngày càng nhìn sâu hơn vào vũ trụ để tìm ra câu trả lời cho một trong những câu hỏi lớn như câu đố của vũ trụ học: Sau hàng triệu năm bóng tối thì những ngôi sao và thiên hà đầu tiên hình thành bao giờ, tại sao và như thế nào?
Ngay từ cuối những năm 90 khi Rix bắt đầu tìm hiểu các tính chất của những thiên hà sớm, giới thiên văn học dồn tất cả hy vọng vào một con mắt trời tuyệt đối tinh anh có thể nhìn rõ và xa hơn tất cả các kính thiên văn trước đây. Như tên gọi của nó là „Next Generation Space Telescope“, nó sẽ phải được đặt cách xa Trái Đất 1,5 triệu cây số trong vũ trụ. Ở tư cách là đầu tàu của Cơ quan Vũ trụ Mỹ NASA nó phải đưa việc nghiên cứu vũ trụ vào một thời đại mới.
Như rồi tất cả mọi thứ lại kéo dài hơn kế hoạch rất nhiều. Năm 2011 chi phí cho kính thiên văn vượt ra ngoài tầm kiểm soát. Nấm mồ hàng tỷ Đô. Bất chợt có vẻ như là, Quốc hội Mỹ sẽ ngưng toàn bộ chương trình. Rix phải chấp nhận là bước tiến vào thời gian xa xưa của vũ trụ bị hẫng. Để vượt qua thời gian chờ đợi, ông phải ngừng cuộc tìm kiếm những thiên hà sớm và giành 10 năm cho việc nghiên cứu Giải Ngân hà của chúng ta.
Vì thế cho nên bây giờ ông càng hài lòng hơn. Cuối cùng thì vào tháng giêng năm nay (2022) với 15 năm chậm trễ và đắt gấp 20 lần giá ước tính ban đầu, „Kính thiên văn vũ trụ James Webb“, bây giờ nó được gọi như thế, tiếp quản vị trí quan sát vũ trụ của mình. Sao những tháng thử nghiệm và lấy chuẩn, từ tháng bẩy nó gửi những bức ảnh về phòng điều hành ở Baltimore. Vẻ hoàn mỹ của chúng vượt quá tất cả mọi sự mong đợi.
Ai nhìn bức ảnh trên màn hình của Rix sẽ không được phép chóng mặt: 100000 thiên hà, đó có nghĩa là 100000 hòn đảo trong không gian mà mỗi cái trong số đó lại gồm nhiều tỷ ngôi sao. Còn về tất cả các hành tinh bao quanh chúng, hoàn toàn chưa nói gì.
Có lẽ còn khó hiểu hơn là độ sâu vô cùng của thời gian mà nó thể hiện trên bức ảnh này. Trong sự rối rắm đó, 2 thiên hà có thể trực tiếp đứng cạnh nhau mà ánh sáng của chúng đến từ khoảng cách 800 triệu và 10 tỷ năm ánh sáng. Vì ánh sáng của chúng trên con đường tới Trái Đất là khác nhau, nên trên bức ảnh „Webb“, các thiên hà này xuất hiện như chúng đã trông như thế cách đây 800 triệu hay 10 tỷ năm. Vậy là thấy được các thời kỳ khác nhau nhất của sự phát triển: „Webb“ cho thấy trên duy nhất một bức ảnh một bức toàn cảnh của toàn bộ sự tiến hóa của các thiên hà.
Cứ như là có một du khách kiêm thợ săn đã chụp được một bức ảnh mà trên đó thấy đứng cạnh nhau là những con lưỡng cư cổ, những con khủng long kỷ bạch phấn và những con người hiện đại – và nếu quan sát rất kỹ trên đấy thậm chí còn nhận ra rằng, cỏ của hoang mạc có những vi khuẩn đầu tiên của thời nguyên thủy của Trái Đất đang cư trú.
Nhóm trên 50 chuyên gia với Rix cũng có trong số đó, bây giờ đã nghiên cứu kỹ hơn cái rối rắm trên bức ảnh „Webb“. Các nhà thiên văn đã phân tích 250 điểm ánh sáng đặc biệt yếu trên bức ảnh mà ở đấy họ ưu tiên chọn ra những điểm màu đỏ. Bởi vì ánh sáng đến Trái Đất từ rất xa sẽ bị dịch về đỏ hay thậm chí hồng ngoại (dịch chuyển Doppler, N.D.), nên đấy là những màu của thời nguyên thủy.
Việc nghiên cứu phổ ánh sáng sẽ cho biết tuổi thọ của nguồn sáng, vì thế cho nên các nhà khoa học có thể nhận dạng những cái già nhất trong số 250 thiên hà. Giữ kỷ lục là JADES-GS-z13-o. Nó xuất hiện trên bức ảnh „Webb“ như là một điểm cực nhỏ đỏ sẫm mà nó đã phát sáng khoảng 300 triệu năm sau vụ nổ gốc. Qua đó chứng tỏ đấy là thiên hà sớm nhất được ghi nhận một cách đáng tin cậy của vũ trụ.
Cũng có thể rút ra được một vài tính chất của thiên hà nguyên thủy này từ ánh sáng của nó. Các nhà khoa học phỏng đoán rằng, nó chứa khoảng 60 triệu sao. Ngoài ra hình dáng nó có vẻ như đã chín đến mức đáng ngạc nhiên.
Bây giờ các nhà vũ trụ học và thiên văn học lý thuyết sẽ lao vào các kết quả này để kiểm tra xem, liệu hoàn toàn có thể cho phép một sự tụ tập đông các ngôi sao như thế, sớm như thế và phát triển xa như thế. Xuất hiện câu hỏi: thiên hà nguyên thủy này từ đâu tới?
Các bữa ăn đáng ngờ của các ngôi sao
„Hầu như không hiểu nổi, sao bây giờ lại có các bức ảnh như thế“, bạn đồng nghiệp Max-Planck của Rix là Knud Jahnke bảo. Ông luôn bị ám ảnh bởi sự lừa gạt là sự kiện rằng, ánh sáng mà ông nghiên cứu đã thực hiện chuyến hành trình dài 13 tỷ năm ánh sáng, rằng nó đã đập vào đâu đó xa sau quỹ đạo của Mặt Trăng trên tấm gương 6,5m tráng vàng của kính thiên „Webb“. Và rằng bây giờ ở phòng nghiên cứu của Jahnke nó thổ lộ những bí mật của mình từ thời ấu thơ của vũ trụ.
Chỉ có một giây ngắn ngủi của sự ngạc nhiên, rồi nhà vật lý thiên văn Jahnke lại quay về với bức ảnh trên máy tính của ông. Và với cái nhìn đầu tiên có vẻ như nó cho thấy ít cái đáng ngạc nhiên: nhìn thấy một đốm sáng được bao bởi một bó sáng đỏ bị nhòa. Đáng lưu ý rằng Jahnke biết: đấy là ánh sáng của một quasar sớm và qua đó đấy là ánh sáng của một trong số những đối tượng đáng ngạc nhiên nhất mà vũ trụ muốn chào mời.
Quasar trông giống như sao nên mới có tên quasi-stellar-giống như sao. Thế nhưng khác với những ngôi sao của Giải Ngân Hà, chúng sáng gấp hàng tỷ lần và ở xa triệu lần. Đấy là những lỗ đen, những cái bẫy trọng trường mà ở đó giam giữ khối lượng của hàng tỷ Mặt Trời.
Quasar nằm ở trung tâm các thiên hà và ở đấy chúng nuốt những lượng lớn bụi và khí, nhưng cũng cả toàn bộ những ngôi sao. Các bữa ăn này thuộc những quá trình đặc biệt nhất của vũ trụ: các quasar tung lên năng lượng gấp hàng ngàn lần năng lượng của toàn bộ các thiên hà gốc.
Jahnke thuộc nhóm hợp tác nghiên cứu quốc tế chuyên nghiên cứu các quasar sớm, bởi lẽ các thực thể này được hình thành càng sớm thì chúng càng khó hiểu. Nhóm này đã đưa 2 trong số các quasar sớm này vào tầm ngắm của kính thiên văn „Webb“. Chúng phát sáng trước đây 13 tỷ năm, khi ấy vũ trụ mới có tuổi thọ là 800 triệu năm.
Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là cố định các thiên hà gốc của 2 quasar đó. Cho đến nay cái đó là hầu như không thể được bởi lẽ chỉ một quasar đã là quá sáng, nó làm lóa hết ánh sáng của những sao bao quanh nó.
Nhưng nhờ kính thiên văn „Webb“ mà nhóm nghiên cứu đã làm được cái tưởng như không thể làm được. Trên máy tính họ đã tách được ánh sáng chói lòa của các lỗ đen ra khỏi ánh sáng lờ mờ của những thiên hà bao quanh chúng. Họ đã xác định được rằng, khác với những thiên hà đã trưởng thành thì 2 quasar này không nằm ở trung tâm. Rõ ràng là các ngôi sao vẫn đang còn nghiêng ngả lộn xộn quanh các lỗ đen.
Theo Jahnke, ở đây chúng ta thấy quá trình hình thành của những thiên hà này còn chưa kết thúc. Ở giai đoạn khởi đầu lộn xộn của vũ trụ thì các thiên hà trẻ còn phải xoáy tít quanh nhau, chúng luôn lại va chạm nhau. Toàn bộ những chùm sao khi ấy bị ném hỗn độn, một số bị phóng vào vũ trụ, số khác do dòng xoáy trọng trường bị cuốn vào bên trong. Có lẽ phải sau vài tỷ năm, bình yên mới dần trở lại để cho các lỗ đen ở bên trong các thiên hà có thể dần đi vào đúng trung tâm của chúng.
Bây giờ nhiệm vụ là phải hiểu rõ hơn về quá trình phát triển và tạo hình của các thiên hà. Bởi lẽ cho đến nay các nhà lý thuyết có rất nhiều khó khăn để giải thích, các quasar cháy sáng rực, nặng gấp hơn tỷ Mặt Trời hình thành như thế nào ở thời sơ khai của vũ trụ. Các định luật vật lý hạn chế đi phát triển của chúng. Và cái ấy có nghĩa rằng, vào thời điểm sớm đến thế lẽ ra hoàn toàn chưa có thể có những lỗ đen to lớn đến thế.
Như ở các thiên hà sớm, ở các quasar sớm cũng phải đặt câu hỏi: chúng từ đâu đến? Ở các thiên hà của Rix và các quasar của Jahnke đều ẩn chứa thông tin như nhau: rõ ràng là khởi đầu mọi cái đều xảy ra nhanh hơn là lý thuyết tiên đoán. Cứ như vốn đã có một động cơ bí mật đã thúc đẩy sự phát triển của vũ trụ.
Được điều khiển từ xa để đi trong vũ trụ
Phần lớn thời gian, phòng điều khiển ở Baltimore yên ắng. Hàng trăm màn hình trên bàn, những chiếc khác treo trên tường. Phần lớn màu đen, hay màn hình ở chế độ chờ, chỉ có biểu tượng JWST trên tường nhắc rằng, chiếc máy lớn nhất, phức tạp nhất và đắt nhất của lịch sử du hành vũ trụ không người lái được điều khiển từ đây.
Hầu như tất cả đều tự động. Phòng điều khiển chỉ 8 tiếng/ngày là có người làm ở đấy. Đó là thời gian mà chiếc kính thiên văn gửi dữ liệu về Trái Đất mà ở Baltimore sẽ chuẩn bị rồi chuyển sang cho nhóm khoa học. Khi đó nhóm điều khiển bay thường có ít việc phải làm. Họ chỉ phải tối ưu hóa toàn bộ thông số của gương chính. Cuối cùng là „Webb“ còn phải gửi các bức ảnh đẹp từ thời sơ khai của vũ trụ về Trái Đất.
Lò lửa của vụ nổ gốc
Năm 1977, 2 năm trước khi được trao Giải Nobel vật lý, Steven Weinberg viết cuốn sách đáng chú ý với tựa đề „Ba phút đầu tiên“ xoay quanh một dự án mà hầu như chẳng thể suy tư táo bạo hơn. Weinberg muốn tái dựng chính xác lại đến từng phần nhỏ giây xem, vào những phút đầu tiên sau khi thời gian bắt đầu, vũ trụ đã phát triển ra sao.
Kịch bản mà Weinberg mô tả cho đến nay hầu như không thay đổi dẫu cho các nhà vật lý đã có điều chỉnh: theo đó vụ nổ gốc mồi lửa trước đây 13,8 tỷ năm. Nguyên nhân vẫn bí ẩn nhưng tiến trình đã biết chính xác. Ở phần tỷ giây đầu tiên vũ trụ nóng tới mức không tưởng tượng được, các hạt cơ bản có tên là quark và phản quark bay tứ tung sát nhau.
Sau một phần triệu giây vẫn còn ở khoảng 10000 tỷ giây, nhưng đó là đã đủ nguội để bây giờ các quark có thể liên kết thành các proton và nơtron. 10 giây sau nhiệt độ tiếp tục giảm, xuống chỉ còn một tỷ độ. Bây giờ bắt đầu hình thành những hạt nhân nguyên tử đầu tiên.
Các nhà lý thuyết có thể tính toán chính xác quá trình này, các công thức của họ nói rằng, sau giai đoạn tổng hợp nucleon kéo dài 3 phút thì vật chất của vũ trụ gồm 75% hydro và 25% heli, thêm chút ‚hương thơm’ các kim loại nhẹ lithi và berylli. Đấy đúng là hỗn hợp mà các nhà thiên văn quan sát thấy ở vũ trụ ngày hôm nay – một sự xác nhận đáng kinh ngạc cho thuyết vụ nổ gốc.
Sau 3 phút đầu tiên một lúc không xảy ra chút gì kịch tính nữa ngoài việc càng ngày càng lạnh hơn. Sau khoảng 380000 năm, vũ trụ mới thực hiện chuyển biến sâu sắc tiếp theo. Bây giờ đã đủ lạnh để các proton và điện tử có thể mối liên kết lại thành những nguyên tử đơn giản. Từ plasma trở thành khí, từ bây giờ ánh sáng có thể xuyên qua khoảng không vũ trụ mà không bị cản trở, vũ trụ trước đấy vốn mờ đã trở nên trong suốt.
Ánh sáng mà khi đó đã thoát khỏi được lò lửa của vụ nổ gốc, cho đến hôm nay vẫn vũ trụ. 1964 hai nhà thiên văn vô tuyến Arno Penzias và Robert Wilson ghi nhận một tiếng ồn bức xạ ở miền vi sóng mà nó đổ đầy đều bầu trời từ tất cả các phía. Đầu tiên họ còn chưa biết giải thích tín hiệu thế nào đây. Nhưng các nhà lý thuyết nhanh chóng xác định: Penzias và Wilson đã phát hiện ra tiếng vọng của vụ nổ gốc.
Nhưng thế giới như nó thể hiện ra ở bức xạ nền vũ trụ này, hoàn toàn khác với cái mà chúng ta thấy hôm nay. Vũ trụ hoang sơ và trống rỗng. Nó gồm khí, một hỗn độn đơn điệu gồm hydro và heli. Trừ những thăng giáng nồng độ nhỏ, hoàn toàn chẳng có sự phong phú đa dạng gì.
Và tất cả thậm chí còn tồi tệ hơn. Đầu tiên thì cái nóng còn sót của vụ nổ gốc ít nhất còn nhấn vũ trụ vào màu xanh huyền bí mà khi lạnh đi, biến thành màu trắng lấp lánh. Nhưng rồi bắt đầu hoàng hôn. Vũ trụ rơi vào màu đỏ đậm, cuối cùng bóng tối trở lại. Cứ như ngọn lửa sáng tạo đã dứt khoát tắt ngấm.
Nhưng rồi một lúc nào đấy từ bãi hoang vu màu đen này bỗng đột ngột xuất hiện một vụ nổ mới. Bỗng nhiên như từ chốn hư vô cháy sáng lên những ngôi sao cực lớn, chúng tạo thành các đống và cuối cùng là toàn bộ những thiên hà. Và bây giờ là tất cả các chất mà từ đó hình thành Trái Đất, cuộc sống và cuối cùng là con người chúng ta, xuất hiện trên thế giới.
Chất khí có vẻ như chẳng hề có tính chất gì lại lấy được một sức mạnh sáng tạo như thế? Cái gì xảy ra trong „buổi hoàng hôn vũ trụ“ như các nhà vũ trụ học gọi tên thời đại kết thúc Kỷ Nguyên Tối?
Phải là một thời gian huy hoàng của sự hình thành. Thế nhưng chính vào giai đoạn có lẽ hấp dẫn nhất này của lịch sử vũ trụ thì các nhà thiên văn lại bị mất tầm nhìn rất lâu: nhờ bức xạ nền vũ trụ thì họ có thể nghiên cứu thế giới trước đó trông như thế nào – kính thiên văn vũ trụ „Hubble“ huyền thoại đã cho họ nhìn thấy thế giới sau đó. Nhưng lại vẫn không thấy được cảnh tượng sáng tạo ở giữa.
Cho đến khi có kính thiên văn vũ trụ „Webb“ cứ như giới khoa học có trên tay một cuốn anbom mà ở đầu là bức ảnh siêu âm của một thai nhi rồi tiếp đấy là những bức ảnh khi bắt đầu đi học. Giữa chừng có lỗ hổng – thiếu cái nhìn vào buồng trẻ em của vũ trụ.
Bây giờ thì kính thiên văn vũ trụ „Webb“, cái kế tiếp của „Hubble“, hứa hẹn với các nhà nghiên cứu rằng nó sẽ lấp lỗ hổng này và sẽ đưa ra những bức ảnh của trẻ sơ sinh.
Sống nhanh chết yểu
Cứ như trong nhà hát khi màn kéo lên, Volker Bromm bảo: „Bây giờ chúng ta trải nghiệm giờ phút của sự thật“. Ở Đại học Texas ở Austin nhà vật lý và thiên văn người Đức nghiên cứu lý thuyết về các ngôi sao đầu tiên. Đã từ nhiều năm nay ông để cho chúng bùng cháy trên máy tính của ông. Nhờ kính thiên văn vũ trụ „Webb“ bây giờ lần đầu tiên ông có thể hy vọng được thấy nó thật sự bằng mắt.
Các mô phỏng của Bromm đã đi vào sách giáo khoa. Trong thế giới chuyên môn, niềm tin rằng với các mô hình máy tính của mình, ông có thể tái tạo lại sự sinh những ngôi sao đầu tiên theo đúng thực tế, đã chiến thắng. Khi đấy Bromm chỉ xuất phát từ ít điều kiện ban đầu. Ông khởi đầu với một hỗn hợp đơn giản gồm khí hydro và heli, đúng như khi trước nó xuất hiện từ vụ nổ gốc. „Rồi sau chúng tôi lập trình các định luật vật lý rồi để máy tính chạy“, ông bảo.
Hoàn toàn không có phụ gia nào nữa mà một lúc nào đấy trong máy tính xảy ra một phép lạ sáng tạo: khí trở thành các ngôi sao. Cái duy nhất mà nó cần cho điều ấy là tác dụng hút của trọng lực – và rất nhiều thời gian.
Bởi lẽ rất lâu ít có gì xảy ra ở sự mô phỏng của Bromm. Cần thời gian cho tới khi thấy hiện rõ lên là khí tạo ra những nắm mà chúng càng ngày càng tiếp tục cuộn lại. „Lực hấp dẫn bền bỉ“, nhà khoa học xác nhận. Sau khoảng 150 triệu năm ảo, điều ấy đã đến: các nguyên hydro đến đủ gần nhau để có thể chảy ra thành heli. Ngọn lửa của tổ hợp hạt nhân được mồi và lan ra cực nhanh. Một ngôi sao bùng sáng.
Tuy nhiên mô phỏng của Bromm cũng cho thấy, chẳng dễ mồi chất khí nguyên thủy. Bởi lẽ khi khí cuộn lại, nó nóng lên và sức nóng tác động ngược lại trọng lực. Trong cuộc đua tranh giữa 2 lực, lực hấp dẫn bị thua rất lâu.
Ở những thiên hà hiện đại như Giải Ngân Hà, sự hình thành sao diễn ra dễ hơn nhiều. Bởi vì ở đây có bụi lượn lờ ở khắp nơi trợ giúp việc đưa nhiệt đi. Nhưng bụi này gồm các nguyên tố nặng hình thành trong tiến trình nhiều chu trình sống của các ngôi sao. Lúc đầu còn chưa có các nguyên tố này. Không có bụi ở tư cách là chất gia tăng cháy, phải có những khối khí cực lớn kết hợp lại với nhau mới có thể có một vụ xẹp. Nói khác đi: các sao thế hệ đầu là những tên khổng lồ.
Bromm bảo: „Chúng nặng hơn Mặt Trời 100 lần, nóng hơn 20 lần và sáng hơn 1 triệu lần“. Và trước hết: chúng cháy rất nhanh và rất mạnh. Chỉ sau vài triệu năm đã hết nhiên liệu của chúng. Rồi chúng lao vào nhau.
Cuộc đời chúng kết thúc với một vụ nổ cực lớn, cái gọi là hypernova-siêu tân tinh. Các cú sét xuất hiện khi ấy phải sáng đến mức qua khoảng cách cực lớn 13,6 tỷ năm, „Webb“ vẫn có thể cảm nhận được chúng. Vậy bây giờ có thể bắt chặt chúng trên siêu kính thiên văn chăng?
Vào những ngày qua Steven Finkelstein luôn lao vào văn phòng của Bromm. Ông muốn thảo luận về những chi tiết mới mà ông phát hiện ra trên một bức ảnh „Webb“ và chúng rất bí ẩn đối với ông. Finkelstein có những câu hỏi cấp bách và Bromm phải trả lời ông.
Cũng như Bromm, Finkelstein là giáo sư ở Viện Thiên văn học của Đại học Austin. Ông lãnh đạo một chương trình quan sát mà hiện nay nó được thực hiện với kính thiên văn „Webb“. Ông và nhóm của ông nghiên cứu một vùng trời mà ở đó một đám thiên hà nằm giữa tầm nhìn ở tư cách cái gọi là thấu kính lực hấp dẫn. Nhờ trọng lực cực lớn của chúng mà tập hợp các khối lượng này tác động hệt như một kính lúp vũ trụ mà chúng cho phép nhìn thấy được ngay cả các đối tượng có ánh sáng yếu ở khoảng cách cực lớn.
Khác với đồng nghiệp Rix ở Heidelberg, tuy cho đến nay Finkelstein chưa đo được các phổ mà với sự trợ giúp của chúng, ông có thể xác định tuổi thọ của những đối tượng xa như thế mà chẳng gây ngờ vực, nhưng sự lựa chọn khéo léo những phin lọc khác nhau cho phép ông một sự ước tính đầu tiên. Và nếu như cái mà cho đến nay ông vẫn giả định được xác minh, thì ở một thời điểm cực sớm ông đã chạm được vào những thiên hà ở lớp trọng lượng Giải Ngân Hà. Cứ như khi nghiên cứu các tầng trầm tích tiền cambri một nhà cổ sinh vật học đã chạm vào hóa thạch của một con khủng long. „Nếu cái đó đúng thì chúng ta có một vấn đề thật sự với các lý thuyết của chúng ta“, Bromm bảo.
(còn tiếp)
Dịch từ tờ Spiegel số 52 ra ngày 23 tháng 12. 2022