Giáo sư Gerard‘t Hooft đã đến Việt Nam và dự hội nghị khoa học tại Trung tâm ICISE Quy Nhơn năm ngoái. Năm nay, ông trở lại cùng với phu nhân theo sự giới thiệu của tổ chức “Gặp gỡ Việt Nam” và thăm thành phố Đà Lạt xinh đẹp, trước khi ra Quy Nhơn để tham dự một hội nghị được khai mạc sáng ngày 9/5.
Ngày 7-5 vừa qua tại Trường Đại học Đà Lạt, giáo sư Gerard ‘t Hooft, người đạt giải Nobel Vật lý năm 1999 đã có buổi nói chuyện mang chủ đề Lỗ đen có thể thay đổi như thế nào quan điểm của chúng ta về các luật cơ bản nhất của lực hấp dẫn và vật chất. Bằng lý thuyết tương đối tổng quát của nhà bác học A. Einstein và lý thuyết cơ học lượng tử, giáo sư Gerard ‘t Hooft đã phân tích, lý giải các hiện tượng đã và đang diễn ra trong vũ trụ cấp vi mô cũng như vĩ mô.
Sức hấp dẫn của Vật lý lý thuyết
Buổi nói chuyện của giáo sư Gerard ‘t Hooft rất phong phú. Ông trình bài toàn cảnh của vật lý lý thuyết, từ cấu trúc phân tử, nano trong phần mở đầu, đi vào vật lý hạt phát triển mạnh mẽ trong các thập niên 1950, 1960 và 1970 với sự ra đời của Mô hình chuẩn và hạt Higgs, hạt tạo khối lượng cho tất cả vật chất, với các lực mạnh, yếu và điện từ. Thế giới này được mô tả bằng thuyết tương đối hẹp và cơ học lượng tử. Lực thứ tư là hấp lực chưa có trong đó, là lực yếu nhất nhưng lại có tác động trên thế giới các vật thể kích thước lớn như các vì sao trong thế giới Newton, được Einstein sau đó triển khai bằng thuyết tương đối rộng đầu thế kỷ XX.
Từ thuyết này người ta có thể rút ra (theo Stephen Hawking) kết luận sự tồn tại của những hiện tượng “kỳ dị”: Big bang (Vụ nổ lớn) và Lỗ đen. Lỗ đen là một hiện tượng rất bí mật các nhà vật lý chưa hiểu hết. Do tập trung một khối lượng vật chất rất lớn vào một thể tích nhỏ, nó có thể hút hết tất cả những gì chạm vào nó, kể cả ánh sáng, và không cho chúng trở về. Ấy vậy mà Stephen Hawking, người nghiên cứu hiện tượng này nhiều nhất, đã khám phá ra rằng lỗ đen, một vật thể hoàn toàn được quyết định bởi lực hấp dẫn, không đen tuyệt đối, mà phát xạ, nghĩa là mất đi dần dần năng lượng và khối lượng, như một vật thể có nhiệt. Sự phát xạ được ông giải thích bằng cơ học lượng tử. Lỗ đen do đó sẽ mất dần năng lượng và khối lượng, và khi nó càng nhỏ, thì càng phát xạ mạnh mẽ, đến lúc có thể nổ tung.
Lỗ đen, do những tính chất đặt thù của nó, làm người ta hy vọng chứa đựng những bí mật của thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử. Có thể ở lỗ đen, người ta có thể hiểu thêm bản chất của các định luật tối hậu của vật lý. Ngoài ra, các lý thuyết dây còn là những mô hình toán học đặc biệt nhằm tham vọng kết nối hai lĩnh vực lại với nhau, lực hấp dẫn và cơ học lượng tử, điều mà thế giới vật lý đã vật vã mấy thập niên qua. Những khái niệm như “Cầu nối Einstein-Rosen” hay Nguyên lý toàn ảnh (Holographic Principle) cũng vào cuộc.
Hiện nay, giáo sư Gerard ‘t Hooft nghiên cứu các lỗ đen có kích thước thật nhỏ, như hạt vật chất, có thể xuống tới cấp độ Planck, 10-33, nhằm hiểu các định luật vật lý. Các lỗ đen, ông nói, trên nguyên tắc có thể nhỏ hơn các hạt cơ bản nhỏ nhất thấy được trong các phòng thí nghiệm. Chúng có thể cũng là những hạt cơ bản hay không? Các phương trình lượng tử nào có thể áp dụng cho một lỗ đen? Người ta tin rằng hai miền đối xứng nhau của lỗ đen được nối với nhau bởi một cái cầu Einstein-Rosen. Nếu đúng thế, người ta khám phá rằng các định luật cơ bản của cơ học lượng tử cho một lỗ đen được phục hồi chính xác.
Cần đam mê và tham vọng để đi vào ngành vật lý hiện đại
Trước câu hỏi phẩm chất nào cần thiết để đi vào ngành vật lý hiện đại, giáo sư Gerard ‘t Hooft trả lời: “Các bạn cần đam mê và tham vọng”.
Giáo sư có trang web riêng nhằm giúp những ai đam mê và có năng lực học vật lý lý thuyết với lời chia sẻ: “Vật lý lý thuyết giống như một tòa nhà cao chọc trời. Nó có nền tảng vững chắc của toán học cơ bản và các khái niệm vật lý cổ điển (trước thế kỷ XX). Đừng nghĩ rằng vật lý trước thế kỷ XX là không quan trọng vì hiện nay chúng ta đã có nhiều thứ hơn. Trong những ngày đó, nền tảng vững chắc đã được xây dựng bằng những kiến thức mà chúng ta ngày nay đang thừa hưởng. Đừng cố gắng xây dựng tòa nhà chọc trời của bạn mà không tự mình tái tạo lại các nền tảng này. Các tầng lầu đầu tiên của tòa nhà chọc trời của chúng ta bao gồm các lý thuyết toán học tiên tiến, những thứ biến vật lý cổ điển thành những vẻ đẹp của riêng mình.
Chúng là cần thiết nếu bạn muốn bước lên cao hơn. Vì vậy, tiếp đến là nhiều chủ đề khác được kê ra dưới đây. Cuối cùng, nếu bạn đủ điên (mad) để muốn giải quyết những vấn đề cực kỳ phức tạp của sự thống nhất vật lý hấp dẫn với thế giới lượng tử, bạn sẽ phải tiến hành học lý thuyết tương đối rộng, lý thuyết siêu dây, lý thuyết-M, sự compac-hóa Calabi-Yau… Những thứ đó hiện tại là đỉnh của tòa nhà chọc trời.
Có những đỉnh cao khác như ngưng tụ Bose-Einstein, hiệu ứng phân số Hall, và nhiều hơn nữa. (Những thứ đó) cũng tốt cho các giải Nobel, như những năm trước đã cho thấy. Một lời cảnh báo cần thiết: ngay cả khi bạn cực kỳ thông minh, bạn vẫn có thể bị mắc kẹt ở đâu đó. Hãy tự lướt mạng và tìm hiểu thêm”. (Nguyễn Xuân Xanh dịch)
Đây là lần thứ hai giáo sư Gerard ‘t Hooft đến Việt Nam theo lời mời của giáo sư Trần Thanh Vân (người sáng lập Gặp gỡ Việt Nam và Trung tâm Hội nghị quốc tế Quy Nhơn ICISE). Từ 25 năm qua, giáo sư Trần Thanh Vân, Tiến sĩ Vật lý người Pháp gốc Việt, và phu nhân, giáo sư Lê Kim Ngọc, thông qua tổ chức Gặp gỡ Việt Nam đã thường xuyên đưa các giáo sư vật lý hàng đầu thế giới, trong đó có nhiều người đoạt giải Nobel đến Việt Nam để gặp gỡ với giới khoa học trẻ Việt Nam. Việc kết nối với các nhà khoa học hàng đầu thế giới được cho là điều rất cần thiết trong chiến lược “mở cửa” và tiến vào quỹ đạo khoa học quốc tế, để nâng cấp và hiện đại hóa nền khoa học Việt Nam, về nội dung giáo dục cũng như nghiên cứu.
Hiện nay, các đại học tiên tiến của các quốc gia khu vực đang không ngừng nỗ lực tiếp cận với các nhà khoa học hàng đầu thế giới. Chính họ là những người đem lại những ý tưởng mới của khoa học, truyền cảm hứng, là tác nhân kích thích sự phát triển của khoa học nội địa, và họ có thể đỡ đầu cho nghiên cứu khoa học của những sinh viên xuất sắc nội địa. Khoa Vật lý của Đại học Bandung của Indonesia là một thí dụ gần đây nhất. Họ đã mời giáo sư Gerard ‘t Hooft làm “Giáo sư trợ giúp” (Adjunct Professor) trong năm năm 2016-2020 với công việc chính là tư vấn và “trợ lực” để nâng cấp trình độ cũng như tên tuổi của khoa này.
Đôi nét tiểu sử về giáo sư Gerard ‘t Hooft
Giáo sư Gerard ‘t Hooft sinh năm 1946, ông sinh ra và lớn lên tại Hà Lan trong một gia đình có truyền thống học thuật cao. Ông nghiên cứu vật lý hạt, truy tìm cấu trúc cuối cùng của vật chất ở cấp dưới nguyên tử mà cao điểm là hạt Higgs và Mô hình chuẩn. Hai bài báo cáo nghiên cứu của ông được công bố năm 1971 để làm luận văn tiến sĩ đã tạo nên sự bứt phá to lớn, giúp cho vật lý hạt trở lại thuyết trường lượng tử sau một thời gian dài bị cản trở.
Kết quả đó được cả cộng đồng vật lý đánh giá rất cao và đã giúp ông được công nhận (cùng với thầy của ông là Martinus Veltman) giải Nobel Vật lý năm 1999. Mối quan tâm của giáo sư Gerard ‘t Hooft trong vật lý khá đa dạng và mở rộng đến nhiều lĩnh vực khác, như lỗ đen, hấp dẫn lượng tử, nguyên lý toàn ảnh, v.v… Hiện ở tuổi 72, ông vẫn lao vào những bài toán khó nhất, như lỗ đen, giống như Einstein.
Một số hình ảnh về chuyến viếng thăm Đà Lạt và làm việc của GS vật lý giải Nobel Gerard ‘t Hooft và phu nhân
Trong thời gian ở Đà Lạt, Giáo sư và phu nhân đã nghỉ tại khu nghỉ dưỡng Edensee và đã có một số hoạt động chính, như: thăm làng SOS; nói chuyện và giao lưu giới khoa học, học sinh, sinh viên về những đề tài vật lý thời sự của thế giới tại Đại học Đà Lạt; giao lưu văn hóa cồng chiêng tại Langbiang, thưởng ngoạn bằng thuyền trên hồ Tuyền Lâm…
