Giáo sư - Người đẹp và Không gian chiều thứ 5

Trường phái vật lý lý thuyết ĐH Harvard hiện đang được giới khoa học khắp thế giới quan tâm vì đây là nơi đề xuất giả thuyết Không gian nhiều chiều trái ngược với lý thuyết Không gian 4 chiều trong Thuyết Tương đối nghĩa rộng của nhà bác học lừng danh Albert Einstein.

Tác giả của giả thuyết có tính cách mạng nói trên là nữ giáo sư Lisa Randall. Với đề xuất này, bà trở thành nhân vật khoa học được nhắc tới nhiều nhất trên nhiều báo, đài hiện nay. Tác phẩm Chặng đường vòng vèo: Hé mở bí mật của các chiều đo vũ trụ còn ẩn giấu (Warped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe’s Hidden Dimensions) của bà được báo New York Times chọn là một trong 100 cuốn sách nổi tiếng nhất năm 2005.

Tên bà cũng ở trong danh sách 100 nhân vật có ảnh hưởng nhất thế giới năm 2007 của tạp chí Time. Theo kết quả thống kê vào mùa thu năm 2004, Randall trở thành nhà vật lý lý thuyết được trích dẫn nhiều nhất thế giới (khoảng 10.000 lần) trong 5 năm qua.

Giáo sư Lisa Randall (Ảnh: Wikimedia)

Hai bài báo của bà: A Large mass Hierarchy From Small Extra Dimension và An Alternative to Compactification, mỗi bài được trích dẫn chừng 2.500 lần. Nên biết rằng số lần được người khác trích dẫn là tiêu chuẩn khách quan nhất, danh giá nhất đánh giá chất lượng của một bài báo khoa học. Tuần báo Newsweek tặng bà danh hiệu Một trong các nhà vật lý lý thuyết có triển vọng nhất ở độ tuổi của mình trong danh sách Who’s Next in 2006.

Lisa Randall (người Mỹ, sinh năm 1962) được trời ban cho cả hai đặc ân: vừa cực kỳ xinh đẹp lại vừa cực kỳ thông minh, từng được tạp chí thời trang danh tiếng nhất thế giới Vogue bình chọn là GS - Người đẹp.

Khi còn là học sinh trung học, cô bé Randall từng đoạt giải nhất nhiều cuộc thi, như Tìm kiếm nhân tài khoa học của National Westinghouse, giải Nhà nghiên cứu trẻ của Quỹ Khoa học Nhà nước... Mới 25 tuổi, cô đã giành được học vị tiến sĩ tại ĐH Harvard, sau đó làm trợ giáo, PGS rồi GS Trường MIT. Thời gian 1998-2001 bà là GS của cả hai trường ĐH MIT và Princeton; từ 2001 là GS ĐH Harvard. Lisa Randall là phụ nữ đầu tiên được giảng dạy môn vật lý tại ĐH Princeton, nhà nữ vật lý lý thuyết đầu tiên của cả MIT và Harvard, đều là những cơ sở giảng dạy nghiên cứu nổi tiếng toàn cầu.

Lisa Randall từng được nhận rất nhiều danh hiệu và giải thưởng, sau đây chỉ xin kể một số: giải thưởng của Trường ĐH Rome La Sapienza (Ý, 2003); giải Klopsted Award của Hội Giáo viên Vật lý Mỹ (2006), giải Julius Lilienfeld của Hội Vật lý Mỹ (2007); danh hiệu Thần tượng khoa học năm 2005 do tạp chí Seed bình chọn...

Tháng 8-2007, Lisa Randall đã có các buổi thuyết trình tại Trường ĐH Tokyo, với nội dung chủ yếu là giới thiệu về giả thuyết do bà mới đề xuất: Trên Trái đất có thể tồn tại Không gian chiều thứ 5.

Trong một lần làm thí nghiệm về hạt cơ bản, Lisa Randall bất ngờ phát hiện thấy có những hạt bỗng dưng biến mất – điều này mâu thuẫn lớn với Thuyết Tương đối nghĩa rộng của Einstein. Bà mạnh dạn giả thiết: Các hạt này có thể do bay vào Không gian chiều thứ 5 cho nên mới bỗng dưng biến mất tăm như thế. Randall nói: “Tôi cho rằng trên Trái đất có tồn tại không gian chiều thứ 5. Nếu giả thiết này là đúng thì thực ra các không gian khác không ở xa chúng ta, thậm chí có thể nói chúng ở cách ta trong gang tấc. Chỉ có điều chúng ẩn giấu rất khéo cho nên ta không nhìn thấy mà thôi.”

Giả thuyết có tính cách mạng của Randall sẽ có dịp được chứng minh bằng thực nghiệm vào năm 2008, khi Trung tâm Nghiên cứu hạt nhân châu Âu (CERN) hoàn tất việc xây dựng Máy gia tốc và chạm hạt mạnh cỡ lớn (Large Hadron Collider). Đây là một công trình ngầm quy mô vĩ đại đang được xây dựng khẩn trương dưới độ sâu 100 m tại vùng biên giới Thụy Sĩ-Pháp, một nỗ lực tập thể của 6 quốc gia, với chi phí 8 tỉ USD, bắt đầu xây dựng từ 20 năm trước đây.

Thực nghiệm chứng minh giả thuyết của Randall sẽ có thể tiến hành theo cách sau: tăng dần vận tốc của 2 chùm proton chuyển động trong đường hầm dài 27 km hình vòng tròn tới vận tốc ánh sáng, rồi cho chúng va chạm ngược chiều nhau với tần suất mỗi giây 800 triệu lần, qua đó giải thoát ra vô số các hạt nhỏ hơn proton – bằng cách này có thể tái dựng lại vụ nổ lớn (BigBang) hình thành vũ trụ. Nếu khi ấy mà xảy ra hiện tượng một số hạt nào đó biến mất thì có thể chứng minh chúng đã bay vào Không gian chiều thứ 5 con người không nhìn thấy.

Nếu giả thuyết của GS - Người đẹp Lisa Randall được chứng minh là đúng thì điều đó còn có nghĩa là trong một tương lai không xa, nhân loại có thể mở toang cánh cửa của một thế giới nhiều chiều và vô số điều bí ẩn trên Trái đất cũng sẽ được giải mã. Chưa ai có thể đoán trước được lý thuyết mới của Randall sẽ mở ra cho khoa học vật lý những chân trời mới như thế nào.

Thanh Giang