Trò Chuyện Với Nhà Vật Lý Thiên Văn Trịnh Xuân Thuận

Phần 1

Thưa ông Thuận, chúng ta sắp nói tới lĩnh vực nghiên cứu của ông, khoa học vật lý thiên văn, nhưng đặc biệt là về con đường đã dẫn ông tới môn khoa học đó. Ông sinh ở Việt Nam năm 1948 và rời đất nước này vào năm 1966 để theo đuổi sự nghiệp học tập rất xuất sắc tại hai trường Đại học về khoa học lớn nhất của Mỹ. Những đảo lộn diễn ra ở nước ông vào thời điểm đó có một ảnh hưởng trực tiếp nào tới cuộc đời ông không?

Tất nhiên là có rồi. Tôi sinh ra ở Hà Nội, thủ đô hành chính của Bắc Kỳ thời đó. Ông biết đấy, dưới chế độ thực dân của Pháp, Việt Nam được phân chia thành ba kỳ: Bắc kỳ, Trung kỳ và Nam kỳ. Trong suốt thời ấu thơ của tôi, cuộc kháng chiến chống thực dân của ông Hồ Chí Minh đang vào hồi quyết liệt nhất. Tôi không có nhiều kỷ niệm về giai đoạn này vì tôi còn quá nhỏ, nhưng tôi còn nhớ rõ năm 1954, năm cha mẹ tôi đã bỏ lại tất cả, rời miền Bắc di cư vào Nam. Thực tế, sau thất bại của Pháp ở Điện Biên Phủ, thất bại đặt dấu chấm hết cho chế độ thực dân Pháp, hiệp định Giơnevơ chia Việt Nam thành hai miền, lấy vĩ tuyến 17 làm giới tuyến. Chế độ cộng sản của ông Hồ Chí Minh được xác lập ở miền Bắc và chế độ thân Mỹ của ông Ngô Đình Diệm ở miền Nam. Hiệp định cũng đã dự liệu sẽ tiến hành tổng tuyển cử để bầu ra một chính phủ duy nhất cho cả nước.

Phải chăng đó là những sự kiện đã đưa ông tới Sài Gòn và theo học trung học tại đó?

Đúng thế, và cha tôi, một viên chức cao cấp của chính quyền cũ, đã phải làm lại từ số không. Ban đầu, ông định cư tại Nha Trang, một thành phố biển nhỏ. Tại đây tôi theo học tại trường Yersin. Sau đó cha tôi được vào Sài Gòn và ở đây tôi học trung học tại trường Jean-Jacques Rousseau, nguyên là trường Chasseloup Laubat.

Theo như tôi hiểu thì ông đã từng là một học sinh xuất sắc?

Tôi tốt nghiệp tú tài loại “giỏi” vào năm 1966. Quả đúng tôi là một học sinh xuất sắc. Tôi học giỏi cả văn học và triết học cũng như toán và vật lý. Các thầy giáo của tôi đã cho tôi tham gia cùng một lúc nhiều cuộc thi học sinh giỏi cả văn lẫn toán của các trường trung học dạy bằng tiếng Pháp. Tôi thực sự không thiên hẳn về môn nào, nhưng dù sao đối với tôi vẫn có một sức hút nào đó về phía các môn khoa học hơn. Tôi vẫn rất thích thường xuyên thử tìm hiểu những cái thế nào và tại sao của các sự vật.

Cha ông có tác động đến chí hướng khoa học của ông không?

Hoàn toàn không. Cha tôi là một quan tòa và không có tình cảm đặc biệt nào đối với khoa học cả, nhưng ông đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong học tập. Ông khích lệ mọi sự tò mò có tính chất trí tuệ của tôi. Hai cha con tôi đã có nhiều cuộc nói chuyện dài về những đề tài rất khác nhau. Và sau nữa, thư viện của gia đình tôi lại rất phong phú, chủ yếu là các tác phẩm văn học, mà đặc biệt là những tác phẩm của các tác giả Pháp. Tôi còn nhớ những sách mà tôi đã đọc thuở ấu thơ, tất cả các tác giả cổ điển của nước ông, như Victor Hugo, Hector Malo, Alexandre Dumas, Jules Verne, Guy de Maupassant… Tôi cũng thích nhiều tác giả Anh được dịch ra tiếng Pháp như Conan Doyle và nhân vật Sherlock Holmes của ông ta. Có lẽ các thầy ở trường trung học và sách vở mà tôi đã đọc đã đem lại cho tôi sự ham thích khoa học.

Ông đã sống như thế nào trong bối cảnh thời chiến?

Tôi rời Việt Nam từ năm 1956. Lúc đó cuộc chiến tranh còn chưa đạt tới giai đoạn khốc liệt nhất của nó. Tuy nhiên, người Mỹ cũng đã đưa tới đây khoảng 500.000 binh lính và Sài Gòn cuối cùng cũng đã được bảo vệ một cách khá an toàn. Cuộc sống ở đây lại diễn ra một cách bình thường: đi học, đi picnic cùng với bạn bè và đi chợ với mẹ… Mặc dù vậy, người ta vẫn cảm thấy bầu không khí của chiến tranh. Hàng rào dây thép gai nhan nhản ở khắp nơi, nhất là ở xung quanh các tòa nhà của người Mỹ, sứ quán và trung tâm văn hóa của họ… và thấp thoáng người ta vẫn nghe thấy những tiếng nổ của các vụ đánh bom. Từng lúc, ở xa lại có những cuộc ném bom khủng khiếp của máy bay B52. Những chùm bom rơi lơ lửng và người ta thấy những quầng đỏ ở chân trời và mặt đất rung lên. Nhưng tôi không thể nói rằng mình đã trực tiếp tiếp xúc với chiến tranh. Tôi là con trai lớn trong nhà và con trai độc. Tôi không có anh trai ngoài mặt trận, còn bản thân tôi, tôi được tạm hoãn để có thể tiếp tục theo đuổi việc học tập.

Tuy vậy, tôi có ấn tượng rất mạnh mẽ về hai cuộc đảo chính mà bản thân tôi đã trực tiếp trải qua vì nhà tôi ở gần ngay dinh tổng thống. Những binh lính nổi loạn do CIA giật dây đã âm mưu lật đổ chế độ Ngô Đình Diệm, chế độ không còn phù hợp với người Mỹ nữa. Cuộc đảo chính thứ nhất thất bại, nhưng cuộc thứ hai thành công và Ngô Đình Diệm đã bị giết chết.

Tôi không bao giờ quên được cái đêm vào tháng 11 năm 1963. Đêm đó, nấp trong một chiếc hầm đào vội trong vườn, chúng tôi nghe rõ tiếng đại bác, xe tăng, súng cối nổ ầm ầm. Những viên đạn bay sát mặt đất suốt đêm rú rít ngay trên đầu chúng tôi và đúng là nhờ có phép màu nhiệm mà nhà chúng tôi lần đó không phương hại gì.

Cuộc xung đột đã lên tới đỉnh điểm vào năm 1968, hai năm sau khi tôi rời Việt Nam. Nổi bật là cuộc tấn công vào dịp Tết Mậu Thân. Việt cộng thậm chí đã chiếm được cả tòa đại sứ Mỹ trong vài ba ngày và điều này đã đặt dấu chấm hết cho sự dấn thân của nhân dân Mỹ trong cuộc chiến tranh này. Đối với họ đây là một cú sốc tâm lý kinh khủng. Các nhà chính trị thì cứ rêu rao rằng họ đang thắng, rằng rồi cuối cùng họ cũng đã tới được đầu kia của đường hầm, nhưng thực tế cờ của Việt cộng đã tung bay trên tòa đại sứ của họ ở Sài Gòn! Đó là một đòn tuyệt vời của ông Hồ Chí Minh! Một quả đạn cối đã rơi đúng nhà chúng tôi gây nhiều hư hại, nhưng may mà không ai bị làm sao.

Nếu như tôi hiểu không lầm thì ngoài tất cả những sự kiện đó, bước ngoặt lớn của cuộc đời ông gắn liền với một lời kêu gọi của tướng De Gaulle? Điều đó đã xảy ra như thế nào?

Đây đúng là một đòn kỳ lạ của số phận. Vì tôi là học sinh xuất sắc, nên các thầy giáo đã làm tôi hoa mắt về Paris, về các lớp dự bị (tương đương với hai năm học Đại học đại cương ở nước ta chuẩn bị cho học sinh thi tuyển vào các trường đại học lớn của Pháp – ND), về trường Đại học Bách khoa, Đại học Sư phạm. Đối với họ không có gì trên đời tốt hơn các trường đó. Theo lời của họ, tôi đã đặt trước một phòng ở trường Louis Le Grand (trường trung học có các lớp dự bị tốt nhất ở Pháp – ND) là trường đã nhận tôi vào lớp dự bị khai giảng tháng 9 năm 1966. Nhưng trước khi tôi lên đường, tướng De Gaulle đã đọc một bài diễn văn nổi tiếng ở Phuôm Pênh, trong đó có nói rằng cần phải biến vùng Đông Nam Á thành một khu vực trung lập và người Mỹ cần phải rút khỏi đây.

Nhìn ngược lại thời gian, tôi thấy Ông De Gaulle có lý. Ông đã nhìn thấy trước những cái sẽ phải xảy ra. Tất nhiên, lời tuyên bố đó không hợp gu với chính phủ của tôi và sau đó chính phủ này tuyên bố rằng Pháp không phải là nước bạn bè và từ nay trở đi những người có quốc tịch (Nam) Việt Nam sẽ không được phép đi du học ở đó. Và thế là toàn bộ kế hoạch của tôi bị ngăn trở ở ngay phút cuối cùng! Tôi càng lâm vào tình trạng bế tắc vì khi đó ngoại ngữ duy nhất mà tôi nói thông thạo là tiếng Pháp. Tất nhiên tôi cũng đã có lưu ý tới nước Mỹ do sự hiện diện của người Mỹ ở Việt Nam. Tôi biết rằng ở đó có những trường đại học khoa học rất nổi tiếng, nhưng cái vốn tiếng Anh còm cõi mà tôi học được ở trường đã không cho phép tôi suy nghĩ một cách nghiêm túc về chuyện đó.

Thế khi đó có giải pháp nào khác?

Tôi đã nhanh chóng loại ngay nước Mỹ ra khỏi kế hoạch của mình, bởi vì ngoài hàng rào về ngôn ngữ, tôi không quen ai ở đó cả, hơn nữa nền văn hóa của họ hoàn toàn xa lạ đối với tôi. Tôi tự nhủ mình khi đó rằng nên đến một nước Fracophone nào đó và chờ cho tới khi tình hình quan hệ với nước Pháp sáng sủa hơn. Và vào phút cuối cùng tôi đã chọn phần Thụy Sĩ nói tiếng Pháp và trường Bách khoa Lausanne ở đó, nơi tôi đã theo học một năm.

Cái gây cho tôi ấn tượng mạnh nhất khi tới Thụy Sĩ, đó là cảm giác khó tả về sự an ninh mà tôi cảm thấy. Tôi chưa bao giờ được sống trong một xứ sở hòa bình và điều này gây cho tôi một ấn tượng rất lạ. Lần đầu tiên trong đời tôi có thể đi chơi ban đêm mà không sợ có thể gặp quân cảnh bất cứ lúc nào hoặc bị chặn lại bởi những cuộc xung đột trên đường. Tôi phát hiện ra rằng trong bóng đêm không nhất thiết đi liền với những hiểm họa.

Những nhân tố nào đã có ảnh hưởng tới sự lựa chọn khoa học của ông?

Trong một đất nước kém phát triển, nhà khoa học có uy tín hơn nhà văn. Tôi tự nhủ mình rằng nếu tôi dấn thân vào con đường văn chương thì sẽ không đi tới đâu, và điều này là có lý. Do đó, tôi quyết định ngả về phía khoa học, vì dù sao cũng hấp dẫn tôi mạnh hơn.

Ngay trong khoa học ông đã có sự phân biệt lĩnh vực này với lĩnh vực khác?

Không, lúc đó còn chưa. Khi tới Lausanne, tôi nghĩ rằng mình sẽ trở thành kỹ sư, nhưng ngay lập tức tôi nhận ra rằng người ta chủ yếu yêu cầu tôi học thuộc những công thức đã có sẵn và chỉ sau vài tháng tôi đã ý thức được rằng tôi sinh ra không phải để làm cái nghề đó. Tất nhiên, chắc tôi cũng sẽ nhận thấy như vậy nếu tôi theo học ở trường Đại học Bách Khoa Paris. Kỹ sư là những người sử dụng các định luật do các nhà vật lý phát minh ra và thực tình tôi muốn làm nghiên cứu hơn. Ở tuổi 18, tôi đã từng tìm kiếm câu trả lời cho những câu hỏi mà hồi đó người ta còn chưa biết.

Vật lý học đối với tôi luôn luôn là một khoa học cơ bản nhất, bởi vì nó đặt ra những câu hỏi sâu sắc, chẳng hạn như cấu trúc của vật chất là như thế nào. Nhưng để học vật lý ở trình độ cao nhất thì còn có thể ở đâu khác nếu không phải là các trường đại học ở Mỹ. Lúc đó tôi còn chưa biết rành lắm về các trường đại học ở Mỹ, nhưng tôi có nghe nói về ba trường khoa học nổi tiếng thế giới: trường MIT (Massachuset Institute of Technology – Viện Công nghệ Massachuset) ở Boston, Califonia Institute of Technology (Viện Công nghệ Califonia) ở Pasadena, thường gọi tắt là Caltech và Đại học Princeton. Thế là tôi quyết định sẽ chuyển trường và bèn viết thư cho ba trường nói trên xin nhập học.

Điều đó có dễ dàng không?

Cuối cùng thì cũng dễ dàng thôi, nhưng lúc đầu tôi cũng hơi lo lắng, vì cho rằng người Mỹ chắc không mấy am hiểu về chương trình học của Pháp và đối với họ cái bằng tú tài có thể chẳng nói lên điều gì đáng kể. Hơn nữa, tôi lại xin họ cấp học bổng, bởi vì ở Mỹ học phí rất đắt, cỡ hàng chục ngàn đôla mỗi năm. Một số tiền vượt quá xa thu nhập hàng năm của cha tôi. Trong thư gửi cho các trường, tôi có thông báo: “Nếu các ngài đồng ý nhận tôi vào học, thì nhất thiết phải cấp học bổng cho tôi, nếu không tôi sẽ không thể tới được”. Tôi cũng đề nghị họ cho tôi vào thẳng năm thứ hai vì tôi không muốn mất một năm đã học ở Lausanne. Ông thử hình dung một chút xem, một anh chàng vô danh viết từ Thụy Sĩ, tiếng Anh thậm chí còn chưa nói thạo mà lại dám đòi một học bổng để du học! Tôi đã phải làm một loạt bài trắc nghiệm đặc biệt và chắc là đã thành công vì cả ba trường đều đồng ý nhận tôi và tất nhiên cả ba đều đồng ý cấp học bổng.

Một trong những phẩm chất chủ yếu của các trường đại học lớn của Mỹ (lúc này tôi vẫn chưa biết ba trường mà tôi chọn là lớn tới mức nào, chỉ sau này khi sống trong khu đại học tôi mới phát hiện hết tầm cỡ của chúng), đó là sự khuyến khích và giúp đỡ những người tỏ ra là có tài năng.

Giờ đây tôi chỉ còn khó khăn là phải lựa chọn và quyết định. Chính ở đây số phận lại cho tôi một cú hích mới và lần này tôi theo một cách khá thú vị. Được lớn lên trong một nước nhiệt đới, lại đã được nếm mùi mùa đông đầu tiên ở Thụy Sĩ, tôi nhận thấy cái lạnh không hợp gu với mình. Vì vậy tôi thích ánh nắng và sự ấm áp ở California hơn.

Thế ra xét cho đến cùng tuyết lại là yếu tố khiến ông từ bỏ MIT và Princeton?

Đúng thế, và điều này cũng thật thơ ngây. Tôi tới Caltech vào tháng 9 năm 1967 và tôi kinh ngạc phát hiện ra chất lượng đào tạo và nghiên cứu ở đây. Caltech quả đúng là thánh địa của khoa học. Với 800 sinh viên được lựa chọn từ các trường trung học và đại học tốt nhất của Mỹ mà có tới 400 giáo sư và nghiên cứu viên. Họ không phải là những giáo sư và nghiên cứu viên tầm tầm bậc trung mà là những người đã nổi tiếng thế giới, là những nhà khoa học “đầu ngành” trong lĩnh vực nghiên cứu của họ, trong đó có tới 5 người được giải thưởng Nobel. Ghê gớm đấy chứ, phải không ông! Đa số họ đều là viện sĩ của Viện Hàn lâm khoa học Mỹ. Ngay trong khu đại học đã có những nhà vật lý rất nổi tiếng, như Richard Feynman, giải thưởng Nobel về vật lý và là một trong số những người đặt nền móng cho Điện động lực học lượng tử, rồi Murray Gell – Mann, giải thưởng Nobel về vật lý, người phát minh ra các hạt quark (thành phần cơ bản của vật chất).

Nhưng cú hích thứ ba của số phận đối với tôi, đó là cái bóng của Edwin Hubble vẫn còn trùm lên khu đại học này, bởi vì chính ở đây, ở Pasadena này, Hubble đã thực hiện tất cả các phát minh vĩ đại của mình về bản chất của các thiên hà và về sự giãn nở của Vũ trụ. Đây là những phát minh được thực hiện vào những năm 1920 -1950 và đã dẫn tới sự ra đời của lý thuyết Big Bang. Để làm những việc đó, ông đã sử dụng kính thiên văn có đường kính 2,5m của Caltech đặt trên núi Wilson. Vả nữa, ngay từ đầu thế kỷ, trường đại học này liên tiếp có những kính thiên văn lớn nhất thế giới, và khi tôi đến, vào năm 1967, thì trường đã có một kính thiên văn đường kính 5m đặt trên núi Palomar. Và cả điều này nữa tôi cũng không hề biết trước khi tới đây.

Vậy là ông đã rơi đúng vào chỗ cần phải tới để làm vật lý thiên văn mà không hề mưu tính trước?

Đúng thế, đúng là ngẫu nhiên (mà có thật là ngẫu nhiên không nhỉ?) đã làm nên mọi chuyện. Rất nhiều những phát minh quan trọng về Vũ trụ đều được làm ở đây, bởi vì những kính thiên văn lớn của trường đã thu hút được nhiều nhà nghiên cứu nổi tiếng tới. Năm 1963, Marteen Schmidt, một giáo sư ở Caltech, đã phát hiện ra các quasar, đó là những thiên thể ở biên giới của Vũ trụ phát năng lượng rất lớn. Vào năm 1967, ở khu đại học lại bùng lên cơn sốt về thiên văn học. Đây đúng là nơi lý tưởng để làm nảy sinh chí hướng khoa học ở chàng thanh niên 19 tuổi đang khao khát muốn hiểu biết tất cả. Thật là ấn tượng khi được tắm mình trong tất cả những phát minh đó và được học các giáo sư giảng về những công trình của chính họ và bởi vì chúng tôi chỉ có khoảng 15 – 16 người, nên có điều kiện tiếp xúc trực tiếp với từng người, thậm chí cả những người nổi tiếng nhất. Thật là tuyệt diệu! Và chính điều này đã làm thay đổi tôi, một người xuất thân từ hệ thống giáo dục Pháp, trong đó thầy và trò luôn luôn giữ một khoảng cách nhất định. Chẳng hạn, tôi hoàn toàn sững sờ khi thấy Feynman, một trong số những đỉnh cao của vật lý hiện đại, lại rất kiên nhẫn trả lời từng câu hỏi mà những chàng trai mười chín hai mươi đặt ra cho ông. Ông còn thảo luận và vui đùa với chúng tôi nữa. Ấy là chưa kể sự tự do không thể tưởng tượng nổi mà chúng tôi có được. Tôi rất ngạc nhiên thấy sinh viên đi chân đất, phanh ngực áo mà vẫn có thể lên lớp nghe một giáo sư được giải Nobel giảng bài! Nhưng xét cho tới cùng thì sao lại không nhỉ?

Sau cú sốc đầu tiên qua đi, tôi bắt đầu thấy được giá trị của cái môi trường hết sức màu mỡ này đối với sự phát triển tài năng của mỗi người, bất kể địa vị hay vẻ bề ngoài của họ là thế nào. Và hơn thế nữa là cái đặc ân tối thượng, đó là chúng tôi bất cứ lúc nào cũng có thể gõ bất cứ cánh cửa nào – những trí tuệ vĩ đại ở đây đều dành thời gian trả lời tất cả những câu hỏi của chúng tôi!

Feynman mà ông vừa nói tới là một trong số những người khổng lồ của vật lý hiện đại và mới mất gần đây (tức năm 1989). Ông ấy cũng là một nhà phổ biến khoa học thiên tài và đã kích thích chí hướng vật lý cho rất nhiều người.

Tình yêu của Feynman đối với vật lý rất dễ lây lan. Ông kết hợp được tài năng hiếm hoi của một nhà nghiên cứu thiên tài và của một nhà sư phạm xuất chúng.

Chúng tôi rất muốn biết thêm về các bài giảng của Feynman. Ông ấy đối xử với các học trò của mình như thế nào?

Ông ấy luôn tạo ra bầu không khí thoải mái bằng cách kể một câu chuyện hoặc một giai thoại vui và điều đó làm cho chúng tôi ngay lập tức cảm thấy thư giãn. Tôi chưa bao giờ cảm thấy ở ông có một chút thái độ trịnh thượng nào đối với lũ sinh viên chúng tôi. Ông luôn tôn trọng chúng tôi. Tôi nghĩ rằng đó là nhờ nền giáo dục mà ông đã được thụ hưởng, bởi vì khi ở tuổi thiếu niên ông cũng luôn luôn lục vấn cha ông với đủ loại câu hỏi và cha ông dù bận đến mấy cũng trả lời ông không hề chậm trễ. Tôi cho rằng ông rất thích bọn trẻ thường xuyên đặt ra những câu hỏi và rồi sau đó ông lại thích thú đặt ra cho họ những vấn đề hóc búa. Đây là một giáo sư vô song. Ông có một quan niệm riêng của mình về giảng dạy vật lý. Ông nhìn tự nhiên với đôi mắt luôn luôn mới mẻ và vô tư và giải thích lại tất cả theo cách riêng của mình. Ông không bao giờ đi theo những con đường đã mòn nhẵn và luôn luôn xem xét lại những ý tưởng đã được chấp nhận. Ông có một trực giác đặc biệt về các hiện tượng vật lý. Khi ông công phá một bài toán, người ta có cảm giác như là ông đã có sẵn câu trả lời và những lập luận được tiến hành sau đó chẳng qua chỉ là để củng cố về mặt lý luận cho trực giác của mình mà thôi. Thế mà chính ông lại là người vẫn đặt ra những bài toán cho những đứa mới tập tọe như lũ chúng tôi! Những bài giảng của ông như có ma lực. Ông giải thích mọi điều cho chúng tôi một cách giản dị và sáng sủa đến bất ngờ. Ta có cảm giác như nhờ có sự thẩm thấu mà mình hiểu rõ được mọi thứ: nào là tự nhiên được tổ chức như thế nào, những ngôi sao tiến hóa ra sao, nào là nước chảy như thế nào, và các nguyên tử có cấu trúc ra sao. Ông đã làm cho chúng tôi trở nên thông minh trong những giờ giảng của mình, nhưng khốn thay, khi ngồi một mình trong phòng, đối diện với cuốn vở ghi bài giảng của ông thì ta lại cảm thấy tắc tị! Còn xa chúng tôi mới có được thiên tài của ông. Và cuối cùng trường đại học cho rằng việc giảng dạy của ông chỉ thích hợp với các nhà vật lý đã thành danh hơn là cho lũ sinh viên mới tập tọe như chúng tôi. Ngày hôm nay, những bài giảng của ông đã được xuất bản và thường dùng để tra cứu cho tất cả các nhà vật lý trên toàn thế giới.

Tự xem mình là thiên tài lúc ở bên cạnh Feynman và lúc ở một mình trong phòng lại không biết làm gì tiếp theo, đó quả là một trải nghiệm đáng sợ.

Đúng thế, đối với những người mới bắt đầu còn chưa được tiếp xúc với những thí nghiệm, những tính toán phức tạp cũng như những phương trình khiến người ta phải chóng mặt, thì đó có lẽ không phải là cách tốt nhất để học vật lý, nhưng dẫu sao, được nghe ông nói, được nhìn thấy ông chấm hết bài nói của mình với những động tác khoáng đạt và nhấn mạnh từng câu với những cái bĩu môi đầy biểu cảm, cũng đã mê hồn lắm rồi. Ông đã phát lộ một nhiệt tình sục sôi và là thần tượng của lũ sinh viên chúng tôi, những người không chỉ khâm phục ông ở tài năng khoa học mà còn cả ở sức sống tràn trề đến kỳ lạ của ông. Ông hăm hở ngốn ngấu cuộc sống: nào là chơi đàn băngiô (ta có thể thấy bức ảnh chụp ông đang chơi nhạc cụ này in ở trang đầu của cuốn bài giảng về vật lý của ông), nào là chải chuốt đầu tóc và còn cả bình luận về những người đàn bà đẹp nữa. Cũng xin nói thêm rằng Feynman còn có tài hài hước rất thâm thúy. Khi ông mất vào năm 1989, sau một thời gian dài phải chống chọi với căn bệnh ung thư, cả khu đại học đã khóc vì nhớ tiếc ông. Bất cứ ai có cơ may được tiếp xúc trực tiếp với ông đều nhớ tới một sự hiện diện tỏa sáng của một phẩm cách tuyệt vời. Để có thể đánh giá tốt nhất nhân vật khác thường này, tôi xin giới thiệu ông nên đọc cuốn tự truyện của Feynman đã được dịch ra tiếng Pháp: Ngài muốn cười phải không, ngài Feynman.

Và mặc dù thế, ông cũng đã không trở thành nhà vật lý. Vậy điều gì đã dẫn dắt ông trở thành nhà vật lý thiên văn?

Ông biết đấy, trong một trường đại học của Mỹ, người ta thường chọn một ngành như là hoạt động chính và đối với tôi đó là vật lý. Nhưng ở Caltech, thiên đường tuyệt vời của khoa học, sinh học, địa chất… có cả và tất nhiên cả thiên văn học nữa. Tôi khảo cứu gần như tất cả các bộ môn khoa học đó để tự quyết định xem mình sẽ chọn lĩnh vực nào để làm luận án tốt nghiệp. Đối với tôi, đề tài nghiên cứu cơ bản nhất đó là vật lý hạt cơ bản. Đây là lĩnh vực của hai vị thần trong khu đại học khi đó: Richard Feynman và Murray Gell-Mann, cả hai đều được trao giải Nobel về vật lý. Chính Gell-Mann là người cũng với một giáo sư khác của Caltech, vào năm 1963, đã đưa ra giả thuyết về các hạt quark như “ viên gạch” cơ bản nhất cấu tạo nên vật chất. Nhờ các hạt quark, Gell-Mann đã giải thích được những tính chất của rất nhiều hạt lúc đó sinh ra nhan nhản trong các máy gia tốc năng lượng cao. Tôi đã mê đắm tất cả những thành tựu đó.

Tuy nhiên một lĩnh vực khác cũng thu hút sự chú ý của tôi, đó là thiên văn học. Trước hết, có lẽ bởi vì cái bóng của Hubble – người đã phát hiện ra các thiên hà và sự giãn nở của Vũ trụ – vẫn còn bao trùm cả khu đại học, nhưng cũng còn bởi vì đa số các giáo sư vật lý của tôi cũng đều tham gia nghiên cứu vật lý thiên văn và họ thường nói về nó trong các bài giảng của mình. Hai đợt thực tập vào mùa hè năm 1967 và 1968 đã có ảnh hưởng sâu sắc đối với tôi. Vì cần phải kiếm sống trong dịp hè, nên tôi tìm công việc làm thêm. Hệ thống trợ cấp trong các trường đại học ở Mỹ đã trù liệu trước việc tuyển mộ tạm thời sinh viên để làm các tính toán hoặc thực nghiệm, và, tất nhiên, một chỗ như Caltech, việc gõ cửa một giáo sư đang nghiên cứu vấn đề mà tôi quan tâm là chuyện không khó khăn gì. Công việc đầu tiên của tôi là trong phòng thí nghiệm của giáo sư William Fowler, một nhà vật lý được giải thưởng Nobel nữa của Caltech, cha đẻ của vật lý thiên văn hạt nhân. Chính ông là người đã giải thích được các nguyên tố nặng – tức là các nguyên tố nặng hơn hiđrô và hêli và tạo nên cơ sở của sự sống – đã được chế tạo trong lòng các ngôi sao như thế nào.

Nói tóm lại là ông ta đã giải thích được sự sinh ra các nguyên tố của Vũ trụ trong lòng các ngôi sao – một loại nhà máy điện hạt nhân.

Đúng thế. Ông ấy đã mô tả chi tiết những phản ứng diễn ra trong lò luyện đan sáng tạo của các ngôi sao. Công việc của tôi đơn giản chỉ là đo tỷ lệ của một số phản ứng hạt nhân diễn ra trong Mặt Trời. Đây là lần đầu tiên tôi trực tiếp tiếp xúc với vật lý thiên văn, một sự tiếp xúc còn quá xa xôi, bởi vì tôi mới chỉ đo các tỷ lệ này nhờ một máy gia tốc hướng các hạt tới một bia, chứ chưa được đụng tới kính thiên văn. Để làm điều đó tôi phải đợi tới mùa hè năm sau, trong thời gian đó tôi trở thành trợ tá của nhà vật lý Gordon Garmire, người nghiên cứu lĩnh vực có tên là thiên văn học tia X. Thường thì người ta nghĩ rằng thiên văn học rốt cuộc là quy về quang học, về thị giác, nhưng từ vài chục năm trước, thiên văn học đã giàu có lên rất nhiều nhờ nghiên cứu tất cả ánh sáng tạo nên phổ điện từ, bởi vì Vũ trụ không chỉ phát ra ánh sáng thấy được, mà cả ánh sáng gamma, tia X, tia tử ngoại, tia hồng ngoại và cả sóng vô tuyến nữa. Giáo sư của tôi chuyên nghiên cứu các thiên thể phát ra các tia X. Ánh sáng có năng lượng lớn này (nó có thể xuyên qua cơ thể và cho phép nhìn thấy phổi của chúng ta) thường gắn liền với các hiện tượng dữ dội trên bầu trời. Chẳng hạn, khi vật chất khí trong một ngôi sao rơi vào một lỗ đen, nó sẽ bị va chạm mạnh, nóng lên và phát sáng rất mạnh thành các tia X trước khi vượt quá bán kính không thể quay lui. Và để nghiên cứu các tia X này, cần phải đưa các kính thiên văn lên trên bầu khí quyển của Trái Đất vì bầu khí quyển có tác dụng chặn chúng lại. Điều này thật may mắn cho chúng ta vì các tia này rất độc hại đối với sự sống.

Nhưng điều này chỉ mới bắt đầu khi người ta đưa được các kính thiên văn tia X lên không gian. Đó là vào những năm 60. Và thế là một lần nữa, ông ta lại ở đúng chỗ của cái đang diễn ra.

Đúng thế, tôi đã gặp nhiều may mắn. Garmire vừa mới quan sát được những nguồn thiên văn phát tia X và vấn đề là cần phải biết có sự phát ánh sáng thấy được ở nơi mà tên lửa phát hiện được nguồn phát tia X hay không. Để có câu trả lời, cần phải chụp ảnh các phần của bầu trời có nguồn tia X bằng những kính thiên văn quang học. Kính thiên văn với đường kính 5m trên núi Palomar – kính thiên văn lớn nhất thế giới! – đã được nhất trí chỉ định để làm việc đó và giáo sư của tôi đã đưa tôi đi cùng.

Tôi sẽ còn nhớ mãi đêm quan sát đầu tiên của tôi ở nơi thánh địa của thiên văn học với một niềm xúc động sâu sắc. Đây là một kỳ quan đích thực của công nghệ. Được xây dựng vào năm 1948, kính thiên văn này vẫn hoạt động rất tốt. Nó lớn tới mức phải dùng thang máy để lên trên cao. Kính thiên văn này cho phép nhìn thấy những thiên thể sáng yếu hơn ngôi sao sáng yếu nhất có thể nhìn thấy bằng mắt trần 40 triệu lần. Vì nhìn thấy các ngôi sáng càng yếu tức là nhìn thấy càng xa hơn, và nhìn càng xa tức là nhìn được càng sớm hơn, nên kính thiên văn này cho phép ra lần ngược lại thời gian, tới tận 5 tỷ năm sau Big Bang và do đó, nó cho ta khả năng nhìn thấy Vũ trụ ở tuổi thanh xuân của nó. Tôi luôn luôn có một cảm giác thần bí và trái tim tôi đập rộn rã hơn khi tôi tới Palomar và thấy cái mái vòm che kính thiên văn 5m hiện lên sừng sững ở chỗ ngoặt của con đường. Đối với tôi, nó giống như một thánh đường của thế kỷ 20 đang hướng lên bầu trời.

Thế ra đây là lần đầu tiên ông đặt mắt vào ống kính thiên văn?

Đúng thế, trừ khi nhà thiên văn không còn cần đặt mắt vào ống kính nữa. Những quan sát thiên văn hiện đại từ nay được thực hiện thông qua các máy móc điện tử. Hình ảnh do kính thiên văn thu được sẽ hiện lên màn hình TV.

Và chính lần đó, khi ở Palomar, ông đã thấy bầu trời “được phóng to lên” và thế là phải lòng luôn?

Quả thực là chuyến đi đó đã góp phần lớn làm cho tôi ngả về phía thiên văn học. Tôi mê mẩn về những cái mà tôi nhìn thấy. Lần đầu tiên tôi cảm thấy sự rộng lớn bao la của Vũ trụ. Tôi tự nhủ mình rằng Vũ trụ bao la kia còn chứa đựng biết bao những điều bí ẩn và thậm chí với trí tuệ nhỏ bé của mình, tôi cũng có thể góp phần, dù là nhỏ, để đẩy lùi ranh giới của những cái còn chưa biết và vén những bức màn bí mật của chúng. Số những bài toán chưa có lời giải trong vật lý thiên văn dường như là vô tận, trong khi, theo tôi nghĩ, trong vật lý hạt cơ bản chúng chỉ là hữu hạn. Nhưng một nhân tố khác, cũng hết sức đặc biệt, đã làm cho tôi ngả hẳn về phía vật lý thiên văn: toàn bộ chương trình thăm dò không gian của NASA (Cơ quan nghiên cứu Vũ trụ của Mỹ – ND) dành để khảo sát hệ Mặt Trời đều được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Jet Propulsion của Caltech. Tôi sẽ còn nhớ mãi cảm xúc của mình khi được xem những hình ảnh đầu tiên mà con tàu thăm dò Mariner 7 gửi từ sao Hỏa về. Trên một màn hình lớn đặt ngay trong lớp – hình như lớp của giáo sư William Fowler – những hình ảnh về bề mặt sao Hỏa dần dần hiện lên trước mắt chúng tôi theo mức độ các tín hiệu vô tuyến từ con tàu thăm dò về tới Trái Đất. Đó là một cảm giác không thể mô tả nổi khi ta nhìn thấy sao Hỏa lần đầu tiên hé lộ cho loài người thấy bộ mặt thật của mình: chẳng có những người xanh nhỏ bé, cũng chẳng có những kênh đào, mà chỉ có những phong cảnh đầy sỏi đá hoang vu. Khỏi phải nói loại trải nghiệm như vậy có ấn tượng như thế nào đối với một đầu óc còn non trẻ. Tôi cảm thấy mình ở giữa một không khí trí tuệ sục sôi kỳ diệu!

Vậy là ở chính thời điểm đó ông đã quyết định sự lựa chọn của mình. Ông có thấy tiếc các lĩnh vực khác không?

Có một lĩnh vực mà tôi cũng say mê không kém, đó là sinh học phân tử, nhưng thật tiếc là tôi không có thời gian để khảo cứu. Chính Caltech cũng lại là một trong những trung tâm lớn về lĩnh vực này. Max Delbruck, một trong số những người sáng lập môn sinh học phân tử, giáo sư của khoa sinh học, đã được nhận giải Nobel về y học năm 1969 (năm mà Gell-Mann được nhận giải Nobel về vật lý). Vào mùa hè năm 1968, tôi đã tới gõ cửa Delbruck để xin ông nhận tôi làm trợ tá về sinh học. Ông đã rất tử tế chấp nhận đề nghị của tôi. Tôi nghĩ chắc là tôi sẽ phải giúp ông nghiên cứu về tập tính của thực vật dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại. Nhưng đúng thời điểm đó, nhà vật lý nghiên cứu các nguồn tia X lại dành cho tôi công việc mà tôi vừa kể ở trên. Tôi không thể cưỡng lại nổi lời mời gọi của vật lý thiên văn. Nhưng dẫu sao tôi cũng hơi tiếc là đã không được làm việc cùng với Delbruck. Dẫu sao, đối với tôi, ba lĩnh vực khoa học có tác dụng làm đảo lộn nhiều nhất quan niệm của chúng ta về thế giới trong những năm sắp tới cũng vẫn là vật lý thiên văn, vật lý hạt cơ bản và sinh học (mà đặc biệt là những nghiên cứu về não). Và nếu được làm lại từ đầu, thì ngày hôm nay tôi cũng vẫn sẽ chọn một trong ba lĩnh vực đó.

Cũng cần phải nói rằng, việc chọn nghề thiên văn là điều khá lạ lùng đối với một người Việt Nam, nơi mà các bậc cha mẹ thường muốn thúc ép con cái mình chọn những nghề kiếm được nhiều tiền hơn (như bác sĩ, luật sư…). Họ ít khi khuyến khích con cái họ trở thành nhà nghiên cứu khoa học và càng không phải là ngành thiên văn, một môn khoa học mà ngay từ đầu đã chẳng có một ứng dụng thực tế nào. Về điều này tôi vô cùng biết ơn cha mẹ tôi, những người luôn luôn động viên khích lệ và ủng hộ về mặt tinh thần những lựa chọn cũng như những theo đuổi trí tuệ của tôi.

Và thế là ông cũng bỏ cả toán học luôn?

Đúng thế, tôi rất yêu toán học, nhưng tôi chỉ xem nó như một công cụ, chứ không phải như mục đích tự thân. Tôi thích hiện thực cụ thể hơn là những thực thể trừu tượng. Các hành tinh, các sao và các thiên hà tôi đều có thể nhìn thấy nhờ các kính thiên văn, chúng là thực hoàn toàn.

Ông đã ở California 3 năm, từ 1967 đến 1970, một thời kỳ đã chứng kiến những đảo lộn vĩ đại trong cảnh quan xã hội và văn hóa. Trước khi nói về giai đoạn tiếp theo, giai đoạn ở Princeton, xin ông hãy mô tả đôi chút về môi trường xung quanh ông khi đó.

Quả thực đó là một thời kỳ rất giàu những sự kiện đáng ghi nhớ. Robert Kenedy và Martin Luther King bị ám sát. Sinh viên, mà đặc biệt là ở Berkeley, rầm rộ biểu tình chống chiến tranh ở Việt Nam. Nhiều giá trị về đạo đức và tình dục được xem xét lại và những giá trị mang tính vật chất chủ nghĩa của giai cấp tư sản bị vứt bỏ. Đây cũng là thời kỳ nở rộ của phong trào hippie gắn liền với ma túy, tóc dài và quần áo lòe loẹt. Đó cũng là Essalen với sự phát triển tiềm năng của con người và Kỷ nguyên Mới. Tất cả những chuyện đó diễn ra xung quanh tôi, nhưng về phần tôi, tôi chỉ tham dự với tính cách là một khán giả. Trước hết, đó là do bầu không khí ở khu đại học nhỏ của Caltech – chỉ có gần 800 sinh viên – ít thuận lợi đối với những hoạt động chính trị hay xã hội. Chúng tôi cảm thấy mình như ở trong tháp ngà giữa những sự xáo trộn đó. Sau nữa, cũng bởi vì tôi không có thời gian. Chỉ cần ông thử hình dung một chút sẽ thấy: tôi vừa phải lo học chuyên môn, học thêm tiếng Anh, lại còn phải kiếm sống và đủ thứ công việc lặt vặt khác.

Ông đã chọn thầy hướng dẫn làm luận án tiến sĩ như thế nào?

Ở Mỹ, hai trung tâm thiên văn lớn nhất là Caltech và Princeton. Nhờ những kính thiên văn cỡ lớn của mình, Caltech là một trung tâm quan sát lớn, trong khi đó, Princeton, ở bờ phía Đông (do thời tiết xấu nên không có một kính thiên văn lớn nào) lại nổi tiếng trước hết là về mặt lý thuyết. Lẽ ra tôi có thể ở lại Caltech làm luận án, nhưng các giáo sư của tôi khuyên nên đến Princeton để có thể tiếp xúc với những trí tuệ khác và biết thêm những lối tư duy khác. Thật trùng hợp là đúng lúc đó có một giáo sư của Princeton tới Caltech vài ba tháng và ông đã kể với tôi rất nhiều về chương trình nghiên cứu ở đó và thuyết phục tôi nên tới Princeton để tiếp tục học tập. Khi đó tôi đã thầm nuôi hy vọng được làm luận án với Lyman Spitzer, một nhà vật lý thiên văn lớn mà tôi đã nghe nói rất nhiều.

Và thế là ngay từ đầu ông đã biết về đề tài của mình?

Hoàn toàn không. Tôi tới Princeton vào năm 1970 và nhận học vị tiến sĩ về vật lý thiên văn ở đó vào năm 1974, nhưng chỉ vào năm cuối cùng đó tôi mới tiếp cận đề tài luận án. Ban đầu tôi làm việc trên các bài toán khác nhau, mỗi bài toán mất từ 6 tháng tới 1 năm.

Tôi đánh giá rất cao triết lý giảng dạy ở Đại học Princeton, bởi vì, thay cho việc dành nhiều năm để nghiên cứu chỉ một vấn đề (nguyên tắc làm luận án của Pháp), ở đây sinh viên được khảo cứu nhiều vấn đề. Chính vì vậy mà nó đáp ứng được sự vô cùng phong phú và đa dạng trong nghiên cứu vật lý thiên văn chứ không bó gọn trong một chuyên môn quá hẹp. Mục đích cơ bản không phải là tìm ra các lời giải mà là học cách suy nghĩ. Tôi còn nhớ những cuộc trao đổi rất dài trên bảng đen với các giáo sư của tôi, trong đó thông qua sự thẩm thấu tôi đã học được cách tiếp cận và giải quyết một bài toán như thế nào. Chẳng hạn, tôi đã nghiên cứu sự tiến hóa động của các đám sao cầu (những tập hợp hình cầu chứa hàng ngàn ngôi sao liên hệ với nhau bằng lực hấp dẫn) hay nghiên cứu sự tiến hóa về mặt hóa học của các thiên hà (các nguyên tố nặng hình thành trong các thiên hà như thế nào). Tôi thậm chí còn tiến hành quan sát và quay về Palomar sử dụng kính thiên văn đường kính 5m ở đó để nghiên cứu chuyển động của các sao ở tâm của thiên hà Andromede.

Vào cuối năm thứ ba, tôi tới gõ cửa nhà giáo sư Lyman Spitzer để xin ông nhận hướng dẫn tôi làm luận án tiến sĩ. Ông chấp nhận với điều kiện đề tài luận án phải là nghiên cứu chất khí trong môi trường giữa các vì sao.

Lyman Spitzer cùng với êkip của mình đã chế tạo được một kính thiên văn hoạt động trong vùng phổ tử ngoại, được thiết kế chuyên để nghiên cứu môi trường giữa các vì sao. Kính thiên văn này mang tên Copecnic, người đã trục xuất Trái Đất ra khỏi vị trí trung tâm của Vũ trụ, và được đưa lên quỹ đạo năm 1972. Nó đã gửi về Trái Đất một vụ bội thu thông tin. Và bây giờ cần phải có một lý thuyết giải thích một số dữ liệu trong đó và đấy là đề tài luận án của tôi.

Xin ông kể đôi chút về giáo sư Lyman Spitzer.

Thêm một lần nữa tôi lại có cơ may tiếp xúc với một con người thực sự đặc biệt. Mỗi tuần tôi chỉ được gặp ông 1 giờ đồng hồ, vì với cương vị trưởng khoa và nhiều trách nhiệm trong các hội đồng quốc gia và quốc tế ông cực kỳ bận rộn. Nhưng đó là một giờ vô cùng quý báu. Tôi trình bày với ông những kết quả mà tôi thu được trong tuần lễ trước. Ông gật đầu mỗi khi đồng ý và nhíu mày mỗi khi thấy không ổn.

Cũng như các nhà khoa học lớn khác, ông có một trực giác cực kỳ nhạy cảm và cũng như Feynman, ông biết đáp số còn trước khi bắt tay vào tính toán. Một giờ làm việc với ông, tôi học được nhiều hơn so với một tuần làm việc với các nhà khoa học ở tầm cỡ nhỏ hơn.

Spitzer đã có những đóng góp rất cơ bản cho lý thuyết về môi trường giữa các vì sao và về sự tiến hóa động của các đám sao cầu.

Chính ông là cha đẻ của kính thiên văn không gian mang tên Hubble, được tàu con thoi đưa lên quỹ đạo vào tháng 4 năm 1990. Ngay từ cuối những năm 1940, ông đã nêu ra ý tưởng đưa lên quỹ đạo bên trên bầu khí quyển của Trái Đất một kính thiên văn lớn có khả năng bắt được cả ánh sáng hồng ngoại, nhìn thấy lẫn tử ngoại. Ý tưởng này được đề xuất sớm gần chục năm, trước khi vệ tinh đầu tiên được phóng lên Vũ trụ vào năm 1957. Ban đầu không ai tin là điều đó có thể làm được. Spitzer phải tốn hàng chục năm mới thuyết phục được cộng đồng các nhà thiên văn về ích lợi của dự án và thuyết phục được Quốc hội Mỹ đồng ý cấp kinh phí. Ban đầu, lẽ ra kính phải có một gương đường kính 3m, nhưng do hạn chế về kinh phí, nên cuối cùng rút lại chỉ còn 2,4m.

Ngay cả khi đường kính của nó chỉ còn 2,4m, thì riêng việc kính thiên văn nặng tới 11 tấn và dài 11m này quay quanh Trái Đất và bên trên bầu khí quyển đã là một chuyện thần kỳ rồi. Nó có cho những thông tin mới về Vũ trụ không?

Hubble không hoạt động ngay lập tức như người ta hy vọng. Sau khi đưa lên quỹ đạo, các nhà thiên văn mới nhận thấy rằng gương của cái kỳ quan công nghệ thực sự này có một sai hỏng nghiêm trọng. Kính thiên văn nhìn bị nhòe! Điều này đã gây nên sự thất vọng kinh khủng. Tuy bị mắc tật cận thị như vậy, nhưng Hubble cũng đã gửi về cho chúng tôi ê hề thông tin về các thiên thể sáng như các hành tinh trong hệ Mặt Trời hoặc các sao và các thiên hà gần. Việc xử lý nhờ những kỹ thuật tin học tinh xảo ở mặt đất đã cho phép sửa được tật cận thị đó của kính Hubble. Tuy nhiên đối với các thiên thể sáng yếu, chẳng hạn như các hệ hành tinh quay quanh những ngôi sao khác hay các thiên hà ở rất xa thì nó hoàn toàn không thu bắt được. May thay nó đã không bị NASA bỏ rơi. Vào cuối năm 1993, trong một sứ mạng ngoạn mục của tàu con thoi không gian, các nhà du hành Vũ trụ của NASA, trong một vũ điệu siêu thực không trọng lượng khi quay quanh Trái Đất cứ 90 phút một vòng và ở cách mặt đất hàng trăm kilômét, đã lắp đặt thành công một hệ thống thấu kính để sửa tật cận thị của kính Hubble. Nói nôm na là họ đã đeo kính cận cho nó! Giờ đây kính Hubble đã có thể nhìn Vũ trụ với tất cả độ nét tuyệt vời của nó. Hubble cho phép chúng ta bội thu các phát minh kỳ diệu – những phát minh sẽ làm thay đổi quan niệm của chúng ta về thế giới.

So với những kính thiên văn được đưa lên quỹ đạo trước nó, thì kính Hubble có những ưu điểm gì?

Những kính thiên văn được đưa lên quỹ đạo trước Hubble đều có hai nhược điểm. Trước hết là chúng quá nhỏ (đường kính gương của chúng thường không quá 1m) và sau nữa là chúng có tuổi thọ rất hạn chế vì các bộ pin mặt trời cung cấp năng lượng cho chúng đều ngừng hoạt động sau một hoặc hai năm. Đối với kính Hubble không có hai vấn đề đó: nó có một gương đường kính tới 2,4m và do đó trong khoảng thời gian đã cho nó thu được nhiều ánh sáng hơn. Chính vì vậy nó nhìn được những đối tượng sáng yếu hơn, tức ở xa hơn và do đó nhìn được sớm hơn. Người ta hy vọng rằng nó có thể lần ngược lại theo thời gian tới thời điểm khoảng 2-3 tỷ năm sau Big Bang, khi mà các thiên hà còn đang trong quá trình ra đời. Còn về tuổi thọ thì ít nhất nó cũng tồn tại được khoảng 15 năm. Lại nữa, nó được đưa lên quỹ đạo ở khoảng cách mà tàu con thoi của Mỹ có thể lui tới được và nếu như những dụng cụ trên đó có hư hỏng theo thời gian hoặc đã lạc hậu về mặt công nghệ thì các nhà du hành Vũ trụ có thể sẽ tới thay thế. Người ta dự liệu cứ ba năm lại lên bảo dưỡng một lần. Thậm chí người còn có thể đưa nó trở về Trái Đất để thay bằng một kính hoàn toàn mới.

Nói thế nhưng chúng ta cũng cần trân trọng những vệ tinh nhỏ, chúng cho phép chúng ta khám phá Vũ trụ gần và hé mở với chúng ta nhiều điều mới lạ. Tôi đặc biệt nghĩ tới sự thám hiểm hệ Mặt Trời được thực hiện bởi hai con tàu thăm dò Voyage 1 và 2. Chúng đã hé lộ với chúng ta về những phong cảnh lạ kỳ trên bốn hành tinh Thổ, Mộc, Thiên Vương và Diêm Vương cùng với gần 60 mặt trăng. Chúng cũng cho loài người một quan niệm mới về tính đơn nhất và sự mong manh của hành tinh xanh tuyệt đẹp của chúng ta, hành tinh duy nhất có sự sống.

Đối với những người trần thế bình thường thì việc đưa một kính thiên văn lớn như một đầu máy xe lửa lên không gian chỉ để mà nhìn các ngôi sao thôi là một điều kỳ quặc khó hiểu. Còn ông – một nhà vật lý thiên văn – ông có thể lý giải thế nào với chúng tôi về ích lợi của công việc đó?

Tôi đã từng nói với ông rằng các thiên thể phát tất cả các ánh sáng tạo nên cái mà người ta gọi là “phổ điện từ” và mắt ta chỉ cảm nhận được ánh sáng thấy được, ánh sáng được mang bởi một hạt có tên là photon và được đặc trưng bởi năng lượng của hạt đó. Theo trật tự năng lượng giảm dần trước hết ta có tia gamma, tia X rồi sau đó tới tia tử ngoại – các photon có năng lượng cao của nó bị khí quyển chặn lại, điều này thật may mắn cho chúng ta vì chúng rất độc hại đối với sự sống – rồi sau nữa là những photon của ánh sáng thấy được, photon hồng ngoại và cuối cùng là những photon sóng cực ngắn và sóng vô tuyến. Chỉ có ánh sáng thấy được và sóng vô tuyến là không bị bầu khí quyển của Trái đất hấp thụ. Mà để quan sát được Vũ trụ với toàn bộ sự giàu có của nó, thì nhà thiên văn cần tới tất cả các loại ánh sáng hiện hữu. Nếu chúng ta chỉ giam mình trong vùng ánh sáng thấy được thì điều này cũng chẳng khác gì mắt ta chỉ nhạy với ánh sáng màu xanh. Chúng ta sẽ thấy biển xanh nhưng sẽ không thấy được màu tím nhạt của những quả táo trên các bức tranh tĩnh vật của Cezanne hay màu đỏ như lửa của cảnh hoàng hôn. Và khi đó chúng ta sẽ có một cái nhìn rất không đầy đủ về thế giới.

Một kính thiên văn trong không gian có khả năng thu được tất cả các loại ánh sáng mà ta vừa liệt kê ở trên. Về nguyên tắc, nó nhìn cũng rõ nét hơn các kính thiên văn đặt trên mặt đất nhiều. Chuyển động của các nguyên tử trong khí quyển làm nhiễu động quỹ đạo của ánh sáng và làm cho các hình thu được bị nhòe. Trong khi đó kính Hubble, do vượt lên trên bầu khí quyển, nên nó nhìn được Vũ trụ với tất cả độ nét tuyệt vời của nó, cũng hệt như một người cận thị đột nhiên được đeo kính đúng số. Lấy giả dụ, nếu một kính thiên văn đặt trên mặt đất có thể nhìn rõ một mẩu 4cm ở khoảng cách 4km thì kính Hubble có thể nhìn thấy nó ở khoảng cách 10 lần xa hơn, tức là ở khoảng cách 40km. Điều này tương đương với việc phân biệt được hai đèn hậu của một xe ô tô ở khoảng cách 4000km, tức là xa cỡ 2/3 bán kính Trái Đất. Việc nhân lên gấp bội khả năng nhìn được các chi tiết rất nhỏ là cực kỳ quan trọng đối với việc nghiên cứu một số thiên thể. Đặc biệt là các quasar – những đối tượng ở gần biên giới của Vũ trụ. Tên của loại thiên thể này bắt nguồn từ từ “quasistar” – có nghĩa là tựa sao. Chúng đặc và nhỏ tới mức nhìn tựa như các ngôi sao. Nếu người ta có thể chụp được chi tiết hơn phần trung tâm của chúng, người ta có thể sẽ có một ý niệm về “con quỷ” cung cấp một năng lượng khổng lồ ngay trong lòng của chúng để phát xạ ra ngoài.

Một ví dụ khác là về nguyên tắc, kính thiên văn Hubble có thể nhìn thấy các hành tinh quay quanh những ngôi sao gần nhất, tới hàng chục năm ánh sáng. Sự phát hiện ra các hành tinh này sẽ là một cú hích ngoạn mục đối với những chương trình nghiên cứu các trí tuệ ngoài Trái Đất.

Cuối cùng, ưu điểm lớn thứ ba của kính thiên văn không gian là nó có thể quan sát được các tinh tú có độ sáng rất yếu, do ở bên ngoài bầu khí quyển bầu trời hoàn toàn tối đen. Trong khi đó, ở mặt đất, ngay tại những đài thiên văn tách biệt hẳn với ánh sáng chói lòa của các đô thị, thì bầu trời cũng không hoàn toàn tối đen, bởi vì trong khí quyển Trái Đất có những hạt bụi, chúng tương tác với ánh sáng mặt trời và làm cho bầu trời sáng nhờ nhờ. Trong không gian, kính Hubble có thể nhìn được những thiên thể sáng yếu hơn tới 40 lần. Mà như ta đã biết nhìn thấy vật sáng yếu hơn tức là nhìn được xa hơn, do đó thể tích Vũ trụ mà ta quan sát được nhờ kính Hubble tăng lên 100 lần. Nói một cách khác, nếu các kính thiên văn trên mặt đất hiện chỉ quan sát được 5% thể tích của Vũ trụ thì kính thiên văn không gian cần phải quan sát được 80%. Bây giờ chắc là ông hiểu được tâm trạng vui sướng tới mức nào của các nhà thiên văn khi những nhà du hành của NASA sửa được tật cận thị của kính Hubble!

Nhưng tôi muốn nói thêm về giáo sư Spitzer, ông cũng chính là người khởi đầu nghiên cứu sự tổng hợp hạt nhân nhằm cung cấp cho loài người một nguồn năng lượng vô tận.

Đó phải chăng được hy vọng là một giải pháp cho nhiều vấn đề về năng lượng của chúng ta hiện nay?

Đúng thế, kết quả của nghiên cứu này là cực kỳ quan trọng đối với hành tinh của chúng ta, bởi vì sự tổng hợp hạt nhân là một nguồn năng lượng sạch. Trái với sự phân hạch hạt nhân đang nuôi sống các nhà mày điện hạt nhân hiện nay, sự tổng hợp hạt nhân không tạo ra một chất thải phóng xạ nào đe dọa các thế hệ tương lai của chúng ta. Năng lượng tổng hợp hạt nhân cũng chính là năng lượng cho phép các ngôi sao tỏa sáng. Chẳng hạn, Mặt Trời phát sáng là do sự tổng hợp các hạt nhân hiđrô (hay các proton), cứ bốn hạt một, để tạo thành hạt nhân hêli. Khối lượng của hạt nhân hêli hơi nhỏ hơn khối lượng của bốn hạt nhân hiđrô cộng lại và chính sự hụt khối lượng này đã chuyển đổi thành năng lượng, bởi vì như Einstein đã dạy chúng ta, khối lượng và năng lượng là tương đương.

Mặt khác, sự tổng hợp hạt nhân còn tạo ra một nguồn năng lượng vô hạn, bởi vì chỉ cần lấy hiđrô trong nước các đại dương. Mà nước thì chúng ta có vô khối, nó bao phủ tới 4/5 diện tích hành tinh của chúng ta. Dầu hỏa rồi sẽ mất địa vị quan trọng của nó và thế giới cuối cùng có thể sẽ thoát khỏi sự phụ thuộc vào sự sản xuất dầu ở Trung – Đông.

Nhưng tổng hợp các proton không phải là việc dễ dàng. Cần phải đốt nóng nhiên liệu tới hàng chục triệu độ để thắng được lực điện từ có xu hướng đẩy các proton ra xa nhau và ngăn cản chúng tổng hợp với nhau. Tuy nhiên, khi đốt nóng tới những nhiệt độ như vậy, vật chất sẽ tan rã thành một đám mây mù các proton, nơtron và electron mà người ta gọi là “plasma”. Khối plasma nóng này sẽ giãn nở bởi vì nhiệt độ cao làm cho các hạt chuyển động mạnh theo mọi hướng. Nhưng sự giãn nở sẽ làm cho nhiệt độ giảm xuống và các phản ứng hạt nhân sẽ dừng lại. Chúng ta hiện còn chưa tạo được năng lượng một cách có hiệu quả từ sự tổng hợp hạt nhân, vì chúng ta còn chưa biết cách nhốt vật chất ở nhiệt độ cực cao trong một thời gian dài. Những ngôi sao không có vấn đề đó: bởi vì khối lượng và lực hấp dẫn cực lớn của nó ngăn cản không cho vật chất quá nóng giãn nở.

Trong thời gian đi trượt tuyết ở Aspen, bang Colorado, Spitzer đã nảy ra ý tưởng nhốt plasma bằng từ trường. Thật không may là ý đồ này của Spitzer đã không thực hiện được, nhưng nó đã là điểm xuất phát cho những nghiên cứu về tổng hợp plasma trên toàn thế giới. Vấn đề này hiện nay vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu rất sôi nổi và Princeton là một trong số những trung tâm lớn.

Đọc truyện hay đừng quên like và chia sẻ truyện tới bạn bè, để lại bình luận là cách để ủng hộ webtruyenfree. Thỉnh thoảng ấn vào q uảng c áo ngày 1-2 lần để tụi mình có kinh phí duy trì web các bạn nhé!