35 bài toán nan giải

Vừa qua, tờ báo thông tin khoa học hàng đầu của Pháp và thế giới, La Recherche đã cho công bố 35 bài toán nan giải trong các ngành khoa học, từ toán học, tin học đến vật lý, sinh học... Sau đây là một số trong các bài toán nan giải đó1/ Truy tìm điểm gốc của thời gian Jean Pierre Luminet, Giám đốc nghiên cứu tại CNRS, đài thiên văn Paris-Meudon Theo thuyết Big Bang thì càng đi ngược lại trong quá khứ Vũ trụ càng nóng và mật độ vật chất càng lớn, cho đến một thời...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
35 bài toán nan giải35 bài toán nan giải[05/06/2006] Vừa qua, tờ báo thông tin khoa học hàng đầu của Pháp và thế giới, La Recherche đã cho công bố 35 bài toán nan giải trong các ngành khoahọc, từ toán học, tin học đến vật lý, sinh học...Sau đây là một số trong các bài toán nan giải đó1/ Truy tìm điểm gốc của thời gianJean Pierre Luminet, Giám đốc nghiên cứutại CNRS, đài thiên văn Paris-MeudonTheo thuyết Big Bang thì càng đi ngược lại trongquá khứ Vũ trụ càng nóng và mật độ vật chấtcàng lớn, cho đến một thời điểm rất gần với thờiđiểm ban đầu, mà vật lý hiện nay không mô tảđược điều gì. Song thời điểm ban đầu đó có phảilà một thực tế hay không?Vũ trụ hiện nay đang giãn nở dựa trên nhữngquan sát các thiên hà và các cụm thiên hà. Quátrình giãn nở này dường như không có kết cuộc.Nếu chúng ta quay ngược cuộn phim của vũ trụlại? Thời gian vũ trụ liệu sẽ kéo lùi vô tận haytiến đến một trị số hữu hạn. Đây là một trongnhững bài toán bí ẩn lớn nhất của Vật lý thiênvăn! Theo lý thuyết tương đối, nếu các tính chất của vật chất và bức xạ là những tính chất mà chúng ta đã biết thì các khoảng cáchKhông gian đầy bọt sôi vũ trụ sẽ giảm dầnđộng vì những thăng giáng trong quá khứ vàlượng tử. Từ không gian nhất thiết tại “khôngđầy bọt đó bắn ra những điểm (điểm gốc) củagiọt, những giọt này là thời gian các khoảngbiểu hiện của những hạt cách vũ trụ đó sẽcơ bản (phỏng theo tranh bằng số không.Bọt thời gian của họa sĩ Không điểm có ngayJean-Michel Joly, L’Ecume trước sự xuất hiệndu temps, Saint-Etienne, của không thời gian.1990 ) .. Thời gian không- haykhông điểm - này cách xa hiện tại khoảng 13,7tỷ năm. Và điều này cũng có nghĩa là không tồntại những thực thể, những sao có tuổi già hơn13,7 tỷ năm.Và thời gian có một điểm bắt đầu hay không?Điều này đang là một bài toán bí ẩn đối với cácnhà vật lý. Theo lý thuyết tương đối thời giankhông (tức không điểm của thời gian) được môtả như là một điểm “kỳ dị, một điểm mà sự vậttiệm cận đến nhưng không bao giờ đến: tại điểmđó Vũ trụ đã có một thể tích vô cùng bé với mộtmật độ và độ cong vô cùng lớn. Điểm kỳ dị làđiểm đứt đoạn của các quỹ đạo không- thời gianvà dường như không phải là một hiện thực,điểm kỳ dị nằm ngoài vòng nắm bắt của các lýthuyết vật lý hiện nay.Lý thuyết vật lý hiện đại chỉ cho phép đi ngượcthời gian đến giai đoạn Planck mà thôi, mọi ý đồnghiên cứu các quá trình trong giai đoạn Planckđều dẫn đến một bức tranh lượng tử mờ.Từ năm 1960, John Wheeler (nhà vật lý lý thuyếtMỹ) đã đưa ra ý tưởng: ở mức vi mô của vũ trụ,hình học của vũ trụ là mờ, so sánh được với mộtkhông gian đầy bọt sôi động vì những thănggiáng lượng tử. Từ không gian đầy bọt đó bắn ranhững giọt, những giọt này là biểu hiện củanhững hạt cơ bản. Tránh điểm kỳ dị: trong những lý thuyết như lý thuyết siêu dây người ta giả định tồn tại một độ dài cơ bản, nhờ đó mà điểm kỳ dị suy từ lý thuyết tương đối cổ điển được loại trừ.Mọi lý thuyết, mô hình nói trên đều chứa nhữnggiả thuyết không dễ dàng được chấp nhận. Mộtđiều kiện cần cho mọi lý thuyết, mô hình là loạibỏ điểm kỳ dị.Nói tóm lại việc tìm điểm gốc của thời gian vẫnđang còn bị bỏ ngỏ, tiếp tục là một trong nhữngbài toán bí ẩn lớn nhất của các nhà vật lý.3/Phương trình tối hậu của vật lýLisa Randall, Giáo sư vật lý lý thuyết, Đạihọc HarvardLiệu có tồn tại một Lý thuyết của tất cả (TOE –theory of everything)? Đã một thế kỷ các nhà vậtlý đi tìm một lý thuyết có khả năng thống nhất cơhọc lượng tử và lý thuyết tương đối, nhằm nắmbắt được bản chất thống nhất của 4 loại tươngtác. Lý thuyết siêu dây dường như được xem làlý thuyết “tối hậu”, là ứng cử viên triển vọng choTOE.Song những phát triển gần đây cho thấy rằng lýthuyết siêu dây trong hiện trạng cũng có lẽ chưalà tối hậu. Nếu tìm được lý thuyết thống nhất tối hậu thì chúng ta tiến được một bước dài trong việc thấu hiểu thế giới khách quan. Trong những năm gần đây lý thuyết siêu dây đã có những phát triển đáng chú ý trong việcCấu trúc hình xây dựng một lý thuyết như vậy.học này có tênlà “đa tạp Liệu có tồn tại một TOE, một lýCalabi-Yao”, thuyết của tất cả, một lý thuyếtcấu trúc này chỉ dựa trên một số ít tham sốchứa những nối liền nhau bởi một phươngchiều dư nằm trình duy nhất có khả năng môẩn theo lý tả được mọi hiện tượng vật lýthuyết siêu dây.chung quanh ta? Đây là một tham vọng lớn,nhưng chính tham vọng đó đã thúc đẩy các nhàvật lý lao động gần một thế kỷ.Nếu xét đến độ phức tạp của vấn đề thì dườngnhư các nhà v ...