Trung Quốc chi gần 50 triệu đô xây kính viễn vọng lớn chưa từng có để 'thay đổi thời gian' của cả thế giới

Theo SCMP, Trung Quốc chuẩn bị xây dựng kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới, với đĩa đường kính lên đến 120 mét. Mục đích của chiếc viễn vọng này là tạo khả năng theo dõi giờ hiện hành với độ chính xác cao, cũng như là công cụ hiện đại phục vụ hoạt động nghiên cứu cơ bản.

Kính viễn vọng vô tuyến Kinh Đông (JRT) trị giá 350 triệu NDT (48 triệu USD) sẽ được đặt ở vùng núi thuộc tỉnh Vân Nam, miền nam Trung Quốc. Dự kiến, JRT sẽ đi vào hoạt động năm 2026 và đo thời gian bằng cách theo dõi các xung vô tuyến thường xuyên phát ra từ các sao xung (pulsar) - là các sao neutron xoay rất nhanh, được coi là đồng hồ chính xác nhất trong vũ trụ.

Sao xung là những ngôi sao neutron rất đặc, hình thành khi các ngôi sao lớn “chết” vào cuối vòng đời. Theo NASA, một muỗng cafe sao xung trên Trái đất sẽ nặng tương đương một quả núi. Khi các sao xung xoay, các chùm bức xạ từ đó quét qua Trái đất như một ngọn hải đăng. Và với tính chất đặc, chúng có chu kỳ quay rất ổn định và trở thành công cụ hữu ích cho các nhà khoa học.

Cùng kính viễn vọng “Five-hundred-metre Aperture Spherical Telescope (FAST)”, được gọi là Thiên Nhãn, ở tỉnh Quý Châu, chiếc kính ở Kinh Đông sẽ giúp Trung Quốc phát triển công cụ đo thời gian dựa trên hoạt động của sao xung độc lập và chính xác hơn dịch vụ thời gian nguyên tử quốc tế (TAI) mà cả thế giới đang sử dụng, theo Wang Ming - nhà khoa học của dự án.

Ông Wang cho biết, dự án này cũng sẽ thúc đẩy vị trí dẫn đầu của Trung Quốc trong lĩnh vực thiên văn vô tuyến và cung cấp khả năng định vị, dẫn đường dựa trên sao xung cho các tàu vũ trụ Trung Quốc trong việc khám phá không gian trong tương lai.

Nhà khoa học nói thêm, ý tưởng xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến lớn chuyên dùng để nghiên cứu các sao xung lần đầu tiên được hình thành vào năm 2013. Sau nhiều năm nghiên cứu, Wang và các đồng nghiệp của ông đã tìm thấy địa điểm đặt kính thiên văn ở quận Kinh Đông. Ở độ cao 2.500 mét trên mực nước biển, khu bảo tồn thiên nhiên Núi Ailao của Kinh đông gần như không có tiếng ồn.

Kính thiên văn vô tuyến cho phép các nhà thiên văn học quan sát không gian theo một cách đặc biệt. Cụ thể, JRT có thể quan sát khoảng 3.000 sao xung - nhiều hơn hàng trăm so với các kính có kích thước tương tự, chẳng hạn như kính thiên văn Effelsberg ở Đức và kính thiên văn Green Bank ở Mỹ.

Wang cho biết, kế hoạch của nhóm là quan sát hơn 100 sao xung/ms với các sao quay hàng trăm lần mỗi giây. Sau đó, các nhà khoa học sẽ chọn ra 80 “ứng cử viên” ổn định nhất để tạo một mạng lưới, đồng thời đo lường và so sánh thời gian của các sao xung.

Mục đích của dự án này là cải thiện cách theo dõi thời gian trên Trái đất. Trong khi TAI hoạt động dựa trên khoảng 400 đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao, thì hệ thống này sẽ có lợi thế cạnh tranh lâu dài hơn vì sao neutron có thể quay với tốc độ cực kỳ ổn định trong nhiều thập kỷ, thậm chí lâu hơn.

Cho đến nay, các nhà khoa học đã sử dụng 18 sao xung và 5 kính viễn vọng vô tuyến đặt ở khắp châu Âu để chứng minh các hệ thống này hoạt động hiệu quả.

Ông Wang cho biết, hệ thống của Trung Quốc sẽ bao gồm 3 kính thiên văn khổng lồ: JRT, kính thiên văn vô tuyến Kỳ Đài đang được xây dựng ở Tân Cương và kính thiên văn Thiên Nhãn ở Quý Châu.

Ngoài ra, hệ thống này cũng giúp phát hiện các sóng hấp dẫn - được tạo ra khi các lỗ den siêu lớn hợp nhất trong vũ trụ sơ khai, tạo ra các bước sóng vô tuyến tần số thấp làn biến dạng cấu trung không gian-thời gian khi chúng lan truyền. Khi những đợt sóng như vậy đi qua Trái đất khiến vị trí thay đổi một chút, một loạt các sao xung có thể phát hiện ra sự dịch chuyển đó nếu đủ chính xác.

Trong khi đó, Wang cũng nói rằng các nhà thiết kế sẽ gặp thách thức lớn về mặt cấu trúc để chế tạo chiếc JRT nặng tới 3.400 tấn. Các công nghệ quan trọng khác được sử dụng đó là thiết kế và phát triển nguồn cấp dữ liệu băng thông cực rộng, bộ thu tiếng ồn thấp mà nhóm đã thực hiện từ năm 2020.

Việc xây dựng kính thiên văn sẽ củng cố vị thế của Trung Quốc trong hoạt động thiết kế máy móc quy mô lớn, điều khiển tự động, thiết bị điện tử nhiệt độ thấp và tích hợp hệ thống, theo ông Wang. Ngoài ra, ông cũng mong muốn hoàn thành việc xây dựng trong thời gian sớm và chia sẻ dữ liệu quan sát với cộng đồng khoa học.

Tham khảo SCMP