Giới khoa học thế giới bình chọn khám phá từ thí nghiệm BICEP2 về sóng hấp dẫn là một trong những phát hiện khoa học vĩ đại nhất trong vòng 20 năm qua. Một loạt các tờ báo lớn như The Guardian, Nature, The Washington Post… đều cho rằng, nếu kết quả được kiểm chứng, BICEP2 dường như cầm chắc giải Nobel. Nhiều nhà khoa học Việt Nam tỏ ra khá hưng phấn trước triển vọng này. Trong cuộc tọa đàm ngày 16/8 tại Hà Nội, đã có tới vài lần GS Cao Chi hỏi TS Nguyễn Trọng Hiền về cơ hội giành giải Nobel: “Tôi hiểu rằng BICEP2 là điểm nhấn đầu tiên để khẳng định sóng hấp dẫn tồn tại. Tìm ra sóng hấp dẫn là một sự kiện rất nổi bật. Vậy tôi muốn hỏi anh Hiền là triển vọng Nobel của BICEP2 đến đâu?”

Tuy nhiên, một số nhà khoa học Việt Nam khác không dễ dàng tin ngay vào kết quả của BICEP 2. “Anh đứng về “phe” nào? Anh tin hay là không tin vào sóng hấp dẫn? Tôi nói trước, tôi đứng giữa, tôi chờ cho đến khi có kết quả,” GS Trần Xuân Hoài nói. 

Ông nói như vậy xuất phát từ một thực tế là đến nay trong cộng đồng khoa học thế giới vẫn còn những quan điểm nghi ngờ tính chính xác của kết quả từ BICEP2. Chỉ một tháng sau ngày 17/3/2014 (ngày nhóm BICEP2 công bố kết quả họ tìm ra), đã có rất nhiều bài báo phản hồi cho rằng tín hiệu của BICEP2 là sai, trong số đó, có cả những bài viết từ các nhà vật lý hàng đầu. 

Thái độ mà các thành viên dự án lựa chọn là im lặng. Có lẽ chính điều này càng gây ra nhiều đồn đoán hơn trong dư luận, thậm chí có tin đồn cho rằng trong nội bộ nhóm BICEP2 đã có người thừa nhận kết quả thí nghiệm là sai. Nhưng trong cuộc tọa đàm tại Hà Nội, TS Nguyễn Trọng Hiền đã dứt khoát bác bỏ lời đồn đại này. “Tôi nói luôn đây là tin đồn nhảm,” ông khoát tay cười.

“Câu chuyện thực ra khá đơn giản. Công trình của BICEP2 đã công bố chính thức trên Physical Review Letters ngày 21/6/2014. Các bạn có thể tải xuống đọc mà không tốn tiền. Kết quả có thể tóm tắt thế này. Rằng BICEP2 đã phát hiện tín hiệu B-Mode trên bầu trời với độ tin cậy cao (5.2 sigma). Đây là kết quả chính và không phải là điều người ta tranh cãi. Vấn đề là ở cách diễn dịch. Câu hỏi là tín hiệu B-Mode này có nguồn gốc từ đâu? Có hai khả năng gây tranh cãi, một là do bụi trong Ngân Hà, hai là do sóng hấp dẫn ban sơ. Dựa trên các mô hình bụi đã có sẵn thì thấy rằng mức độ nhiễm của bụi là nhỏ, nhưng những mô hình này có sai số khá lớn. Một điều quan trọng nữa là các dữ liệu của BICEP2 lại mang tính trùng hợp cao với các tính toán dựa trên sóng hấp dẫn. 

Hai tháng sau khi BICEP2 công bố trên mạng, đài thiên văn không gian Planck đưa ra dữ liệu mới về bụi trong Ngân Hà, cho thấy xác suất ô nhiễm của bụi trong vùng quan sát của BICEP2 không cao, nhưng có thể nói là đáng kể. Nhưng ta sẽ không định lượng được mức ô nhiễm của bụi là bao nhiêu, vì các dữ liệu của Planck có sai số quá cao. Sự việc chỉ có thế.” 

“Nào, các dữ liệu mà Planck đã công bố hồi tháng Năm nằm ngoài vùng quan sát của BICEP2. Planck cho biết do mức độ phân cực trong vùng của BICEP2 thấp, và sai số đo đạc hơi cao nên người ta vẫn còn đang phân tích. Vì thế cho đến thời điểm này, đây là những quan điểm (opinions), không phải là dữ liệu cụ thể.” 

“Vai trò của sóng hấp dẫn ban sơ là rất lớn trong nền tảng của vật lý và vũ trụ học. Kết quả lớn đòi hỏi sự giám sát toàn diện. Cụ thể là cần phải có thêm dữ liệu ở những bước sóng hay tần số khác biệt trước khi có kết luận cuối cùng. Planck có lợi thế về nhiều bước sóng, nhưng Planck sẽ không đạt được độ tinh nhạy của BICEP2. Để có được kết quả như BICEP2, Planck sẽ phải mất thêm 30 năm quan sát nữa. Mà BICEP2 chỉ là bước thứ hai trong kế hoạch lâu dài của nhóm chúng tôi. Trong thời gian vừa qua, BICEP2 đã quan sát ở tần số 150 GHz. Từ đầu năm nay, nghĩa là trước khi công bố kết quả BICEP2, chúng tôi đã thực hiện quan sát ở tần số 100 GHz với Keck, rồi với BICEP3 vào cuối năm nay. Sắp tới đây, chúng tôi sẽ có hệ cảm biến ở tần số 250 GHz. Để làm được những bước này một cách kịp thời và hiệu quả như đã kể, tức là để có được thiết bị quan trắc ở các tần số khác nhau, đòi hỏi một qui trình lâu dài và có hệ thống. Nhóm chúng tôi đã chứng tỏ điều này ngay từ đầu, từ nhiều năm trước đây, chứ không phải chỉ là phản ứng nhất thời. Đây là lý do tại sao chúng tôi chọn sự im lặng. Dữ liệu khoa học, chứ không phải quan điểm, mới là lời phán quyết cuối cùng.”

“Biết đâu tôi tin vào điều này chỉ vì nó quá đẹp?” 

“Trong bức tranh lạc quan nhất, nếu kết quả của BICEP2 không bị ảnh hưởng quá lớn bởi các yếu tố nhiễu thì sóng hấp dẫn là có thực. Sóng hấp dẫn ban sơ tồn tại khi vũ trụ mới được một phần tỷ tỷ tỷ tỷ giây. Đó là di chỉ cổ xưa nhất của vũ trụ,” TS Nguyễn Trọng Hiền nói. BICEP2 đo được mức phân cực của bức xạ nền, một bằng chứng cho thấy sóng hấp dẫn, một hệ quả vật lý mà Einstein đã dự đoán trong thuyết tương đối của ông. Đồng thời, nó cũng xác minh thuyết lạm phát vũ trụ. 

Kết quả của BICEP2 được coi là “phát súng hiệu” của thuyết lạm phát vũ trụ nói về thời điểm ngay sau vụ nổ Big Bang. Một video được post lên mạng vào đúng ngày 17/3/2014 cho thấy phản ứng của GS Andrei Linde, một trong những cha đẻ của thuyết lạm phát vũ trụ, sau khi được Chao – Lin Kuo, một thành viên của nhóm nghiên cứu dự án BICEP2, chạy về báo rằng tìm thấy tín hiệu sóng hấp dẫn đã lan truyền trên mạng nhanh chóng, Lindei nói: “Nhỡ tôi bị lừa thì sao? Biết đâu tôi tin vào điều này chỉ vì nó quá đẹp?” (What if I am tricked? What if I, I believe into this just because it is beautiful?). 

Tuy nhiên, TS Nguyễn Trọng Hiền không vội tin tưởng chỉ vì vẻ đẹp của một kịch bản lý tưởng. Ông cho biết không phải chờ tới năm 2014, mà ngay từ năm 2012 khi một nhóm các nhà khoa học trong dự án BICEP2 phát hiện ra tín hiệu phân cực B-mode của bức xạ nền, ông và các cộng sự đã dành rất nhiều thời gian cho việc kiểm tra các kết quả. “Chúng tôi đã có kết quả này được hai năm rồi. Lần đầu thấy nó, chúng tôi đã không tin. Nếu mà [kết quả đúng] như vậy thì quá tốt. Chúng tôi phải đối chiếu rất nhiều. Trước BICEP2, chúng tôi có BICEP1 và sau đó là Keck. Khi đối chiếu với những thí nghiệm ấy thì chúng tôi thấy rất trùng hợp”.

Nhưng tất cả những điều đó vẫn chưa đủ sức thuyết phục đối với TS Hiền. Ông khẳng định ngay cả khi được kiểm chứng từ một thí nghiệm tương tự khác (như Planck hay SPT, v.v...), và cho dù “loại bỏ được foreground [các yếu tố gây nhiễu], cho dù chúng ta biết đây là tín hiệu từ B-mode, cho dù chúng ta xác định được phổ của bức xạ này, tôi cũng không tin vào sóng hấp dẫn cho đến khi chúng ta có được phép đo độc lập khác”. 

Sự thật không quan trọng, quan trọng là tính nhất quán

“TS Hiền, anh có tin vào vụ nổ Big Bang không?” Đáp lại câu hỏi vốn được nêu ra ít nhất ba lần trong buổi tọa đàm hôm 16/8, TS Nguyễn Trọng Hiền đưa ra một thí dụ để minh họa cho sự sai lệch của lòng tin, cho dù đó là lòng tin của những bộ óc vĩ đại, giàu uy tín nhất. Ông đưa ra câu chuyện về Fred Hoyle, nhà vũ trụ học người Anh là người đi đầu trong lý thuyết trạng thái tĩnh (steady state). Hoyle là người đặt tên Big Bang với hàm ý mỉa mai. Thế rồi, TS Hiền đặt câu hỏi cho một khán giả: “Anh có biết người thứ hai cũng đã suy nghĩ về mô hình tĩnh của vũ trụ là ai không?”. Chính là “Einstein!”. Einstein đã suy nghĩ về những điều này 20 năm trước Hoyle. Nhưng khác với Hoyle, Einstein đã không công bố công trình của mình. Chứng tỏ bản thân Einstein cũng đã không mấy tin tưởng vào mô hình tĩnh (Steady State Universe). (Người ta chỉ mới tìm thấy các tính toán này trong di cảo của Einstein.) Bài học mà TS Nguyễn Trọng Hiền rút ra từ câu chuyện này là “phải cẩn thận, phải nhìn cho rõ”. Ngày nay chúng ta có một lợi thế mà Einstein hay Hoyle trước đây không có được, đó là số lượng dữ liệu về vũ trụ học khá dồi dào và chính xác. Cũng vì thế, quay lại với câu hỏi về niềm tin, ông phát biểu, “tôi sẽ nói những điều [được công nhận là] đúng [bằng những kiểm chứng từ thực nghiệm hay quan sát] chứ không phải những điều tôi tin.”

Theo TS Nguyễn Trọng Hiền, trong khoa học, điều được cho là đúng đắn trước hết phải dựa trên sự nhất quán giữa lý thuyết và các kết quả thực nghiệm. Ông nói, nếu “hỏi tôi liệu có tin vào Big Bang hay không thì cũng giống như hỏi ông bà mình vào cái thời của Copernicus, rằng có tin là Trái đất quay quanh Mặt trời hay không. Cho đến hôm nay, rất ít người thấy trực tiếp Trái đất xoay quanh Mặt trời. Chúng ta biết điều này là dựa trên những bằng chứng gián tiếp, dựa trên sự thống nhất giữa các quan sát thiên văn. Thành thử cái gọi là ‘sự thật’ thường là ‘hạ hồi phân giải’, và vì thế không mấy hữu ích. Ông thầy tôi dạy, tính nhất quán quan trọng hơn sự thật - consistency is more important than the truth”.

Tuy nhiên, cũng chính yêu cầu về tính nhất quán này khiến việc chứng minh hay bác bỏ một lý thuyết là điều rất khó khăn, đòi hỏi một quá trình lâu dài. Đôi khi người ta không thể bác bỏ một lý thuyết khi nó không nhất quán với một chân lý được công nhận nào đó, bởi nó đảm bảo được sự nhất quán với một chân lý khác cũng được cho là đúng. 

“Tôi không bao giờ được giải!” 

Nếu kết quả của BICEP2 đúng là từ sóng hấp dẫn, tức là nếu tín hiệu phát hiện được không phải là từ những tạp nhiễm, thì TS Nguyễn Trọng Hiền cho rằng đó sẽ là kết quả rất lớn trong ngành vật lý, không chỉ bây giờ mà còn cho nhiều năm sau. Nhưng theo ông, “đây là lĩnh vực rất mới và còn nhiều tranh cãi”, do đó “cơ hội được giải Nobel cực kì nhỏ”, chưa kể không dễ để chọn người xứng đáng được vinh danh nếu muốn trao giải cho những người có công với khám phá về sóng hấp dẫn. “Riêng [cân nhắc] giữa các nhà vật lý lý thuyết đã đủ phức tạp rồi, mà trao cho các nhà lý thuyết hay thực nghiệm?”

Khi nhắc đến kết quả của BICEP2, giới truyền thông thường đồng thời nhắc tới việc tìm ra hạt Higgs như hai niềm vui của ngành vật lý thời gian gần đây, từ đó liên hệ việc các công trình về hạt Higgs vừa giành giải Nobel với khả năng giành giải Nobel của BICEP2. Tuy nhiên, TS Nguyễn Trọng Hiền chỉ ra một thực tế là các công trình giành giải Nobel thường phải mất nhiều thời gian mới được thừa nhận. Giải Nobel cho hai nhà vật lý Peter Higgs và Francois Englert phải đợi đến năm 2013, sau khi hạt Higgs được tìm ra (2012), mặc dù công trình về hạt Higg của họ đã được công bố cách đây gần 40 năm. “Dù hạt Higgs chưa được tìm ra đi nữa thì chỉ riêng với công trình của nhóm này thôi, họ đã đẩy ngành vật lý tiến rất xa, và như vậy họ đã đủ xứng đáng được giải Nobel rồi,” TS Hiền nói.

Về triển vọng bản thân được trao giải Nobel, TS Nguyễn Trọng Hiền thẳng thắn phát biểu “nếu có ai ở đây kỳ vọng tôi được giải Nobel, tôi sẽ nói ngay lúc này, tôi không bao giờ được giải!”. Tuy nhiên, ông không cho rằng đó là điều quan trọng nếu so sánh với ý nghĩa những công việc mà ông cùng các cộng sự đã làm được. “Khi chúng ta làm một việc gì mà có hệ quả lớn như vậy, hệ quả đó quan trọng hơn rất nhiều so với giải thưởng.” 

Động lực ban đầu thôi thúc TS. Nguyễn Trọng Hiền cùng các cộng sự của ông không phải là hệ quả to lớn gắn với sóng hấp dẫn, mà xuất phát từ một nguyên nhân khác khiêm tốn hơn rất nhiều, nhưng cũng rất đáng kể. “Khi đề xuất công trình này, chúng tôi không nghĩ mình tìm sẽ ra được sóng hấp dẫn vì nghĩ rằng tín hiệu quá yếu ớt. Chúng tôi chỉ đặt một tiêu chí là sẽ làm thật tốt công việc đo đạc. Chúng tôi cố gắng bởi nếu mình không phát hiện được tín hiệu sóng hấp dẫn, thì sẽ còn rất lâu người ta mới tìm thấy chúng. Nghĩ như vậy nên chúng tôi bắt tay vào làm.”