Giáo sư Jessica Dempsey dẫn dắt dự án khoa học lớn nhất Úc tại Đài Quan sát Square Kilometre Array

Giáo sư Jessica Dempsey, nhà thiên văn vô tuyến từng tham gia sản xuất hình ảnh hố đen đầu tiên của nhân loại, hiện là tổng giám đốc mới của Đài Quan sát Square Kilometre Array (SKAO) ở vùng Murchison, Tây Úc. Đây là dự án khoa học lớn nhất trong lịch sử nước Úc, với mức đầu tư lên đến hàng tỷ đô la. Theo bà, nếu mọi việc tiến triển đúng kế hoạch, SKAO sẽ chính thức bước vào giai đoạn vận hành, mở ra cơ hội khám phá những bí ẩn vũ trụ chưa từng có.

SKAO đặt tại vùng đất truyền thống của người Wajarri Yamaji, thuộc tổ hợp Đài Quan sát Inyarrimanha Ilgari Bundara do CSIRO vận hành. Trong đó, SKA-Low, một phần quan trọng của dự án, sẽ bao gồm hơn 131.000 ăng-ten cao khoảng 2 mét, hình dạng giống cây thông Noel làm từ kim loại, trải rộng trên diện tích 419.000m2 đất đỏ. Các ăng-ten được tổ chức thành 512 trạm, mỗi trạm có 256 ăng-ten, tất cả được kết nối với công nghệ xử lý tín hiệu thế hệ mới, biến sóng vô tuyến tần số thấp thành tín hiệu quang học để phân tích.

Hiện tại, SKA-Low đã xây dựng được số lượng thiết bị tương đương 117 trạm, tuy nhiên con số này thay đổi liên tục. Trong số đó, chỉ 16 trạm đã được cung cấp đầy đủ nguồn điện và có thể vận hành để thu nhận sóng từ vũ trụ. Dữ liệu thu thập từ các trạm này đã minh chứng về khối lượng thông tin rất lớn được xử lý tại chỗ trước khi chuyển về Trung tâm Siêu máy tính Pawsey ở Bentley, Perth để phân tích sâu hơn.

Giáo sư Dempsey cho biết mỗi trạm có thể thu nhận dữ liệu với tốc độ hàng terabyte mỗi giây. Thách thức của nhóm kỹ sư là thu gọn dữ liệu này thành dạng có thể quản lý được và loại bỏ những phần không cần thiết ngay trong vài phần nghìn giây, nhằm chỉ giữ lại dữ liệu chất lượng để gửi về Perth. Việc thêm số lượng trạm đồng nghĩa với việc tăng thêm độ phức tạp trong xử lý dữ liệu, nhưng đây là điều mà bà đã quen thuộc sau nhiều năm nghiên cứu và vận hành kính thiên văn tại nhiều môi trường khắc nghiệt trên thế giới.

Giáo sư Dempsey nhấn mạnh SKA là một kính thiên văn vô hình, hoạt động dựa vào nền tảng công nghệ số tiên tiến. Tất cả sự phức tạp đều nằm trong phần công nghệ số này, thay vì thiết bị đo truyền thống. Đáng chú ý, lĩnh vực thiên văn vô tuyến đã áp dụng các phương pháp học máy từ lâu để phân tích dữ liệu, trước khi các công nghệ trí tuệ nhân tạo như ChatGPT được phổ biến rộng rãi.

Tuy nhiên, sự bùng nổ AI cũng gây ra áp lực lên cơ sở hạ tầng hiện tại của dự án, khiến chi phí tính toán tăng vọt và tạo thêm những thử thách mới mà nhóm nghiên cứu chưa thể lường trước. Việc duy trì công nghệ tối tân hoạt động ổn định trong suốt vòng đời 50 năm của SKA tại vùng Murchison cũng là một bài toán lớn mà đội ngũ phải giải quyết.

Bên cạnh những nhiệm vụ kỹ thuật và khoa học, Giáo sư Dempsey đặt mục tiêu xây dựng mối quan hệ bền vững với cộng đồng Geraldton và vùng Murchison, nơi đặt Đài quan sát. Bà nhấn mạnh SKAO cần là một phần không thể tách rời của vùng này, không chỉ vì khoa học mà còn để mọi người tại đây muốn làm việc, học tập và phát triển nghề nghiệp liên quan đến thiên văn học và kỹ thuật.

Cũng trong tuần này, bà tham dự triển lãm "Cosmic Echoes" tại Đài quan sát SKA-Mid, giới thiệu các tác phẩm nghệ thuật của người Wajarri Yamaji và các nghệ sĩ Nam Phi. Bà giải thích rằng các câu chuyện truyền thống, nghệ thuật và khoa học cần được kết nối để mang lại cái nhìn sâu sắc hơn về vũ trụ và thế giới xung quanh, đồng thời nâng cao giá trị của nghiên cứu khoa học.

Giáo sư Dempsey từng là thành viên sáng lập nhóm nghiên cứu tạo ra hình ảnh đầu tiên của hố đen, dẫu khi đó vị trí của bà còn trẻ và là người mới tham gia công việc. Bà nhớ lại khoảnh khắc chứng kiến hình ảnh này với cảm xúc đầy kinh ngạc trước quy mô kỹ thuật vượt trội đã được chinh phục. Đây là một trong những dấu mốc quan trọng thúc đẩy bà tiếp tục công việc trong lĩnh vực này.

Bà cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc truyền đạt khoa học một cách dễ hiểu và hấp dẫn, với quan điểm nếu không thể giải thích công việc của mình rõ ràng một thợ sửa ống nước hiểu được thì có nghĩa là chưa thực sự hiểu chính công việc đó. Để minh họa cách liên kết các ăng-ten nhỏ thành một hệ thống lớn hơn, bà còn sẵn sàng so sánh với nhóm nhạc K-Pop với nhiều ca sĩ và vũ đạo đồng bộ.

SKA-Low đặt mục tiêu nghiên cứu các bí ẩn của vũ trụ sơ khai, quan sát sự sinh trưởng và suy tàn của những ngôi sao đầu tiên cùng sự hình thành các thiên hà ban đầu. Tuy nhiên, Giáo sư Dempsey cho rằng không thể đoán trước những phát hiện đột phá mà dự án sẽ mang lại trong tương lai.

Bà hình dung trong tương lai, SKA có thể phát hiện các hiện tượng như sét trên một hành tinh khác hoặc những hiện tượng chưa từng được ghi nhận. Điều này sẽ làm cho thiên văn học trở nên thú vị hơn nhiều so với việc chỉ tìm thấy những điều đã dự đoán trước.

Dù phát hiện mới là gì, Giáo sư Dempsey khẳng định Tây Úc có thể tự hào về vai trò quan trọng trong việc mở rộng hiểu biết của nhân loại về vũ trụ. Triển lãm "Cosmic Echoes" sẽ diễn ra đến ngày 6 tháng 9 tại Bảo tàng Geraldton.