Sóng hấp dẫn nguyên thủy chỉ xuất hiện vào thời điểm vũ trụ đại bùng nổ, cụ thể là trong khoảng thời gian cực ngắn từ 10^-36 giây đến 10^-32 giây sau khi vũ trụ vừa hình thành. Đây là giai đoạn vũ trụ trải qua quá trình giãn nở cực nhanh.

Trong quá trình này, toàn bộ vũ trụ đã giãn nở với tốc độ vượt xa vận tốc ánh sáng. Tất nhiên, đây chỉ là sự giãn nở của không gian chứ không phải vật chất thực hiện chuyển động siêu vận tốc ánh sáng, do đó không vi phạm các lý thuyết vật lý hiện hành.

Ở giai đoạn này, sóng hấp dẫn được giải phóng từ sự giãn nở siêu vận tốc ánh sáng của vũ trụ được gọi là sóng hấp dẫn nguyên thủy.

Sóng hấp dẫn nguyên thủy mang ý nghĩa đặc thù. Thông qua một cơ chế phức tạp, các lý thuyết hiện tại có thể coi việc xác định sự tồn tại của sóng hấp dẫn nguyên thủy cũng chính là xác định sự tồn tại của hạt hấp dẫn (graviton).

Nói cách khác, không cần trực tiếp quan trắc hạt hấp dẫn, chỉ cần xác nhận được sóng hấp dẫn nguyên thủy thực sự tồn tại, thì có thể khẳng định hạt hấp dẫn cũng tồn tại.

Vậy vấn đề hiện tại trở thành: Làm thế nào để xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn nguyên thủy?

May mắn thay, vấn đề này có thể giải quyết thông qua quan trắc, dù rằng tương đối khó khăn.

Nguyên nhân là do bước sóng của sóng hấp dẫn nguyên thủy quá dài, tần số quá thấp. Bước sóng của nó thậm chí dài đến mức tương đương với quy mô của vũ trụ quan sát được, tức là lên tới hàng trăm tỷ năm ánh sáng.

Ngay từ giai đoạn văn minh cấp 1, nhân loại đã xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn và phát hiện ra chúng.

Tuy nhiên, những sóng hấp dẫn mà nhân loại sơ khai phát hiện được đều có năng lượng cực cao, tần số cực cao và bước sóng rất ngắn. Chúng thường là kết quả của các quá trình vật lý kịch liệt như hố đen sáp nhập, hố đen nuốt chửng sao neutron, hoặc các vụ va chạm giữa các sao neutron.

Điển hình như sự kiện sáp nhập giữa hai hố đen từng được ghi nhận.

Tại một vị trí cách hệ Mặt Trời khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng, một hố đen có khối lượng gấp 36 lần Mặt Trời và một hố đen khác có khối lượng gấp 29 lần Mặt Trời đã điên cuồng xoay quanh nhau, cuối cùng sáp nhập thành một hố đen khổng lồ.

Tính toán đơn giản cho thấy, hố đen sau khi sáp nhập lẽ ra phải có khối lượng bằng tổng khối lượng của hai hố đen trước đó, tức là gấp 65 lần khối lượng Mặt Trời.

Nhưng kết quả thực tế sau khi sáp nhập lại chỉ còn khoảng 62 lần khối lượng Mặt Trời.

Vậy khoảng 3 lần khối lượng Mặt Trời bị thiếu hụt đã đi đâu?

Câu trả lời là nó đã được giải phóng dưới dạng sóng hấp dẫn và bức xạ ra toàn vũ trụ.

Trong khoảnh khắc đó, công suất bức xạ sóng hấp dẫn từ vụ sáp nhập hai hố đen lên tới 3,6 x 10^49 Watt. Công suất tức thời này thậm chí còn vượt xa tổng công suất bức xạ ánh sáng khả kiến của toàn bộ vũ trụ quan sát được gấp 10 lần.

Đối với sự kiện bức xạ sóng hấp dẫn dữ dội như vậy, tần số của sóng hấp dẫn vào khoảng 250Hz, nghĩa là dao động 250 lần mỗi giây.

Sóng hấp dẫn truyền đi với vận tốc ánh sáng, vì vậy có thể tính được bước sóng của bức xạ này là khoảng 1.200 km.

Thiết bị dò tìm LIGO được sử dụng để phát hiện sự kiện này đã ghi nhận được sự thay đổi chiều dài nhỏ hơn một phần vạn đường kính hạt nhân nguyên tử, từ đó xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn.

Thế nhưng, nếu một loại sóng hấp dẫn có bước sóng ngắn chỉ 1.200 km đã khó dò tìm đến thế, thì sóng hấp dẫn nguyên thủy với bước sóng tương đương toàn bộ vũ trụ quan sát được, tức là khoảng 96 tỷ năm ánh sáng, phải quan trắc như thế nào?

Đối mặt với loại sóng này, ngay cả nhân loại đã phát triển đến đỉnh cao văn minh cấp 3, sở hữu vô số phương tiện dò tìm sóng hấp dẫn, cũng không thể nào dò ra được nếu chỉ cố gắng theo cách thông thường.

Ở giai đoạn hiện tại, nhân loại đã xây dựng các trạm laser cách nhau hàng chục triệu km trong không gian.

Đối với thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn, có thể hiểu đơn giản rằng chiều dài cánh tay của thiết bị càng lớn thì độ chính xác càng cao.

Việc xây dựng các thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn bằng laser trong không gian với khoảng cách hàng chục triệu km tương đương với chiều dài cánh tay lên tới hàng chục triệu km — để so sánh, thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn trong sự kiện sáp nhập hố đen trước đây chỉ có chiều dài cánh tay là 4 km — vậy mà vẫn không thể phát hiện ra sóng hấp dẫn nguyên thủy.

Tuy nhiên, nhân loại còn có một phương thức dò tìm sóng hấp dẫn với độ chính xác cao hơn: mạng lưới thiết bị dò tìm dựa trên xung nhịp của sao xung (pulsar).

Sao xung là một loại sao neutron. Chúng có bức xạ cực kỳ mạnh mẽ và chu kỳ tự quay vô cùng ổn định.

Sao xung xoay tốc độ cao phát ra các sóng điện từ, giống như ánh sáng hải đăng quét qua Trái Đất theo một tần số cố định.

Mọi người sử dụng sao xung như một trạm laser trong mạng lưới giao thoa kế để dò tìm sự tồn tại của sóng hấp dẫn.

Nguyên lý rất đơn giản: khoảng cách bức xạ của sao xung là cực kỳ ổn định. Nếu có sóng hấp dẫn đi qua, khoảng cách bức xạ này sẽ xuất hiện những biến đổi cực kỳ nhỏ. Đo lường những biến đổi này chính là đo lường tính chất của sóng hấp dẫn.

Thông qua phương thức này, khoảng cách giữa Trái Đất và sao xung được dùng làm "đồng hồ" có thể coi như chiều dài cánh tay của thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn.

Nhờ đó, nhân loại đã nâng cấp chiều dài cánh tay của thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn lên tới quy mô hàng trăm, thậm chí hàng ngàn năm ánh sáng.

Từ chiều dài cánh tay ban đầu là 4 km, sau đó tăng lên hàng chục triệu km, và đến tận bây giờ là hàng ngàn năm ánh sáng, năng lực của nhân loại trong lĩnh vực dò tìm sóng hấp dẫn đã đạt được bước tiến nhảy vọt cực kỳ to lớn, độ chính xác tăng lên không chỉ gấp trăm ngàn lần.

Nhưng... thật đáng tiếc, dù độ chính xác có tăng cao đến thế, trước những "quái vật" như sóng hấp dẫn nguyên thủy — loại có bước sóng đạt tới quy mô đường kính của vũ trụ quan sát được — thì tất cả vẫn hoàn toàn bất lực.

Muốn dò tìm sóng hấp dẫn nguyên thủy, cần phải tìm lối tắt, cần một phương pháp dò tìm hoàn toàn mới.

Hàn Dương đã tìm ra phương pháp về mặt lý thuyết để dò tìm sóng hấp dẫn nguyên thủy.

Bởi vì vũ trụ ngay từ thuở sơ khai đã trải qua quá trình bành trướng siêu vận tốc ánh sáng, mà sóng hấp dẫn nguyên thủy chỉ có thể truyền dẫn ở tốc độ ánh sáng, nên nó đã bị "phong ấn" bên trong bức xạ nền vi ba vũ trụ.

Bức xạ nền vi ba vũ trụ có thể được coi đơn giản là luồng ánh sáng đầu tiên của vũ trụ ngay khi vừa mới hình thành, hay còn gọi là "ánh sáng nguyên thủy".

Đây là một loại bức xạ điện từ tràn ngập khắp vũ trụ quan sát được, với nhiệt độ khoảng 2,725 Kelvin.

Nếu sóng hấp dẫn nguyên thủy tồn tại, thì tất nhiên nó đã trở thành một bộ phận của bức xạ nền vũ trụ.

Mà phàm là thứ gì tồn tại, chắc chắn sẽ để lại dấu vết. Thông qua các phương pháp xã hội học thay vì khoa học thuần túy, Hàn Dương đã biết được sóng hấp dẫn nguyên thủy thực sự tồn tại, vì vậy, những dấu vết này chắc chắn cũng tồn tại.

Do đó, Hàn Dương đã tìm ra phương thức cuối cùng để hoàn thành việc lượng tử hóa hạt hấp dẫn: Thông qua việc dò tìm bức xạ nền vi ba vũ trụ, tìm kiếm những ảnh hưởng do sóng hấp dẫn nguyên thủy gây ra và tách biệt chúng ra.

Đây cũng là một công việc cực kỳ khó khăn. Rốt cuộc, dù những ảnh hưởng này có thực sự tồn tại, thì chúng chắc chắn cũng vô cùng nhỏ bé. Muốn phát hiện ra chúng, cần phải có các thiết bị và phương pháp dò tìm với độ nhạy cao đến mức khó có thể tưởng tượng nổi.

Tuy nhiên, dù cực kỳ khó khăn, nó vẫn mang tính khả thi về mặt thực hiện, không giống như những phương pháp khác — ví dụ như quan trắc trực tiếp hạt hấp dẫn hay dùng thiết bị dò tìm sóng hấp dẫn để quan sát sóng hấp dẫn nguyên thủy — vốn hoàn toàn không có khả năng thực hiện.

Sau khi tiêu hóa và hấp thụ toàn bộ dữ liệu khoa học mua được từ văn minh Từ Vân Quang, Hàn Dương xác nhận rằng giờ đây mình đã đủ khả năng về mặt lý thuyết để chế tạo ra thiết bị quan trắc với độ chính xác cần thiết.

Tất nhiên, đó mới chỉ dừng lại ở lý thuyết. Để biến lý thuyết thành thực tế, chế tạo ra loại thiết bị dò tìm này vẫn là một thách thức vô cùng to lớn.

Hay nói cách khác, việc chế tạo đơn thuần thì không khó — đối với một văn minh nhân loại đã sở hữu năng lực công trình mạnh mẽ đến mức có thể đẩy cả một hành tinh di chuyển như hiện nay, thì thiết bị nào có thể làm khó được họ?

Chính xác hơn mà nói, vấn đề nằm ở chỗ nên chế tạo thiết bị này như thế nào mới là gian nan nhất.

Điều này liên quan đến một lượng lớn các tính toán lý thuyết.

Mọi người cần phải xác định chính xác các thông số cần thiết để có thể phát hiện ra những ảnh hưởng này, sau đó mới nghiên cứu cách hiện thực hóa các thông số đó, nên sử dụng loại vật liệu và cấu trúc nào, v.v.

Dựa trên mục tiêu này, giới khoa học nhân loại cùng Hàn Dương đồng thời triển khai hàng loạt tính toán, nghiên cứu và thực hiện các thí nghiệm hết lần này đến lần khác.

Trong quá trình đó, vô số vấn đề khoa học hóc búa đã nảy sinh. Mặc dù có sự hỗ trợ của công cụ toán học mạnh mẽ là "Phân tích La thị" giúp nâng cao hiệu suất và giảm bớt khó khăn, giới khoa học nhân loại vẫn bộc lộ dấu hiệu lực bất tòng tâm.

Không còn cách nào khác, trong mấy trăm năm qua, họ đã quá quen với việc học tập tri thức có sẵn, sau đó thực hiện các nghiên cứu mang tính ứng dụng hoặc cải tiến nhỏ trên nền tảng đó. Bây giờ, khi phải tự mình khám phá những lĩnh vực chưa biết — thật sự là họ không có tư duy và ý thức đó.

Hàn Dương hiểu rằng, những nhân tài nghiên cứu khoa học thực sự sở hữu tư duy và ý thức này chỉ có thể được đào tạo dần dần từ thế hệ sau.

Thông thường, một văn minh bình thường sẽ không có cơ hội này, bởi vì môi trường cả trong lẫn ngoài đều không cho phép.

Chỉ có nhân loại với sự tồn tại của Hàn Dương mới có được cơ hội này.

Giới khoa học nhân loại chỉ có thể thực hiện một số công tác phụ trợ, còn trọng tâm mấu chốt của hạng mục này vẫn đặt trên vai Hàn Dương.

May mắn thay, ở giai đoạn này, sau những lần nâng cấp trọng đại trước đó, Hàn Dương đã đủ tự tin để đối mặt với nan đề này.

Trong quá trình đó, Hàn Dương trước tiên xác nhận các điều kiện môi trường bên ngoài cần thiết để kiến tạo thiết bị dò tìm này.

Các loại bức xạ nhiễu càng thấp càng tốt.

Môi trường này khác với loại máy dò hạt trung hòa vốn yêu cầu bức xạ nền cực thấp. Máy dò hạt trung hòa có thể đặt sâu dưới lòng đất để che chắn gần như toàn bộ bức xạ ngoại lai. Nhưng với thiết bị dò tìm lần này, nếu xây dựng dưới lòng đất mà che chắn luôn cả bức xạ nền vi ba vũ trụ, thì còn dò tìm cái gì nữa?

Yêu cầu đặt ra là các loại bức xạ khác phải thấp nhất có thể, nhưng đồng thời không được phép ảnh hưởng đến bức xạ nền vi ba vũ trụ.

Để đáp ứng các điều kiện dò xét này, chỉ có thể chọn những khu vực xa xôi, cách biệt với các hằng tinh và các loại thiên thể khác.

Nguyên nhân rất đơn giản, hằng tinh là nguồn phát xạ cường độ cao phổ biến và dày đặc nhất trong vũ trụ. Ngoài hằng tinh, các thiên thể có bức xạ mạnh khác cũng không phù hợp. Hố đen, sao neutron, sao lùn trắng, đặc biệt là những thiên thể cực đoan đang trong quá trình bồi tụ vật chất, càng ở xa càng tốt.

Hàn Dương cuối cùng đã lựa chọn một vị trí cách Hệ Mặt Trời khoảng 16,2 năm ánh sáng. Nơi đó, hằng tinh gần nhất cũng cách xa 5 năm ánh sáng. Hơn nữa, những hằng tinh xung quanh khu vực này đều là sao lùn đỏ và sao lùn vàng có công suất bức xạ thấp, không tồn tại các siêu sao xanh hay các thiên thể có khối lượng siêu lớn.

Sau khi chọn xong địa điểm, bước tiếp theo là kết hợp với điều kiện môi trường cụ thể để thiết kế cấu trúc thiết bị dò xét sao cho phù hợp nhất. Tất nhiên, trước đó Hàn Dương cần xác định rõ tiêu chuẩn kỹ thuật mà thiết bị này phải đạt được.

Dựa trên các dữ liệu khoa học hiện có, dù tạm thời chưa biết tiêu chuẩn dò xét nào mới có thể phát hiện ra loại ảnh hưởng này, nhưng anh đã xác định được những tiêu chuẩn nào chắc chắn không thể nhận diện được nó. Từ đó, anh xác lập được ngưỡng giới hạn tính năng. Sau đó, thông qua các phép tính quy mô lớn và giải quyết hàng loạt phương trình phức tạp —— trong đó công cụ toán học "Phân tích La thị" đóng vai trò then chốt, giúp giải mã nhiều phương trình vốn trước đây không thể giải được —— anh đã tìm ra đáp án.

Tất nhiên, quá trình này không thể chỉ dựa vào năng lực tính toán của riêng Hàn Dương. Không phải anh không tính được, mà là làm như vậy quá lãng phí tài nguyên. Với những phép tính này, chỉ cần biên soạn chương trình rồi giao cho các siêu máy tính chuyên dụng thực hiện là đủ.

Vì thế, Hàn Dương đã chọn một hành tinh lùn nằm ở rìa một hệ sao xa xôi, cách Mặt Trời khoảng 200 tỷ km để xây dựng một Siêu Toán Trung Tâm quy mô lớn. Một trong những chỉ số quan trọng quyết định hiệu năng của siêu máy tính chính là khả năng tản nhiệt. Hành tinh lùn này do ở quá xa Mặt Trời nên nhiệt độ bề mặt thấp tới âm 260 độ C, vừa vặn đáp ứng nhu cầu giải nhiệt cho hệ thống.

Trên hành tinh này, Hàn Dương đã huy động năng lực kỹ thuật của nhân loại, kết hợp với khả năng của chính mình, chỉ trong vài năm ngắn ngủi đã xây dựng xong hàng vạn tòa Siêu Toán Trung Tâm. Tính lực của mỗi tòa tuy không bằng Hàn Dương nhưng cũng không chênh lệch quá nhiều. Khi hàng vạn tòa Siêu Toán Trung Tâm này vận hành hết công suất để giải các bài toán phức tạp mà Hàn Dương và giới khoa học nhân loại đặt ra, nhiệt lượng tỏa ra lớn đến mức khiến nhiệt độ bề mặt hành tinh tăng từ âm 260 độ C lên đến 2-3 độ C. Nó làm tan chảy các loại khí đóng băng, băng khô, metan, hydro và oxy trên bề mặt, tạo ra một tầng khí quyển mỏng.

May mắn thay, nhờ có tầng khí quyển này, nhiệt năng bức xạ ra ngoài không gian cũng nhiều hơn, tạm thời đạt đến trạng thái cân bằng giữa sinh nhiệt và thoát nhiệt. Nhiệt độ hành tinh không tăng thêm nữa, giúp các siêu máy tính có thể tiếp tục vận hành ổn định.

Dưới sự tính toán và kiểm chứng toàn lực, hàng loạt dữ liệu khoa học quý giá đã được tạo ra, giúp Hàn Dương dần hình thành khái niệm cơ bản về thiết bị dò xét trong tâm trí. Anh đã làm rõ cách thức chế tạo cũng như các chỉ số tính năng cần đạt được.

Sau khi xác định xong, anh bắt đầu sử dụng hàng trăm triệu tấn vật tư đã được vận chuyển từ trước bằng tàu mẹ của văn minh cấp năm.

Sau hai năm ròng rã, thiết bị dò xét bức xạ nền vi sóng vũ trụ khổng lồ được Hàn Dương đặt tên là "Thiên Nhãn I" cuối cùng đã hoàn thành. Trong vũ trụ bao la, dưới ánh sáng của vạn vì sao, mặt gương của thiết bị này sáng bóng như một tấm gương phản chiếu hoàn hảo hình ảnh của vũ trụ.

Phía sau mặt gương đó là hàng loạt thiết bị được kết nối với nhau bởi vô số đường ống và dây cáp phức tạp, với số lượng lên tới hàng chục vạn đơn vị. Diện tích mặt cắt của thiết bị dò xét này lên tới khoảng 4,6 km vuông.