Hình ảnh minh họa về GW250114, một vụ va chạm mạnh mẽ giữa hai lỗ đen được các nhà thiên văn học quan sát với độ chi tiết chưa từng có (Ảnh: LVK/URI)
Vụ va chạm này mang lại cái nhìn rõ nét nhất từ trước tới nay về những vật thể bí ẩn này và đồng thời xác nhận những dự đoán từ lâu của hai nhà vật lý vĩ đại Albert Einstein và Stephen Hawking.
Sự kiện, mang mã số GW250114, được phát hiện nhờ hệ thống đài quan sát sóng hấp dẫn LIGO, gồm hai thiết bị đặt tại Louisiana và Washington (Mỹ). LIGO đã ghi nhận sóng hấp dẫn - những gợn sóng li ti trong không-thời gian, do hai hố đen khổng lồ va chạm sinh ra.
Sóng hấp dẫn vốn được Einstein dự đoán trong thuyết tương đối rộng năm 1915, nhưng chính ông từng cho rằng công nghệ nhân loại sẽ không bao giờ đủ khả năng phát hiện. Tuy nhiên, vào tháng 9/2015, LIGO đã lần đầu tiên ghi nhận tín hiệu này, mở ra kỷ nguyên mới trong thiên văn học và mang về giải Nobel Vật lý năm 2017 cho ba nhà khoa học chủ chốt.
Trong nghiên cứu mới đây, nhóm LIGO-Virgo-KAGRA cho biết hai hố đen tham gia va chạm có khối lượng gấp 30 - 35 lần Mặt trời. Sau quá trình quay quanh nhau gần như tròn hoàn hảo, chúng hợp nhất thành một hố đen mới nặng khoảng 63 lần Mặt trời, quay với tốc độ 100 vòng/giây, cách Trái đất khoảng 1 tỷ năm ánh sáng.
Biểu đồ thể hiện những khám phá được thực hiện bởi mạng lưới LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) kể từ lần đầu tiên LIGO phát hiện sóng hấp dẫn phát ra từ một cặp lỗ đen va chạm vào năm 2015 (Ảnh: Caltech)
Quan sát từ GW250114 đã xác nhận hai dự đoán quan trọng: thứ nhất là phương trình của nhà toán học Roy Kerr (1963), cho rằng hố đen có thể được mô tả chỉ bằng hai thông số - khối lượng và tốc độ quay. Nhờ phân tích "tiếng chuông ngân" - sự rung động sóng hấp dẫn phát ra sau va chạm, các nhà khoa học đã lần đầu tiên tách được hai tần số riêng biệt của hố đen, khẳng định tính đơn giản nhưng cơ bản này; thứ hai là định lý diện tích do Stephen Hawking đề xuất năm 1971, nêu rằng diện tích bề mặt của hố đen không bao giờ giảm đi sau va chạm, mà chỉ có thể giữ nguyên hoặc tăng lên. Với dữ liệu rõ ràng từ GW250114, các nhà nghiên cứu đã xác nhận chắc chắn định lý này.
LIGO, cùng với hai "người anh em" Virgo (Italy) và KAGRA (Nhật Bản), hiện do cộng đồng hơn 1.600 nhà khoa học quốc tế điều hành. Kể từ năm 2015, mạng lưới này đã quan sát hơn 300 vụ hợp nhất hố đen. Nhờ các cải tiến lớn về laser và gương, tín hiệu GW250114 đạt độ chính xác cao gấp 3 lần so với lần phát hiện đầu tiên.
Các chuyên gia nhận định việc lần đầu tiên tách được "âm bội" của hố đen là cột mốc lớn trong vật lý thiên văn, mở đường cho những thử nghiệm sâu hơn về bản chất không-thời gian. Đồng thời, kết quả này còn có thể góp phần vào mục tiêu xa hơn là kết hợp thuyết tương đối rộng với cơ học lượng tử - hai trụ cột tưởng chừng mâu thuẫn của vật lý hiện đại.
Bạn không thể gửi bình luận liên tục.
Xin hãy đợi 60 giây nữa.