Các nhà thiên văn vẫn chưa một lần được tận mắt nhìn thấy hố đen. Tuy nhiên, họ nhận ra chúng thông qua lực hấp dẫn và bức xạ của một hố đen khổng lồ.
Hố đen là một vùng không-thời gian mà trường hấp dẫn của nó lớn tới mức ngăn cản bất kỳ vật dạng vật chất nào, ngay cả ánh sáng cũng không thể "lọt" qua đường chân trời của nó.
Các nhà thiên văn học khẳng định rằng có lỗ đen, nhưng vẫn chưa ai được quan sát chúng một cách trực tiếp.
Và những hình ảnh về hố đen mà các nhà thiên văn học đưa ra thực chất đó chỉ là những hình ảnh... minh họa mà thôi.
Tất cả các bức ảnh về hố đen đều là hình minh họa.
Tại sao chưa một nhà thiên văn học nào nhìn thấy hố đen?
Các nhà khoa học cho biết, khó khăn nhất của việc quan sát hố đen là ngay cả các hố đen "siêu khổng lồ" thì nó cũng chỉ "hiện hình" một cách "siêu nhỏ".
Dimitrios Psaltis, một nhà thiên văn của trường Đại học Arizonacho biết: "Hố đen nằm ở trung tâm dải ngân hà Milky way là một vật thể lớn nhất trên bầu trời".
Tuy nhiên, việc "chộp được các hố đen cũng khó khăn như việc chúng ta chụp một đĩa DVD trên Mặt Trăng vậy".
Như chúng ta đã biết, các hố đen trong vũ trụ có lực hấp dẫn rất lớn, nên chúng được bao bọc bởi những dạng vật chất sáng khác khiến chúng ta không thể quan sát chúng một cách thông thường.
Thông thường, các nhà thiên văn học chỉ quan sát được các hố đen thông qua tác động lực hấp dẫn và bức xa của chúng.
Các hố đen trong vũ trụ có lực hấp dẫn rất lớn.
Dimitrios Psaltis cũng cho biết thêm: "Chúng tôi đo quỹ đạo của các ngôi sao và khí gas xung quanh những "điểm đen" trên bầu trời và đo cả các điểm đen.
Nếu chúng tôi đo mà không nhận thấy có vật thể nào quá lớn và quá đen nào khác, chúng tôi sẽ khẳng định rằng đó là hố đen".
...Và chúng ta có những hình ảnh gián tiếp về hố đen
Những hình ảnh gián tiếp "chuẩn" nhất về các hố đen là của Đài thiên văn tia X Chandra (Chandra X-ray Observatory - CXO) của Nasa, nơi mà nhà thiên văn Edmonds làm việc.
Ông Edmonds cho biết: "Khi các dạng vật chất của hố đen va chạm và "cọ sát" vào nhau "sản xuất" ra tia X". Và Chandra là một loại kính viễn vọng không gian được thiết kế đặc biệt để quan sát tia X.
Ví dụ, đài quan sát Chandra đã đưa ra bằng chứng chứng minh tiếng vang động trời tia X phát ra do vụ sáp nhập của hai thiên hà cách nhau 26 triệu năm ánh sáng.
Các nhà vật lý học nghi ngờ rằng âm thanh này được phát ra từ một hố đen siêu khổng lồ.
Tia X.
Tương tự như vậy, các đốm màu fuchsia (màu của loài hoa Vân Anh) trên hình ảnh này là vùng của bức xạ tia X với cường độ cao, được cho là các hố đen hình thành khi hai thiên hà va chạm.
Còn đây là tia X và sóng âm thanh phát ra từ khu vực trung tâm của thiên hà Perseus.
Hình ảnh dưới đây được kính thiên văn Chandra ghi lại, giúp chúng ta có thể dễ dàng quan sát "màn trình diễn ánh sáng" lớn nhất từ trước đến nay.
Và đây là một hình ảnh thu nhỏ của tia X.
Một hình ảnh thực của một lỗ đen sẽ tiết lộ chân trời sự kiện của nó.
Chúng ta có thể nhìn thấy các hố đen "nôn" vật chất đen khổng lồ ra ngoài vũ trụ
Dưới đây là một hình ảnh hỗn hợp (hình ảnh kết hợp từ kính viễn vọng Hubble và kính viễn vọng vô tuyến) cho thấy những luồng năng lượng và vật chất bị ném ra khỏi trung tâm của ngân hà Hercules.
Luồng năng lượng và vật chất bị ném ra khỏi trung tâm của ngân hà Hercules.
Hình ảnh vật chất đen khổng lồ sắp bị đẩy ra khỏi hố đen ở trung tâm của Centaurus A, một thiên hà cách 13 triệu năm ánh sáng.
Các nhà thiên văn quan sát thấy các vì sao quay quanh một vật thể bí ẩn giống như là hố đen
Bằng chứng của một hố đen thông qua timelapse 16 năm của các ngôi sao di chuyển gần trung tâm của ngân hà Milky Way.
Chúng ta sẽ sớm nhìn thấy hố đen thực...
Một hình ảnh thực của một lỗ đen sẽ tiết lộ chân trời sự kiện của nó, đường biên bên ngoài không cho bất cứ vật chất nào trốn thoát.
Các nhà khoa học suy đoán chân trời sự kiện trông sẽ không khác là mấy so với những hình ảnh minh họa: một ranh giới giữa vùng sáng và một khoảng trống trong không gian.
Hình ảnh hố đen khổng lồ.
Một hình ảnh thật cũng có thể chỉ ra một đĩa vật chất bồi đắp (accretion disk) – một vòng sáng "nuốt" một ngôi sao.
Trong thời gian tới, các nhà khoa học hy vọng có thể xác định sự tồn tại của hố đen trong trung tâm của ngân hà Milky Way, và xác định chúng thực sự trông như thế nào.
Dự án đầy tham vọng đó có tên "Event Horizon Telescope" (Kính thiên văn Chân trời sự kiện) sẽ phải đối mặt với vô vàn khó khăn, thách thức.
Mục tiêu vào cuối năm 2017 của dự án này là có một ảnh chụp nhanh về hố đen và có được hình ảnh đầu tiên về một chân trời sự kiện.
Với một hình ảnh thực về hố đen, các nhà khoa học có thể hiểu nhiều hơn về tác động của lực hấp dẫn, và có thể có nhiều xác minh về thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.