Máy dò không gian giúp các nhà khoa học "nghe" thấy sự va chạm giữa các thiên hà

Điều gì có thể tuyệt vời hơn bằng việc khám phá ra rằng một thứ chưa từng được biết đến trước đây trở thành một trong những phát hiện vĩ đại nhất trong lịch sử ngành vật lí, thậm chí đã được chứng nhận bằng một lời dự đoán của Albert Einstein từ 100 năm về trước.

Khám phá làm thay đổi lịch sử

Vào hôm thứ 3 vừa qua, tại một cuộc họp báo tại trung tâm nghiên cứu thiên văn học Châu Âu, các nhà khoa học đã công bố rằng họ đã tiến gần hơn một bước trong việc xây dựng một máy dò khổng lồ trong không gian được gọi là Las Interferometer Space Antenna (LISA), có thể dò ra được những gợn sóng trong cấu trúc của không gian, hay còn được gọi là sóng hấp dẫn.

Nhiều khả năng bạn đã nghe được nhiều tin tức về LIGO (Laser Interferometer Gravitational - Wave Observatory, hiểu nôm na là một loại máy có thể quan sát và phát hiện ra sóng hấp dẫn) đã thay đổi lịch sử toàn bộ ngành nghiên cứu vũ trụ trong không gian khi nó lần đầu tiên phát hiện những làn sóng hấp dẫn vào tháng 9 năm ngoái.

Trong khi LIGO có thể dò ra những thứ gì được tạo ra từ sự va chạm của các hành tinh và hố đen, thì LISA lại có khả năng phát hiện ra những đợt sóng hấp dẫn khi toàn bộ hệ thiên hà va chạm vào nhau. Điều này cho chúng ta cái nhìn rõ ràng hơn về sự hình thành và tiến hóa của dải ngân hà.

LISA lại có khả năng phát hiện ra những đợt sóng hấp dẫn khi toàn bộ hệ thiên hà va chạm vào nhau.

Nghiên cứu mới về vũ trụ trong môi trường không trọng lực có thể cho chúng ta thấy được toàn cảnh của vụ nổ Big Bang.

Nhà khoa học NASA Charles Dunn đã nhận xét: "Nó giống như là mở ra một cánh cửa hoàn toàn mới".

Oliver Jenrich, Trưởng dự án khoa học của ESA cũng phát biểu: "Đột nhiên, chúng ta biết một thứ mà từ trước đến nay chúng ta không có bất kì bằng chứng gì về sự tồn tại của nó".

Dự án này là sự hợp tác của rất nhiều tổ chức, bao gồm cả Cơ quan nghiên cứu vũ trụ Châu Âu (ESA) và NASA.

Một bản giao hưởng cho vũ trụ

Những gì chúng ta có thể nhìn thấy được với ánh sáng chỉ chiếm 0,4% của vũ trụ. Phần còn lại của vũ trụ là vô hình. Chúng ta chỉ biết nó tồn tại bởi vì nó tạo ra lực hấp dẫn.

Trọng lực cho đến nay vẫn là một lực lượng hết sức bí ẩn trong ngành vật lí. Nhưng nhờ phát hiện mang tính lịch sử hồi tháng 9, chúng ta đã biết thêm được rằng những sự va chạm vũ trụ sẽ sinh ra các sóng hấp dẫn. Qua đó, những bức màn bí ẩn dần được hé lộ.

Việc này có thể được giải thích qua một ví dụ hết sức đơn giản:

Khi bạn ném những viên sỏi vào một ao hồ nước lặng, nó sẽ tạo ra các gợn sóng trên bề mặt, lan truyền ra xung quanh và ngày càng trở nên mờ nhạt dần đi khi viên sỏi đi xa hơn và dần chìm vào mặt nước.

Đó là những con sóng, hoặc những gợn sóng mà các nhà khoa học đang cố gắng để phát hiện trong không gian. Làm như vậy sẽ cho chúng ta có thể nghe thấy, theo một cách nào đó, 99,6% của vũ trụ mà chúng ta không bao giờ có thể nhìn thấy được.

Theo một cách nào đó, 99,6% của vũ trụ mà chúng ta không bao giờ có thể nhìn thấy được.

Bạn đã thử tưởng tượng bạn đi lạc trong một khu rừng mà không nghe thấy bất kì âm thanh nào chưa?

"Nếu không có âm thanh, bạn sẽ không thể nào biết được trong khu rừng tồn tại sự sống'', giáo sư Stefano Vitale, người đứng đầu cuộc điều tra trả lời phỏng vấn với tờ Business Insider: "Khi bạn nghe thấy tiếng âm thanh, bạn có thể cảm nhận được nguồn gốc của nó - thứ mà bạn tìm kiếm đang ẩn sâu trong khu rừng già kia".

"Sóng hấp dẫn, như một bản giao hưởng của vũ trụ giúp chúng ta cảm nhận được những gì chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường''.

Chơi vơi

LIGO là một bước đột phá lớn giúp chúng ta phát hiện ra được những sự va chạm nhỏ gần hệ mặt trời. Nhưng còn những thứ lớn lao hơn giả dụ như sự va chạm giữa những hố đen với kích thước khổng lồ, lớn hơn hàng triệu lần so với mặt trời trong dải ngân hà thì sao?

Đấy chính là lúc LISA phát huy tác dụng. Để có thể dò ra những thứ như thế này thì bất cứ hệ thống dò tìm nào mà các nhà khoa học đang sử dụng phải hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi bất kì các cơn địa chấn từ lớn đến nhỏ nào, chẳng hạn như sự chuyển động của trái đất, xe tải hay thậm chí là cả tiếng ồn phát ra từ bước chân người đi bộ.

LIGO là một bước đột phá lớn giúp chúng ta phát hiện ra được những sự va chạm nhỏ gần hệ mặt trời.

Để tránh điều này xảy ra, tĩnh mạch của NASA sẽ được gắn một loạt các khối hình lập phương làm bằng vàng - bạch kim có diện tích chỉ khoảng 4,6 centimet vuông, phóng vào vũ trụ đi đến gần đến một địa điểm mà có cảm giác ''chơi vơi'' hoàn hảo nhất và không bị ảnh hưởng bởi bất kì âm thanh nào ngoài sự chênh lệch về trọng lực.

Tính tới thời điểm này, kết quả đã vượt xa sự mong đợi của tất cả

''Mọi người vẫn nghĩ rằng điều chúng tôi cố gắng để thực hiện là viển vông'', Paul McNamara, trưởng nhóm dự án của LISA trả lời phỏng vấn Business Insiders. ''Bất chấp tất cả những sự nghi ngờ đó, vào ngày đầu tiên hoạt đông nó đã thành công. Những gì chúng tôi đạt được đã vượt quá những gì được kì vọng''.

Dự án LISA sẽ bao gồm 3 con tàu phi hành đứng theo 3 cạnh của hình tam giác mà khoảng cách giữa chúng cách nhau cả triệu dặm. Mỗi con tàu sẽ mang trong mình 2 khối hình lập phương tí hon, mà khoảng cách giữa chúng sẽ được đo đạc bằng việc mất bao lâu để một tia sáng la-de đi từ con tàu này đến con tàu khác.

Khi mà các sóng hấp dẫn đi qua nó, hình dạng tam giác của 3 con tàu này sẽ thay đổi, một góc sẽ ngắn đi và một góc sẽ dài ra hơn, gần bằng với hình dạng của một vụ nổ nguyên tử. Và sự thay đổi ''nhỏ'' này sẽ được các nhà khoa học nghiên cứu và đo đạc.

''Kết quả cho thấy những hoạt động này phóng ra nhiều đợt sóng hấp dẫn nhiều hơn tất cả các hành tình và thiên hà trong vũ trụ cộng lại", trưởng dự án McNamara nói: "Khi 2 vật thể lớn va chạm sẽ làm rung chuyển cả vũ trụ .Và chúng ta sẽ có thể làm một vài đo đạc về việc đó''.