Phát hiện 2 hố đen vũ trụ sáp nhập cách đây 7 tỷ năm

1.512

Một hố đen được xác định có khối lượng gấp 66 lần Mặt trời và một hố đen khác sở hữu khối lượng lớn hơn - gấp 85 lần Mặt trời của chúng ta.

Cả 2 tiến đến gần nhau, nhanh chóng quay vòng nhau với chu kỳ vài lần mỗi giây trước khi đâm sầm vào nhau và tạo nên một vụ bùng nổ năng lượng dữ dội, tạo ra hàng loạt làn sóng xung kích truyền đi khắp vũ trụ. Kết quả, một hố đen có khối lượng gấp 142 lần Mặt trời của chúng ta được hình thành. Sự kiện vũ trụ này xảy ra cách đây khoảng 7 tỷ năm và tàn tích của nó - những làn sóng hấp dẫn vừa được phát hiện bởi các nhà khoa học trong một nghiên cứu được công bố vài hôm trước.

Sự kiện vũ trụ này xảy ra cách đây khoảng 7 tỷ năm.

Đây là phát hiện quan trọng bởi từ trước đến nay, gần như chưa một hố đen nào với kích thước tương đương được tìm thấy. Từ trước đến nay, thông thường, các hố đen được xác định sẽ thuộc 2 phạm vi kích thước khác nhau, tạm gọi là loại to và loại nhỏ. Đối với loại nhỏ, khối lượng trung bình của chúng sẽ gấp từ 5-100 lần so với Mặt trời. Còn đối với những hố đen siêu to khổng lồ nằm đâu đó ở trung tâm thiên hà, khối lượng của chúng gấp hàng triệu tỷ lần Mặt trời.

Trải qua xuyên suốt lịch sử hình thành và phát triển của ngành khoa học thiên văn vũ trụ, thứ các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm đó chính là nhóm hố đen "trung bình", với khối lượng trung bình to gấp 100-1.000 lần khối lượng Mặt trời. Từ lâu, các nhà thiên văn học gần như chắc chắn rằng nhóm hố đen này phải nằm đâu đó trong vũ trụ nhưng vẫn chưa thể tìm thấy bất kỳ dấu hiệu nào, và cuối cùng, họ đã làm được.

Để phát hiện ra vụ sáp nhập hố đen nói trên, các nhà khoa học đã phải tiến hành đo những sóng xung kích tạo ra bởi vụ nổ, những gợn sóng mà khi truyền đến Trái đất, chúng cực kỳ nhỏ để có thể được nhận ra. Khi các vật thể có khối lượng cực lớn như hố đen hợp nhất với nhau, chúng làm cong không gian và thời gian, tạo ra những gợn sóng trong cấu trúc của Vũ trụ và bắn đi khắp nơi với vận tốc của ánh sáng. Những gợn sóng này được gọi là sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn đã được tiên đoán bởi nhà vật lý thiên tài Albert Einstein vào năm 1918, được biết đến như một phần của thuyết tương đối rộng. Năm 2015, các nhà khoa học lần đầu tiên tìm thấy sóng hấp dẫn, xác nhận điều mà Einstein dự báo là đúng, đồng thời tạo đà để hướng tới một phương pháp mới trong quá trình quan sát vũ trụ.

Đài quan sát LIGO.

Đóng vai trò quan trọng trong phát hiện mới có sự tham gia của đài quan sát LIGO và Virgo. LIGO có hai đài quan sát, một đặt ở Louisiana và một ở bang Washington (Mỹ), cả hai được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. Mỗi cơ sở có hình dáng như chữ “L” khổng lồ, và các ‘cánh tay’ của chữ “L” chính là hai ống chân không kéo dài gần 4 km, với những tấm gương ở mỗi đầu. Các tấm gương này được sử dụng để đo đạc quá trình sóng hấp dẫn làm cong không gian - thời gian. Khi sóng hấp dẫn đi qua, một trong những gương tiến gần hơn đến điểm giao nhau, trong khi tấm còn lại di chuyển xa ra; các nhà khoa học đo lường hiện tượng này bằng cách chuyển laser ra khỏi gương. Sự thay đổi thời gian mà laser cần để bật ra khỏi một tấm gương cho thấy tác động của sóng hấp dẫn, nhưng sự dịch chuyển của gương rất nhẹ nhàng, rất nhanh và rất khó để phát hiện.

Cập nhật: 03/09/2020 Theo Tinh Tế