Sóng hấp dẫn - Phát hiện lịch sử của nhân loại

"Lời tiên tri" của Einstein về sóng hấp dẫn từ hơn 100 năm trước nay đã được giải mã qua vụ va chạm kinh hoàng nhất trong vũ trụ.

Trong cuộc họp báo mới kết thúc vào rạng sáng ngày 12/2/2016 (giờ Việt Nam), các nhà khoa học đã chính thức xác nhận tìm ra sóng hấp dẫn - phát hiện được ca ngợi là "bước đột phá vĩ đại nhất thế kỷ".

Vùng không-thời gian bị uốn cong chính là sóng hấp dẫn.

Cụ thể, các chuyên gia thuộc Viện công nghệ California (Mỹ) tuyên bố đã tìm thấy khoảng không-thời gian bị uốn cong do sự va chạm giữa hai hố đen khổng lồ. Vùng không-thời gian bị uốn cong đó chính là sóng hấp dẫn - thứ đã được thiên tài Albert Einstein dự đoán trong Thuyết tương đối từ năm 1915. Phát hiện này cũng đồng thời tái khẳng định thuyết Big bang - giả thuyết vũ trụ được hình thành sau một vụ nổ khổng lồ - là đúng sự thật.

Còn giáo sư vật lý lý thuyết nổi tiếng Stephen Hawking thì cho rằng phát hiện này là một cột mốc lịch sử khoa học, đem lại một cách nhìn hoàn toàn khác biệt về vũ trụ, thậm chí có thể tạo nên một cuộc cách mạng trong giới thiên văn.

Quá trình "sát nhập" kinh hoàng của lỗ đen vũ trụ.

Sóng hấp dẫn tìm thấy trong nghiên cứu này được hình thành từ sự va chạm giữa hai hố đen khổng lồ, cách hành tinh của chúng ta 1,3 tỉ năm ánh sáng. Theo các dữ kiện từ LIGO (Đài quan trắc Sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser), hai hố đen này có khối lượng lớn gấp 29-36 lần Mặt trời.

Theo Thuyết tương đối rộng của Einstein, hai hố đen xoay quanh nhau sẽ mất dần năng lượng qua sự giải phóng của sóng hấp dẫn, khiến chúng tiến lại gần nhau với tốc độ nhanh dần. Trong một tích tắc rất nhanh, hàng tỷ tỷ tấn vật chất được phân phối lại, và một lỗ đen mới được sản sinh.

Theo tính toán của các nhà khoa học, trong 1/5 giây cuối cùng của vụ va chạm, lỗ đen mới sản sinh ra khối năng lượng gấp 50 lần tổng năng lượng của toàn bộ phần còn lại của vũ trụ (dưới các dạng ánh sáng, sóng từ trường, X-ray,...). Và hai đài quan sát LIGO tại Washington và Louisiana (Mỹ) đã xác định được các tín hiệu về sóng hấp dẫn trong khoảnh khắc cuối cùng này.

Thậm chí, họ đã có thể chuyển các tín hiệu thành sóng âm thanh, và chúng ta thực sự nghe được tiếng va chạm của hai lỗ đen vũ trụ khổng lồ. Các bạn có thể nghe được âm thanh này trong video dưới đây.

Video tiếng va chạm của hai lỗ đen vũ trụ khổng lồ.

Làn sóng hấp dẫn cực mạnh sau đó lan rộng ra khắp toàn vũ trụ, làm biến dạng không gian - thời gian trước khi "chạm" đến Trái đất 1,3 tỉ năm sau đó.

Các nhà khoa học đều rất hân hoan về phát hiện này, và cho rằng đây sẽ là một bước đột phá cho ngành vũ trụ học.

Mô phỏng hình ảnh sóng hấp dẫn khi hai hố đen va chạm vào nhau.

Theo Abhay Ashtekar - giám đốc Viện lực hấp dẫn và vũ trụ thuộc ĐH Penn (Mỹ), các vật thể trong vũ trụ đều có khả năng bẻ cong không gian và thời gian, nhưng rất yếu. Chỉ có những vật lớn với khối lượng vật chất dày đặc như hố đen và các sao neutron (ngôi sao hình thành sau vụ nổ siêu tân tinh, có kích thước bé nhưng khối lượng cực lớn) mới có khả năng này.

Chỉ có những vật lớn với khối lượng vật chất dày đặc như hố đen và các sao neutron mới có khả năng bẻ cong không-thời gian mạnh như này.

Còn giáo sư Philipp Podsiadlowski thuộc Viện Vật Lý Oxford (Anh) cho biết: "Việc tìm ra sóng hấp dẫn là một trong những phát minh quan trọng nhất của ngành vật lý thiên văn trong hơn 50 năm qua, sánh ngang với việc phát hiện ra hạt Higgs Boson".

Đây sẽ là một bước đột phá cho ngành vũ trụ học.

Trong hình là những tài liệu lịch sử ban đầu liên quan đến dự đoán về sự tồn tại của sóng hấp dẫn của Einstein.

Sinh viên Muzi Li tại Viện Nghiên cứu hấp dẫn tại Đại học Glasgow giữ một điện thoại mà cho thấy một mô phỏng máy tính của sóng trọng lực.

Bằng cách nghiên cứu các sóng hấp dẫn, các nhà khoa học hy vọng sẽ sớm tìm ra được bí ẩn của vũ trụ.

Sóng hấp dẫn là những gợn sóng vô hình trong cấu trúc không gian và thời gian gây ra bởi sự chuyển động của các đối tượng dày đặc như các lỗ đen.

Thí nghiệm mô phỏng về sóng hấp dẫn.

Mô phỏng này cho thấy vùng không-thời gian quanh hố đen đã bị bẻ cong.

Kỹ thuật viên ở LIGO đang làm việc.

Trong một tích tắc rất nhanh, hàng tỷ tỷ tấn vật chất được phân phối lại và một lỗ đen mới được sản sinh.

Mô phỏng 2 hố đen va chạm với nhau.