Lần đầu phát hiện bằng chứng về sóng hấp dẫn trong vũ trụ

Trương Đình
•
Chủ Nhật, 02/07/2023

Mới đây, các nhà khoa học đã công bố bằng chứng đầu tiên cho thấy sóng hấp dẫn mà nhà vật lý học Albert Einstein đưa ra từ cách đây hơn một thế kỷ: Âm thanh rì rào trong vũ trụ.

Khám phá mới chỉ ra loại sóng hấp dẫn này chiếm đầy trong không gian. Một giả thuyết chính cho rằng sóng hấp dẫn này sinh ra từ chuyển động xoắn ốc của lỗ đen siêu lớn trước khi hợp thành, các lỗ đen tạo ra các sóng hấp dẫn này là loại lỗ đen lớn ở mức gần như không thể tưởng tượng được, khối lượng của chúng lớn hơn hàng tỷ lần so với mặt trời.

Mở cánh cửa mới để hiểu vũ trụ

Đài quan sát Nanohertz ở Bắc Mỹ về Sóng hấp dẫn (NANOGrav) đã cung cấp khám phá này bằng công bố một loạt bài báo trên Tạp chí Vật lý Thiên thể (Astrophysical Journal Letters). Nanograv là trung tâm hàng đầu về vật lý được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia Mỹ, trung tâm có hơn 190 nhà khoa học từ Mỹ và Canada. Nghiên cứu này đã dành thời gian hơn 15 năm. Các nhà khoa học thu thập dữ liệu cao bằng cách sử dụng kính viễn vọng radio (radio telescopes) để tìm các sóng hấp dẫn này.

Hãng tin AFP cho biết bằng chứng này được xem là cột mốc quan trọng mở ra cánh cửa mới để hiểu vũ trụ.

Sóng hấp dẫn là những gợn sóng trong cấu trúc vũ trụ, đi qua mọi thứ bằng tốc độ ánh sáng, hoàn toàn không gì cản trở được. Nhà vật lý học Einstein lần đầu tiên đề xuất sự tồn tại của sóng hấp dẫn vào năm 1916. Trong thuyết tương đối rộng của ông, sóng hấp dẫn được coi là hình thành bởi độ cong của cấu trúc không gian – thời gian, bất kỳ vật thể có khối lượng nào khi tăng tốc vận động cũng sẽ ảnh hưởng đến không gian – thời gian xung quanh. Hình thức này chính là sóng hấp dẫn.

Sự tồn tại của sóng hấp dẫn chỉ được xác nhận vào năm 2015 khi Mỹ và Đài quan sát Ý lần đầu tiên phát hiện hai vụ va chạm lỗ đen.

Trong nhiều thập niên, các nhà khoa học đã không ngừng tìm kiếm sóng hấp dẫn thấp, cho rằng chúng sẽ giống như tiếng ồn nền (background noise). Đến nay các nhà khoa học cho rằng cuối cùng họ đã tìm thấy bằng chứng thuyết phục của những sóng nền này. Nhà nghiên cứu Michael Keith của Mảng thời gian sao xung châu Âu (European Pulsar Timing Array, EPTA) cho biết: “Bây giờ chúng ta đã biết rằng vũ trụ chứa đầy sóng hấp dẫn”.

Trong khi đó, nhà vật lý thiên thể tại Đại học bang Oregon là Jeff Hazboun nhận định: “Sóng hấp dẫn được tạo ra bởi các vật thể rất dày đặc trong vũ trụ… Trong khi băng qua vũ trụ, sóng hấp dẫn đã kéo dài và nén không gian – thời gian”. Ông là một trong những thành viên của nghiên cứu này, cũng là tác giả chính của các bài báo có liên quan được xuất bản trên Tạp chí Vật lý thiên thể.

Âm thanh nền của sóng hấp dẫn giống như bữa tiệc ồn ào

Các nhà nghiên cứu mô tả nền tảng của sóng hấp dẫn trong vũ trụ là âm thanh ồn ào giống như một đám đông người tụ họp, không thể phân biệt giọng nói bất kỳ cá nhân nào.

Thành viên Daniel Readon của EPTA cho hay: “Âm thanh nền của tất cả những lỗ đen này rì rào giống như ngồi trong một nhà hàng ồn ào nghe mọi người đang nói chuyện”.

Các nhà thiên văn học từ lâu đã dựa vào nghiên cứu ánh sáng để khám phá vũ trụ, nhưng phương pháp này bị hạn chế, không thể giúp hiểu sâu được nhiều khía cạnh của vũ trụ, nhưng sóng hấp dẫn có thể giúp hiểu thấu đáo hơn.

Các nhà khoa học cho hay rằng trong tương lai, sóng hấp dẫn tần số thấp có thể tiết lộ thêm nhiều thông tin về giãn nở của vũ trụ thời kỳ đầu giúp hé mở thêm hiểu biết về vật chất tối, cũng có thể giúp các nhà khoa học hiểu hơn cách các lỗ đen và thiên hà đã hình thành và phát triển.

Trương Đình

Video: Thiển đàm về võ thuật truyền thống và võ thuật hiện đại