Vũ trụ vừa “minh oan” cho Albert Einstein: hiện tượng thiên văn ông tiên đoán từ hơn 100 năm trước đã thực sự xảy ra

Một vụ va chạm lỗ đen siêu khổng lồ đã xác nhận một hiện tượng hấp dẫn được Albert Einstein dự đoán cách đây một thế kỷ.

13:53 21/06/2023

Nghiên cứu mới được công bố ngày 12/10 vừa rồi cho thấy, một hiện tượng được gọi là "precession" (tạm hiển là "tuế sai") xảy ra khi hai lỗ đen cổ đại đâm vào nhau rồi hợp nhất thành một. 

Cụ thể, khi 2 vật thể khối lượng lớn xoáy lại gần nhau hơn, chúng giải phóng những gợn sóng khổng lồ xuyên qua cấu trúc của không-thời gian, được gọi là sóng hấp dẫn, lan ra ngoài vũ trụ, mang theo năng lượng và mômen động lượng ra khỏi các lỗ đen hợp nhất. 

Các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện loại sóng này phát ra từ các lỗ đen vào năm 2020, bằng cách sử dụng Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO) ở Mỹ và cảm biến sóng hấp dẫn Virgo ở Ý. Còn hiện tại, sau một thời gian nghiên cứu các dạng sóng, họ đã xác nhận một trong những lỗ đen đang quay một cách điên cuồng, mức độ chưa từng thấy trước đây.

Hố đen được thấy không những quay mà còn xoắn, tốc độ quay nhanh hơn 10 tỷ lần so với bất kỳ hố đen nào được quan sát trước đây. Điều này làm biến dạng không gian và thời gian đến mức khiến cả hai hố đen đều chao đảo. 

Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy hiện tượng "tuế sai" trong mọi thứ, từ đỉnh trục chính đến các hệ sao sắp sụp đổ, nhưng chưa bao giờ thấy ở các vật thể khổng lồ như hệ thống lỗ đen nhị phân (một hệ thống nhị phân giả định bao gồm hai lỗ đen trong cùng một quỹ đạo di chuyển xung quanh nhau).

Trong đó, hai "lỗ hút chân không" khổng lồ quay quanh một trung tâm chung. Điều đáng nói, thuyết tương đối rộng của Albert Einstein đã tiên đoán hơn 100 năm trước rằng tuế sai sẽ xảy ra trong các vật thể lớn như lỗ đen nhị phân. Đó thực sự là hiện tượng hiếm gặp.

Cặp lỗ đen nhị phân được nói đến ở trên có khối lượng lớn hơn nhiều lần so với mặt trời, gấp khoảng 40 lần. Các nhà khoa học lần đầu tiên bắt gặp gió của cặp đôi này vào năm 2020, khi các đài quan sát LIGO và Virgo phát hiện một vụ nổ sóng hấp dẫn được giải phóng bởi va chạm của hai lỗ đen. Vụ va chạm được đặt tên là GW200129.

Nghiên cứu mới ở đây cho thấy, hai lỗ đen có mối quan hệ hỗn loạn trước khi chúng hợp nhất dữ dội. Khi 2 vật thể khổng lồ kéo vào nhau theo một quỹ đạo ngày càng gần hơn, chúng bắt đầu dao động như ngọn lửa, quay vài lần mỗi giây. Theo tính toán, hiệu ứng tiền xử lý này được ước tính là nhanh hơn 10 tỷ lần so với bất kỳ hiệu ứng nào khác từng được đo lường.

Ngoài ra, những phát hiện này còn "minh oan" cho Einstein, người đã tiên đoán rằng những hiệu ứng như vậy có thể xảy ra, nhưng nhiều người đã phản đối giải thuyết này. Người ta còn đặt câu hỏi liệu rằng những vụ sáp nhập lỗ đen lung lay dữ dội như thế này có hiếm như người ta từng nghĩ hay không.