Các nhà thiên văn học đã lần đầu tiên phát hiện ra ánh sáng phát ra từ phía sau một lỗ đen, họ gọi là ‘tiếng vọng’ của ánh sáng, một lần nữa thuyết tương đối rộng của Albert Einstein đã được chứng minh là đúng.
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu tia X bùng phát từ một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà xoắn ốc Zwicky1, cách Trái đất 800 triệu năm ánh sáng, thì họ đã phát hiện ra hiện tượng bất ngờ này.
Cùng với những tia X được nhìn thấy từ phía trước của lỗ đen, các nhà khoa học cũng phát hiện ra những ‘tiếng vọng’ của ánh sáng từ một nguồn gốc mà ban đầu họ không hề nghĩ tới được.
Kỳ lạ hơn nữa, các vụ nổ ánh sáng ở vị trí không ngờ tới nhỏ hơn, đến muộn hơn và có màu sắc khác với các đốm sáng được nhìn thấy từ phía trước của lỗ đen.
Các nhà nghiên cứu sớm nhận ra rằng những tiếng vọng của ánh sáng phát ra từ phía sau lỗ đen siêu lớn, đúng với thuyết tương đối rộng của Einstein, nghĩa là hố đen đang làm cong không-thời gian - cho phép ánh sáng di chuyển quanh lỗ đen.
Dan Wilkins, một nhà khoa học nghiên cứu tại Viện Vật lý Thiên văn và Vũ trụ Kavli tại Đại học Stanford cho biết: “Bất kỳ ánh sáng nào đi vào lỗ đen đều không phát ra, vì vậy chúng ta sẽ không thể nhìn thấy bất cứ thứ gì đằng sau lỗ đen. Lý do chúng ta có thể thấy điều đó là bởi vì lỗ đen đó đang làm cong không gian, bẻ cong ánh sáng và làm xoắn từ trường xung quanh chính nó".
Thuyết tương đối rộng của Einstein mô tả cách các vật thể khối lượng lớn có thể làm cong cấu trúc của vũ trụ, được gọi là không-thời gian. Einstein phát hiện ra rằng lực hấp dẫn không phải được tạo ra bởi một lực vô hình, mà chỉ đơn giản là trải nghiệm của chúng ta về sự uốn cong và biến dạng của không-thời gian khi có sự hiện diện của vật chất và năng lượng.
Đến lượt mình, không gian cong này đặt ra các quy tắc về cách năng lượng và vật chất chuyển động. Mặc dù ánh sáng truyền theo đường thẳng, nhưng ánh sáng truyền qua vùng không-thời gian có độ cong cao, như không gian xung quanh lỗ đen, cũng sẽ truyền theo đường cong - trong trường hợp này là từ sau ra trước.
Đây không phải là lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện ra một lỗ đen làm biến dạng ánh sáng, được gọi là thấu kính hấp dẫn, nhưng đây là lần đầu tiên họ nhìn thấy tiếng vọng ánh sáng từ khu vực phía sau lỗ đen.
Các nhà thiên văn học ban đầu không có ý định xác nhận lý thuyết của Einstein, được đưa ra cách đây hơn 100 năm vào năm 1915. Thay vào đó, họ hy vọng sử dụng kính viễn vọng không gian XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và kính viễn vọng không gian NuSTAR của NASA để xem xét ánh sáng phát ra từ đám mây siêu hạt hình thành ngay bên ngoài điểm không quay trở lại của lỗ đen, hay còn gọi là chân trời sự kiện.
Các nhà nghiên cứu cho biết, đám mây siêu nóng hay còn gọi là vầng hào quang, bao bọc xung quanh lỗ đen và nóng lên khi nó rơi vào bên trong. Sự quay của lỗ đen làm cho từ trường tổng hợp của plasma vòng tròn phụt lên cao phía trên lỗ đen và cuối cùng vỡ ra, kết quả là giải phóng tia X từ vành nhật hoa.
Wilkins cho biết: “Từ trường này bị ràng buộc và sau đó đi sát vào lỗ đen sẽ làm nóng mọi thứ xung quanh nó và tạo ra các electron năng lượng cao này, sau đó tiếp tục tạo ra tia X”.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu đã thực hiện quan sát này, các bước tiếp theo của họ sẽ là nghiên cứu chi tiết hơn cách ánh sáng uốn cong xung quanh lỗ đen và điều tra cách thức các vòng tròn lỗ đen tạo ra các tia X sáng như vậy.
Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ vào ngày 28 tháng 7 trên tạp chí Nature.
