Phát hiện vụ va chạm lớn nhất trong vũ trụ kể từ Big Bang, theo các nhà thiên văn

Bình luận Văn Thiện • 23:25, 03/09/20

Các nhà khoa học đã công bố rằng họ phát hiện ra tín hiệu từ một vụ va chạm có từ rất lâu giữa hai lỗ đen và tạo ra một lỗ đen mới với kích thước chưa từng thấy trước đây.

Giáo sư vật lý Alan Weinstein đến từ Caltech, người thuộc nhóm nghiên cứu, cho biết: “Đó là vụ nổ lớn nhất từ sau vụ nổ lớn từng được nhân loại quan sát thấy”.

Các lỗ đen là những vùng không gian có mật độ vật chất đậm đặc đến nỗi không một tia sáng nào có thể thoát ra khỏi chúng.

Cho đến nay, các nhà thiên văn mới chỉ quan sát được chúng ở hai dạng kích thước: những lỗ đen "nhỏ" được hình thành khi một ngôi sao sụp đổ và có kích thước bằng một thành phố, và những lỗ đen siêu lớn có kích thước hàng triệu, có lẽ hàng tỷ lần lớn hơn Mặt trời của chúng ta mà toàn bộ thiên hà quay xung quanh.

Theo nhà vật lý Nelson Christensen, giám đốc nghiên cứu của đơn vị nghiên cứu Artemis tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, sự sụp đổ của các ngôi sao không thể tạo ra các lỗ đen lớn gấp 70 lần khối lượng của Mặt trời.

Sau đó, vào tháng 5 năm 2019, hai thiết bị dò tìm nhận được một tín hiệu hóa ra là năng lượng từ hai lỗ đen va vào nhau. Một cái có khối lượng gấp 66 lần Mặt trời của chúng ta và cái kia gấp 85 lần. Kết quả là một lỗ đen lớn hơn đầu tiên được hình thành, có khối lượng gấp 142 lần Mặt trời.

Vụ va chạm đã phát ra một lượng năng lượng khổng lồ dưới dạng sóng hấp dẫn, một gợn sóng truyền trong không gian với tốc độ ánh sáng. Đó là con sóng mà các nhà vật lý ở Mỹ và châu Âu, sử dụng máy dò gọi là LIGO và Virgo, đã bắt được vào năm ngoái. Sau khi giải mã tín hiệu và kiểm tra là các phép đo của họ, các nhà khoa học đã công bố kết quả vào thứ Tư trên các tạp chí Physical Review Letters và Astrophysical Journal Letters .

Bởi vì các máy dò cho phép các nhà khoa học thu nhận sóng hấp dẫn dưới dạng tín hiệu âm thanh, nên họ thực sự đã nghe thấy tiếng va chạm của hai lỗ đen. Phần dễ nghe thấy nhất của tín hiệu âm thanh này chỉ kéo dài một phần mười giây. Weinstein nói: “Âm thanh nghe như một tiếng thịch. Nó thực sự không giống như trên một chiếc loa”.

Vụ va chạm này xảy ra cách đây khoảng 7 tỷ năm, khi vũ trụ bằng một nửa tuổi hiện tại, nhưng bây giờ mới được phát hiện vì nó xảy ra rất xa.

Các vụ va chạm lỗ đen đã được quan sát trước đây, nhưng các lỗ đen liên quan lúc đầu nhỏ hơn, và ngay cả sau khi hợp nhất cũng không phát triển vượt quá kích thước của các lỗ đen sao điển hình, loại lỗ đen hình thành bởi sự suy sụp hấp dẫn của một ngôi sao khối lượng lớn.

Christensen cho biết các nhà khoa học vẫn chưa biết các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm các thiên hà được hình thành như thế nào, nhưng khám phá mới này có thể đưa ra manh mối.

Nhà thiên văn học Avi Loeb đến từ Harvard, người không tham gia nghiên cứu, cho rằng có thể các khối nhỏ hơn kết hợp với nhau để tạo ra khối lớn hơn và những khối đó kết hợp lại để tạo ra khối lớn hơn nữa.

Thật vậy, cả Weinstein và Christensen đều cho rằng hai lỗ đen liên quan đến vụ va chạm này có thể là kết quả của một vụ sáp nhập trước đó.

“Có thể tưởng tượng được rằng cặp lỗ đen này hình thành hoàn toàn khác nhau, như là trong một hệ thống dày đặc với rất nhiều ngôi sao chết xung quanh, điều này cho phép một lỗ đen kết hợp một lỗ đen khác trong khi bay qua”, nhà thiên văn học Janna Levin của Đại học Barnard cho biết cuốn sách Hướng dẫn Sinh tồn Hố đen (Black Hole Survival Guide).

Mặt khác, các nhà khoa học không thể giải thích được bằng cách nào mà các lỗ đen đã hợp nhất, nên họ cho rằng có thể là các lỗ đen siêu lớn được hình thành ngay sau vụ nổ lớn.

Weinstein nói: “Trong vật lý thiên văn, chúng ta luôn phải đối mặt với những điều bất ngờ”.

Văn Thiện

Theo theguardian