Lỗ đen xa nhất lộ diện nhờ sóng hấp dẫn

Tuấn Sơn |

Sử dụng các máy dò sóng hấp dẫn LIGO và Virgo, một số nhóm nghiên cứu khoa học trên thế giới đã ghi nhận thành công tín hiệu va chạm và liên kết của hai lỗ đen thành một lỗ đen lớn nhất, quan sát được trong vũ trụ.

Khối lượng của lỗ đen này bằng 142 lần khối lượng Mặt trời. Đây cũng đồng thời là hiện tượng ở xa nhất được quan sát: Tín hiệu đến Trái đất sau 7 tỷ năm xảy ra sự kiện va chạm và liên kết lỗ đen.

Sự kiện va chạm lỗ đen vũ trụ, kèm theo sự giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, đã được quan sát nhờ các máy dò sóng hấp dẫn từ năm 2015. Tuy nhiên, sự kiện có ký hiệu GW190521, được ghi nhận vào ngày 21/5/2019, lại là hiện tượng đặc biệt. Thứ nhất, nó xảy ra từ rất lâu: 7 tỷ năm về trước.

Thứ hai, chưa bao giờ các nhà khoa học ghi nhận được sự hình thành một lỗ đen nặng đến như vậy – kết quả của sự va chạm 2 lỗ đen với khối lượng bằng 85 và 65 lần khối lượng Mặt trời. Các quan sát là chứng cớ trực tiếp đầu tiên về sự tồn tại các lỗ đen “khối lượng trung bình”, lớn hơn 100 lần và nhỏ hơn 100.000 lần khối lượng Mặt trời.

Các lỗ đen có khối lượng dưới 100 lần khối lượng Mặt trời là kết quả của quá trình suy sụp các ngôi sao khổng lồ; còn những lỗ đen có khối lượng lớn hơn 100.000 lần khối lượng Mặt trời, gọi là các siêu lỗ đen, thường xuất hiện ở trung tâm các thiên hà.

Nhóm các lỗ đen “trung bình” có thể giúp hiểu quá trình hình thành những siêu lỗ đen. Một trong những kịch bản được đề xuất dự đoán rằng các lỗ đen “trung bình” hình thành do kết quả va chạm của những lỗ đen nhỏ hơn.

Những nghiên cứu nhờ sóng hấp dẫn có thể giúp xác nhận điều này. Trước đây, nói về sự tồn tại của các lỗ đen kích thước trung bình chỉ có thể dựa vào các quan sát điện từ. Nhưng hiện giờ, các nhà khoa học có thêm công cụ mới trong tay – đó là các tín hiệu sóng hấp dẫn.

Đối với các nhà vật lý thiên văn, việc tính toán khối lượng các lỗ đen trước khi va chạm cũng là việc làm rất thú vị.

Các thuyết hiện hành cho rằng, quá trình suy sụp của một ngôi sao khổng lồ không thể dẫn đến sự hình thành lỗ đen với khối lượng từ 60 đến 120 khối lượng Mặt trời. Trong thực tế, một trong hai lỗ đen nói trên có khối lượng bằng 85 lần khối lượng Mặt trời, nằm ở giữa “khoảng cấm về khối lượng”.

Điều đó chứng tỏ bản thân lỗ đen này có thể là kết quả của một vụ va chạm trước đó. Hoặc, điều đó cũng có thể chứng tỏ rằng, chúng ta không hiểu hết quá trình suy sụp của các ngôi sao khổng lồ. Các quan sát tín hiệu GW190521 cho phép tìm được một số câu trả lời, nhưng cũng đặt ra những câu hỏi mới.

Các tác giả công trình nghiên cứu lưu ý rằng, so với các tín hiệu sóng hấp dẫn quan sát được trước đó, tín hiệu GW190521 ngắn hơn và khó phân tích hơn. Họ nghĩ đến các nguồn sóng khác, kỳ lạ hơn. Theo họ, có nhiều khả năng nhất là tín hiệu GW190521 chính là kết quả va chạm của các lỗ đen.

Ngoài tín hiệu GW190521, trong khoảng thời gian từ tháng 4/2019 đến tháng 3/2020, các máy dò sóng hấp dẫn LIGO và Vigro còn ghi nhận 52 tín hiệu sóng hấp dẫn đáng chú ý khác. Việc phân tích các tín hiệu này có thể mang lại các thông tin mới về lỗ đen và một lần nữa giúp kiểm tra lại thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.

theo Giáo dục thời đại

Đọc thêm về:

    Đọc tin tức, xem thế giới động vật tại Soha.Bạn đọc có thể báo tin, gửi bài viết, clip, ảnh về email khampha@ttvn.vn để nhận nhuận bút cao trong vòng 24h. Đường dây nóng: 0943 113 999

    Soha
    Trí Thức Trẻ

    TIN NỔI BẬT SOHA

      Công ty Cổ phần VCCorp

      © Copyright 2010 - 2021 – Công ty Cổ phần VCCorp

      Tầng 17,19,20,21 Toà nhà Center Building - Hapulico Complex,
      Số 1 Nguyễn Huy Tưởng, Thanh Xuân, Hà Nội.
      Email: btv@soha.vn
      Giấy phép số 2411/GP-TTĐT do Sở Thông tin và Truyền thông Hà Nội cấp ngày 31 tháng 07 năm 2015.
      Chịu trách nhiệm nội dung: Ông Nguyễn Thế Tân

      Liên hệ quảng cáo:
      Hotline: 0942.86.11.33
      Email: giaitrixahoi@admicro.vn
      Hỗ trợ & CSKH:
      Tầng 20, tòa nhà Center Building, Hapulico Complex,
      số 1 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, Hà Nội.
      Tel: (84 24) 7307 7979
      Fax: (84 24) 7307 7980

      Chat với tư vấn viên