Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học thu được "bản hợp xướng" sóng hấp dẫn cực mạnh giữa các hố đen vũ trụ

Sóng hấp dẫn vén màn bí ẩn vũ trụ

SKĐS - Khi có một phát minh khoa học vĩ đại, người ta sẽ theo sát quá trình hình thành nên nó. Và đây là những quan sát ấn tượng sóng hấp dẫn phát ra từ sự hợp nhất của hai ngôi sao chết, hay các ngôi sao neutron, cách trái đất khoảng 130 triệu năm ánh sáng.

Quan sát của các nhà thiên văn học nhận thấy các sóng hấp dẫn, trong đó có một số sóng từ từ nhấp nhô khi đi qua dải ngân hà của chúng ta xảy ra ở các tần số khác nhau và dao động trong hàng thập kỷ.

Phát hiện này hé mở lời giải cho các hiện tượng vũ trụ như hố đen siêu lớn và tần suất các thiên hà hợp nhất.

Khái niệm sóng hấp dẫn lần đầu tiên được nhà vật lý lỗi lạc Albert Einstein đưa ra giả thuyết vào năm 1916. Đây là những gợn sóng trong không gian - thời gian vũ trụ được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2015.

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy sóng hấp dẫn nhờ các sao xung (pulsar) hoặc tàn dư của các ngôi sao lớn sau khi phát nổ trong một siêu tân tinh trên dải ngân hà. Các sao xung giống như những ngôi sao hải đăng, quay nhanh và giải phóng các chùm sóng vô tuyến dường như có "nhịp đập" khi quan sát qua kính viễn vọng trên trái đất. Các sao xung có thể quay hàng trăm lần mỗi giây và độ chính xác ổn định của các xung đáng tin cậy như đồng hồ vũ trụ.

Khi sóng hấp dẫn truyền giữa trái đất và một ẩn tinh, thời gian sóng vô tuyến của ẩn tinh bị phá vỡ. Albert Einstein từng đưa ra giả thuyết rằng sóng hấp dẫn sẽ kéo dài và nén không gian khi di chuyển trong cùng vũ trụ, đồng nghĩa một số xung của sóng hấp dẫn truyền đến trái đất sớm hơn hoặc muộn hơn so với dự kiến chưa tới một phần nhỏ của giây.

Hơn 190 nhà khoa học đã bắt đầu khám phá tần số của sóng hấp dẫn trong khuôn khổ hợp tác của Đài quan sát Nanohertz Bắc Mỹ về Sóng hấp dẫn (NANOGrav).

Các nhà thiên văn học đã theo dõi sóng vô tuyến từ hơn 60 ẩn tinh trong 15 năm qua 3 kính viễn vọng lớn. Phát hiện về "bản hợp xướng" tần số sóng hấp dẫn được công bố trên tạp chí thiên văn học Astrophysical Journal Letters vào ngày 28/6.

"Bản hòa âm" sóng hấp dẫn mới được phát hiện mạnh nhất từng đo được. "Bản hợp xướng" của sóng hấp dẫn vũ trụ này có khả năng do sự va chạm của các hố đen khối lượng siêu lớn gây ra. Các hố đen này giải phóng năng lượng gấp khoảng 1 triệu lần so với các hiện tượng vũ trụ đơn lẻ do sự hợp nhất của hố đen hoặc sao neutron phát hiện trong những năm gần đây.

Đồng tác giả nghiên cứu Chiara Mingarelli tại NANOGrav cho biết: "Giống như một dàn hợp xướng, tất cả các cặp hố đen siêu lớn này "hòa âm" ở các tần số khác nhau. Đây là bằng chứng đầu tiên về nền tảng sóng hấp dẫn mở ra cửa sổ quan sát mới về vũ trụ".

Nền sóng hấp dẫn - một dạng âm thanh vũ trụ từ lâu đã được lý thuyết hóa nhưng chưa bao giờ được phát hiện được tạo nên nhờ các sóng hấp dẫn tần số cực thấp. Khi các hố đen vũ trụ va chạm vào nhau xuyên suốt vũ trụ, những sóng âm này "hợp xướng" trên nền của nó.

Sóng hấp dẫn du hành xuyên không gian -thời gian vũ trụ ở tốc độ ánh sáng, tuy nhiên, một đợt sóng hấp dẫn có thể mất nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ do hiệu ứng gợn sóng không gian - thời gian vũ trụ.

Các nhà khoa học tin rằng, hố đen siêu lớn tạo ra nền sóng hấp dẫn. Những hố đen siêu lớn tồn tại ở trung tâm của hầu hết các dải ngân hà lớn. Khi thiên hà hợp nhất, hố đen bắt đầu quay quanh nhau. Các hố đen chứa khối lượng lớn gấp hàng tỷ lần mặt trời, nhảy múa cho tới khi va chạm vào nhau, các gợn sóng lan ra từ thiên hà chủ và cuối cùng chạm tới thiên hà của chúng ta.

Theo ước tính của giới thiên văn học, có tới hàng trăm nghìn cho tới hàng triệu cặp hố đen siêu lớn tồn tại trong vũ trụ.

Mời độc giả xem thêm video: