Đã tìm thấy sóng hấp dẫn

Ngày 11-2, trong cuộc họp báo được truyền hình trực tiếp trên mạng Internet từ Washington DC (Mỹ), các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ California (CIT), Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và tổ chức khoa học LIGO Scientific Collaboration cho biết đã phát hiện ra sóng hấp dẫn vào ngày 12-8-2015.

Sóng hấp dẫn này xuất phát từ hai lỗ đen va chạm vào nhau. Hai lỗ đen này có khối lượng lớn gấp 30 lần Mặt trời, nằm ở vị trí cách Trái đất khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng. Các nhà khoa học bắt được sóng hấp dẫn nhờ 2 thiết bị dò laser khổng lồ ở Mỹ, một tại Louisiana và một ở Washington.

Sóng hấp dẫn là các gợn sóng trong không - thời gian, lan tỏa trong vũ trụ với tốc độ ánh sáng, được nhà bác học Einstein tiên đoán 100 năm trước. Các nhà thiên văn học đã khổ công “săn lùng” sóng hấp dẫn trong nhiều thập kỷ qua bởi sóng hấp dẫn là vấn đề cuối cùng của thuyết tương đối rộng chưa được kiểm chứng.

Hai thiết bị laser có tên Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser (LIGO) có khả năng đo được những dao dộng cực nhỏ từ sóng hấp dẫn. Sau khi phát hiện tín hiệu sóng hấp dẫn, các nhà khoa học đã chuyển đổi chúng thành sóng radio. Nhờ đó, họ nghe được tiếng hai lỗ đen va chạm vào nhau và nhập lại làm một.

“Chúng tôi thực sự nghe tiếng chúng đụng vào nhau trong đêm - nhà vật lý MIT Matthew Evans mô tả - Chúng tôi nhận được tín hiệu bắn tới trái đất, chúng tôi đưa nó vào loa và nghe thấy tiếng hai lỗ đen đụng nhau”.

AFP dẫn lời nhà khoa học MIT David Shoemaker, người đứng đầu dự án LIGO, cho biết sau nhiều tuần lễ thu được tín hiệu sóng hấp dẫn, nhóm nghiên cứu mới đủ tự tin khẳng định đó chính là sóng hấp dẫn. Và họ thực hiện hàng loạt cuộc kiểm tra để xác định khám phá này.

Các nhà khoa học cho biết việc phát hiện sóng hấp dẫn sẽ mở cánh cửa mới để quan sát vũ trụ và tìm hiểu về các vật thể bí ẩn như lỗ đen và sao neutron. Thông qua nghiên cứu sóng hấp dẫn, các nhà khoa học cũng sẽ có thể thấu hiểu được bản chất của vũ trụ thời kỳ mới khai sinh sau Vụ nổ lớn (Big Bang).

Tất cả những gì chúng ta biết về vũ trụ hiện nay đến từ các sóng điện từ như sóng radio, ánh sáng, hồng ngoại, tia X và tia gramma. Tuy nhiên các sóng này khi di chuyển trong vũ trụ chịu nhiều tác động, do đó chỉ tiết lộ cho con người một phần bức tranh vũ trụ.

Ngược lại, sóng hấp dẫn không vấp phải bất cứ cản trở nào, do đó mang theo nguồn thông tin phong phú. Ví dụ, lỗ đen không phát ra ánh sáng hay sóng radio vì có lực hấp dẫn quá lớn. Nhưng các nhà khoa học giờ có thể nghiên cứu lỗ đen qua sóng hấp dẫn.

Như vậy, việc phát hiện ra sóng hấp dẫn trên thực tế cũng đã khẳng định sự tồn tại của lỗ đen, vật thể bí ẩn nhất trong vũ trụ. Lỗ đen được hình thành sau khi những ngôi sao khổng lồ nổ tung. Ở trung tâm các thiên hà luôn tồn tại những lỗ đen siêu khổng lồ với trọng lượng lớn gấp mặt trời hàng triệu, thậm chí hàng tỷ lần.

Giới khoa học quốc tế tỏ ra vô cùng hào hứng với phát hiện mang tính cột mốc này. “Phát hiện này mở ra cửa sổ mới để quan sát vũ trụ” - Reuters dẫn lời chuyên gia Abhay Ashtekar, giám đốc Viện Lực hấp dẫn và vũ trụ thuộc ĐH Penn State (Mỹ).

David Reitze, giám đốc Phòng thí nghiệm LIGO mô tả phát hiện này có tầm quan trọng tương đương với việc nhà thiên văn học Galileo Galilei bắt đầu sử dụng kính thiên văn bốn thế kỷ trước đây, mở ra một thời đại mới của ngành vũ trụ học hiện đại.

Theo AFP, giáo sư vật lý thiên văn Alberto Vecchio thuộc Trường Vật lý và thiên văn ĐH Birmingham (Anh) khẳng định đây là một trong những khoảnh khắc vĩ đại nhất của ngành thiên văn học và mang tính cách mạng.

“Khám phá này sẽ mở rộng đáng kể cách chúng ta quan sát vũ trụ, cũng như các nhánh vật lý và thiên văn chúng ta có thể nghiên cứu” - GS Sheila Rowan, giám đốc Viện Nghiên cứu lực hấp dẫn thuộc ĐH Glasgow (Scotland) đánh giá.

GS Abhay Ashtekar, giám đốc Viện Lực hấp dẫn và vũ trụ thuộc ĐH Penn State (Mỹ) cho rằng đây là một trong những thành tựu khoa học vĩ đại nhất của thế kỷ 21.

GS vật lý Andrew Coates của ĐH London (Anh) cho rằng sóng hấp dẫn là khám phá khoa học tương đương với việc tìm ra hạt Higgs, khối lượng của hạt neutrino, phát hiện ra electron, lực điện từ, lý thuyết nhật tâm và các định luật vật lý Newton.

Nhà vật lý Saul Teukolsky của ĐH Cornell đánh giá phát hiện sóng hấp dẫn là một trong những khám phá khoa học vĩ đại nhất trong vòng 50 năm qua. Giới chuyên gia dự báo nhiều khả năng phát hiện sóng hấp dẫn sẽ sớm giành giải Nobel Vật lý trong năm nay.

Các bằng chứng gián tiếp chứng minh sự tồn tại của sóng hấp dẫn được tìm thấy hồi năm 1974 thông qua nghiên cứu sao neutron và sao xung (pulsar). Năm 1993, hai nhà khoa học Russell Hulse và Joseph Taylor đã đoạt giải Nobel vật lý nhờ nghiên cứu này.

Theo thuyết tương đối rộng, lực hấp dẫn là bản chất của không - thời gian bị bẻ cong vì sự hiện diện của khối lượng. Khi các vật thể có khối lượng lớn tăng tốc, ví dụ như khi hai lỗ đen lao vào nhau, chúng tạo ra các gợn sóng trong không - thời gian bị bẻ cong.

Những sóng hấp dẫn mạnh nhất trong vũ trụ xuất phát từ những tương tác dữ dội nhất trong vũ trụ, ví dụ như các lỗ đen va chạm nhau, các ngôi sao khổng lồ nổ tung hay từ chính Vụ nổ lớn (Big Bang) khai sinh ra vũ trụ 13,8 tỷ năm trước đây.

Nhóm nghiên cứu LIGO dùng hai thiết bị dò laser khổng lồ trong lòng đất (mỗi thiết bị dài 4 km) ở Hanford (bang Washington) và Livingston (bang Louisiana) để tìm kiếm sóng hấp dẫn. Hai thiết bị này do các chuyên gia Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Viên Công nghệ California (Caltech) xây dựng.

Một thiết bị dò laser thứ ba, có tên VIRGO, sẽ bắt đầu hoạt động tại Ý trong năm nay. Các thiết bị khác sẽ được xây dựng ở Nhật và Ấn Độ trong những năm tới. Chuyên gia Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) Tuck Stebbins mô tả máy dò LIGO là “một trong những cỗ máy phức tạp nhất mà con người từng tạo ra”.

Theo www.sciencemag.org