TraMimi3465
New member
"Chụp ảnh hố đen ở khoảng cách 53 triệu năm ánh sáng giống như việc chúng ta quan sát một vật thể có kích thước 1mm từ khoảng cách 13.000km vậy."
Tháng 4/2019, nhân loại đã làm nên chuyện không tưởng khi lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học công bố bức ảnh chứng minh sự tồn tại của hố đen - thứ mà hơn 100 năm trước, thiên tài Albert Einstein đã dự đoán trong Thuyết tương đối. Cuối cùng thì "quái vật vũ trụ" này cũng đã lộ diện!
Dù bí ẩn như chính cái tên của nó, sự kiện thiên văn học đầu tháng 4/2019 thực sự là một cú nhảy vọt khủng trong hành trình giải mã hố đen nói riêng và chinh phục vũ trụ nói chung của loài người.
Vậy làm sao các nhà khoa học lại làm được điều phi thường đến vậy? Họ đã "bắt" con "quái vật vũ trụ" này như thế nào? Và sự kiện này có ý nghĩa gì trong hành trình khám phá vũ trụ? The Conversation với bài viết "Observing the Invisible: The long journey to the first image of a black hole" (tạm dịch: Quan sát "quái vật" vô hình: Hành trình săn lùng bức ảnh hố đen đầu tiên trong lịch sử) sẽ giải đáp tất tần tật!
Bức ảnh đầu tiên về hố đen siêu to khổng lồ tại trung tâm thiên hà Messier 87 (M87), cách Trái Đất 53 triệu năm ánh sáng, đã chứng minh một điều: nhân loại đã "nhìn thấy" được thứ... vô hình luôn á!
Hố đen sinh ra từ cái chết của một ngôi sao khổng lồ, bản chất là vùng không-thời gian có trường hấp dẫn mạnh đến mức nào? Mạnh đến nỗi ngay cả ánh sáng một khi đã bị hút vào cũng không thể thoát ra được!
Do đó, việc quan sát và chụp hình hố đen không hề đơn giản như việc các nhà thiên văn học quan sát ngôi sao hay các vật thể khác trong không gian đâu nhé.
Bài toán vũ trụ cực khó này đã được giải sau hơn một thập kỷ bởi hơn 200 nhà khoa học, thiên văn học, kỹ sư tài năng trên thế giới thuộc dự án Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT).
Cụ thể họ làm thế nào?
Hố đen tuy vô hình nhưng việc nó "ăn" vật chất/năng lượng/ánh sáng trong vũ trụ lại khiến chúng lộ diện. Bằng cách này, team các nhà khoa học đã quan sát được hố đen thông qua nguồn bức xạ khổng lồ phát ra khi vật chất bị "quái vật" này nuốt chửng. Thông minh vãi chưởng!
Sau khi tìm được cách khiến hố đen phải "hiện nguyên hình", hơn 200 nhà khoa học tiếp tục giải quyết bài toán "Làm sao để chụp hình hố đen?". Đáp án nhanh chóng được EHT đưa ra: đặt 8 kính thiên văn khổng lồ tại Chile, quần đảo Hawaii, bang Arizona (Mỹ), Mexico, Tây Ban Nha và cực Nam của Trái Đất.
Bằng cách sử dụng kỹ thuật giao thoa kế với đường cơ sở siêu dài, tạo thành một mạng lưới kính thiên văn khổng lồ có đường kính tương đương đường kính Trái Đất (12.742 km), cuối cùng "quái vật vũ trụ" đã sa lưới!
Hiện lên trước mắt hơn 200 nhà khoa học của EHT là hình ảnh ma quái của những luồng plasma khổng lồ, hình tròn, màu vàng cam - aesthetic kinh dị mà đẹp luôn á!
Hố đen khổng lồ của M87 có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt Trời của chúng ta. Kích cỡ? Vô cùng khổng lồ: Gần bằng chiều dài Ngân Hà luôn!
Riêng chân trời sự kiện của nó có bán kính khoảng 20 tỷ km, gấp ba lần khoảng cách từ sao Diêm Vương đến Mặt Trời. Hố đen của M87 lớn gấp 1.500 lần so với hố đen Sagittarius A*. Khủng không nói hết được!
Để hiểu "cực phẩm" mà hơn 200 nhà khoa học tạo dựng được này, các nhà khoa học đã ví: Hố đen của M87 ở rất xa, và kỳ tích kỹ thuật đáng kinh ngạc này giống như việc cố gắng quan sát một vật thể có kích thước 1mm từ khoảng cách 13.000km! Nghĩ mà choáng luôn!
Trên thực tế, dữ liệu hình ảnh hố đen được lấy vào năm 2017 nhưng các nhà khoa học đã phải mất 2 năm để ghép các dữ liệu hình ảnh lại với nhau từ 8 đài quan sát độc lập nằm rải rác trên toàn cầu như một máy dò khổng lồ, mới cho ra được bức hình đi vào lịch sử như EHT công bố ngày 10/4/2019.
Bức ảnh chụp hố đen đầu tiên này, được đánh giá xứng đáng với giải Nobel, không phải là khám phá tình cờ mà là công trình dựa trên các bộ óc vĩ đại trong suốt chiều dài lịch sử khám phá khoa học của nhân loại.
Trở về quá khứ: Những thiên tài đã mở đường
Nhà thiên văn học người Anh John Michell (1724-1793) là người đầu tiên trong lịch sử đưa ra ý tưởng về "sao tối" (ẩn tinh) trong vũ trụ năm 1783. Theo John Michell, ẩn tinh có mật độ rất lớn và lực hấp dẫn mạnh đến nỗi tất cả ánh sáng "định" phát ra đều bị hút lại, ngay cả photon cũng không thể thoát ra. Ông này đoán trước cả thế kỷ luôn!
Mãi đến thập kỷ thứ hai của thế kỷ 21, các nhà khoa học hiện đại mới chứng minh được những gì John Michell dự đoán: Tháng 1/2019, các nhà thiên văn học công bố một hình ảnh phát xạ từ nguồn phát vô tuyến thiên văn sáng và rất đậm đặc tại trung tâm dải Ngân Hà có tên Sagittarius A*.
Nhiều chuyên gia cho rằng Sagittarius A* là vị trí của một hố đen siêu khối lượng, nằm ngay trung tâm Ngân Hà của chúng ta. Ủa vậy là "hàng xóm" của mình khá nguy hiểm đấy nhỉ?
3 tháng sau, Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT) đã thành công trong việc giải quyết chân trời sự kiện xung quanh hố đen siêu lớn ở M87, một thiên hà cách chúng ta hơn 50 triệu năm ánh sáng.
Einstein và lý thuyết thay đổi thế giới
Đầu những năm 1900, vật lý thiên văn vươn lên tầm cao mới sau những nghiên cứu vượt thời đại của Albert Einstein trong Thuyết tương đối - mô tả cấu trúc của không gian và thời gian trong một thực thể thống nhất gọi là không-thời gian, đồng thời giải thích bản chất của lực hấp dẫn là do sự uốn cong của không-thời gian bởi vật chất và năng lượng. Đỉnh của chóp luôn!
Thuyết Tương đối (năm 1916) của Einstein chỉ ra rằng, vũ trụ tồn tại vùng không-thời gian tựa một "con quái vật" đúng nghĩa, với khả năng nuốt chửng mọi loại vật chất, năng lượng, ngay cả ánh sáng cũng bị bẻ cong bởi nó.
Ngay sau đó, vào năm 1916, các nhà thiên văn học, vật lý học Karl Schwarzschild (1873-1916, người Đức) và Johannes Droste (1886-1963, người Hà Lan) đã độc lập nhận ra rằng các phương trình trường Einstein đưa ra cách giải quyết cho "điểm kỳ dị toán học" - một điểm không thể phân chia của khối lượng và khối lượng vô hạn.
Nguồn: soha.vn