spot_img
29 C
Hanoi
spot_img
Trang chủQuốc TếChưa từng có trong lịch sử: Hợp nhất hai lỗ đen khổng...

Chưa từng có trong lịch sử: Hợp nhất hai lỗ đen khổng lồ nặng gấp 225 lần Mặt Trời, thách thức lý thuyết Einstein

Máy dò sóng hấp dẫn đã phát hiện một vụ hợp nhất lỗ đen với khối lượng lớn chưa từng có. Sự kiện xảy ra cách Trái Đất hàng tỷ năm ánh sáng, không chỉ phá vỡ mọi kỷ lục trước đây mà còn làm lung lay cả lý thuyết về cách hình thành lỗ đen trước đó.

Các nhà khoa học đã phát hiện vụ sáp nhập hố đen lớn nhất từ trước đến nay thông qua những gợn sóng trong không thời gian gọi là sóng hấp dẫn, liên quan đến các hố đen lớn đến mức có thể thách thức các mô hình vũ trụ hiện tại.

Sự hợp nhất này được phát hiện bởi mạng lưới máy dò sóng hấp dẫn LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) vào ngày 23 tháng 11 năm 2023, trong lần quan sát thứ tư của ba máy đo giao thoa laser nhạy cảm này đặt tại Hoa Kỳ, Ý và Nhật Bản.

Vụ “sáp nhập” được đặt tên là GW231123, liên quan đến các lỗ đen tiền thân có khối lượng gấp 100 và 140 lần khối lượng Mặt Trời. Hai lỗ đen này lớn đến mức khi hợp nhất, chúng tạo ra một lỗ đen có khối lượng gấp 225 lần khối lượng Mặt Trời.

Chưa từng có trong lịch sử: Hợp nhất hai lỗ đen khổng lồ nặng gấp 225 lần Mặt Trời, thách thức lý thuyết Einstein - ảnh 1

Hình minh họa hai lỗ đen hợp nhất. Ảnh: Robert Lea.

Điều khiến cộng đồng thiên văn sửng sốt là cả hai lỗ đen này đều nằm trong “vùng cấm” về khối lượng. Theo lý thuyết hiện hành, các sao đơn lẻ không thể tạo thành lỗ đen trong khoảng này vì chúng sẽ nổ thành siêu tân tinh và bị phá hủy hoàn toàn. Vậy bằng cách nào mà hai lỗ đen này lại có thể hợp nhất?

Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết đầy táo bạo rằng đây có thể là kết quả của quá trình hợp nhất nhiều lần. Nghĩa là những lỗ đen nhỏ hơn liên tiếp va chạm trong các cụm sao dày đặc, dần tạo nên những lỗ đen khổng lồ mà chúng ta thấy ngày nay. Điều này mở ra một viễn cảnh mới khi vũ trụ có thể chứa nhiều lỗ đen hoạt động âm thầm, liên tục tạo ra những vật thể cực đại.

Trước GW231123, hố đen lớn nhất được tạo ra trong một vụ sáp nhập và được phát hiện trong sóng hấp dẫn có khối lượng gấp 140 lần Mặt Trời. Tín hiệu này được phát hiện vào năm 2021 với tên gọi GW190521.

Chưa từng có trong lịch sử: Hợp nhất hai lỗ đen khổng lồ nặng gấp 225 lần Mặt Trời, thách thức lý thuyết Einstein - ảnh 2

Hai lỗ đen nặng gấp hàng trăm lần Mặt Trời. Ảnh: Victor de Schwanberg.

“Đây là hệ sao đôi lỗ đen lớn nhất mà chúng tôi từng quan sát được thông qua sóng hấp dẫn, và nó đặt ra một thách thức thực sự đối với hiểu biết của chúng tôi về sự hình thành lỗ đen”, nhà nghiên cứu Mark Hannam của Đại học Cardiff và cộng tác viên LVK cho biết: “Các lỗ đen lớn như vậy đáng ra không thể hình thành theo các mô hình tiến hóa sao tiêu chuẩn”.

Khối lượng khổng lồ của những hố đen này không phải là điều duy nhất khiến GW231123 trở nên thú vị. Tín hiệu dường như chỉ ra rằng trước khi sáp nhập, ít nhất một trong những hố đen tiền thân đã quay rất nhanh, nhanh đến mức các định luật vật lý cho phép. Charlie Hoy, thành viên thuộc Đại học Portsmouth, cho biết : “Điều đó khiến tín hiệu trở nên khó mô hình hóa và diễn giải”.

Chưa từng có trong lịch sử: Hợp nhất hai lỗ đen khổng lồ nặng gấp 225 lần Mặt Trời, thách thức lý thuyết Einstein - ảnh 3

Hình minh họa sóng hấp dẫn hình thành từ hai lỗ đen. Ảnh: NASA.

Để giải mã hoàn toàn bí mật của tín hiệu này và các tín hiệu khác mà LVK phát hiện sẽ cần phải cải tiến các phương pháp phân tích và giải thích. “Sẽ mất nhiều năm để cộng đồng nghiên cứu có thể làm sáng tỏ hoàn toàn mô hình tín hiệu phức tạp này và tất cả những hệ quả của nó. Mặc dù lời giải thích hợp lý nhất vẫn là sự hợp nhất của lỗ đen, nhưng những kịch bản phức tạp hơn có thể là chìa khóa để giải mã những đặc điểm bất ngờ của vũ trụ”, Gregorio Carullo, thành viên nhóm LVK thuộc Đại học Birmingham, chia sẻ.

Sự kiện GW231123 đã được trình bày tại Hội nghị quốc tế lần thứ 24 về Thuyết tương đối rộng và Lực hấp dẫn (GR24) và Hội nghị Edoardo Amaldi lần thứ 16 về Sóng hấp dẫn tại Glasgow, Scotland vào ngày 14 tháng 7. Được biết, phát hiện này diễn ra đúng một thế kỷ sau khi Einstein lần đầu dự đoán về sự tồn tại của sóng hấp dẫn trong lý thuyết tương đối rộng của ông vào năm 1915.

Theo: Nature, Space.

spot_img

Mới cập nhật

Nổi bật