Các chuyên gia thậm chí cho rằng phát hiện này xứng đáng đạt giải Nobel Vật Lý vì đã đưa con người đến một chân trời mới, một phương thức hoàn toàn khác biệt để nghiên cứu về vũ trụ.

Vì sao sóng hấp dẫn khó phát hiện?

Nhà vật lý Eistein từng nghi ngờ rằng nhân loại sẽ không bao giờ phát hiện ra sóng hấp dẫn vì kích thước của chúng quá nhỏ.

Năm 1974, các nhà khoa học nhận thấy quỹ đạo của một cặp sao neutron trong thiên hà trở nên nhỏ hơn tại một thời điểm, phù hợp với sự mất năng lượng thông qua các sóng hấp dẫn. Phát hiện này từng được trao giải Nobel Vật lý vào năm 1993.

Sau khi nhà vật lý người Mỹ Joseph Weber tạo ra máy dò bằng xi lanh nhôm đầu tiên vào năm 1960, hàng chục năm sau, các phát minh khác ra đời như kính thiên văn, vệ tinh và chùm tia laser.

Kính thiên văn đặt tại trái đất và không gian được dùng để phát hiện bức xạ nền vi sóng vũ trụ - ánh sáng nhạt còn sót lại từ vụ nổ Big Bang. Đây là bằng chứng cho thấy sóng hấp dẫn bẻ cong và làm duỗi không gian và thời gian.

Vì sao phát hiện sóng hấp dẫn là điều quan trọng?

Tìm ra bằng chứng về sóng hấp dẫn sẽ kết thúc quá trình nghiên cứu tiên đoán trong học thuyết của Einstein, vốn thay đổi cách tiếp cận của nhân loại về khái niệm cơ bản trong khoa học vũ trụ, như không gian và thời gian.

Phát hiện về sóng hấp dẫn mở ra những điều thú vị mới trong ngành thiên văn học, giúp con người thực hiện các phép đo các ngôi sao xa xôi, thiên hà và các hố đen dựa trên bức sóng mà chúng tạo ra.

Sóng hấp dẫn khi phát ra sẽ bẻ cong vùng không, thời gian xung quanh. Các nhà khoa học đã nhận thấy sự biến dạng này bằng công nghệ từ Đài quan trắc Sóng hấp dẫn (LIGO) bằng giao thoa kế laser khi đợt sóng "chạm" đến Trái đất.

Nhưng bạn biết không, việc tìm thấy sóng hấp dẫn cực kỳ khó, nên có thể nói đây thực sự là một phát hiện phi thường. Và hãy cùng thử xem chúng ta cần biết những gì về phát hiện phi thường này.
 

Chúng ta có thể nhìn thấy sóng hấp dẫn bằng cách nào?

Sóng hấp dẫn chạy qua một vật thể sẽ làm thay đổi hình dạng, kéo dài và ép nó theo hướng sóng đang di chuyển, và để lại dấu vết rất nhỏ.

Máy phát hiện sóng hấp dẫn như LIGO và Virgo ở Italy được thiết kế để nhận diện những cấu trúc méo mó như vậy. Tại LIGO, các nhà khoa học chia ánh sáng laser thành hai tia vuông góc, dài vài km. Gương sẽ phản chiếu hai tia này về nơi chúng xuất phát. Bất kỳ sự khác biệt trong chiều dài của hai tia vuông góc sẽ cho thấy sự ảnh hưởng của sóng hấp dẫn.

Các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng việc hai hố đen khổng lồ sát nhập sẽ giải phóng một khối năng lượng khổng lồ dưới dạng sóng hấp dẫn trong vài phút cuối cùng. Nguồn năng lượng này thậm chí còn lớn hơn năng lượng của một ngôi sao cháy trong hàng tỉ năm.

Sóng hấp dẫn sẽ khiến không gian, thời gian co lại và giãn ra, nhưng với quy mô rất nhỏ. Chính vì thế chúng ta cần đến công nghệ của LIGO trong hình dưới, với khả năng xác định sự biến dạng nhỏ hơn nguyên tử Hydro tới 1 triệu lần.
 

Sóng hấp dẫn lần này được xác định khi hai hố đen vũ trụ chuẩn bị sát nhập. Các tín hiệu từ LIGO cho thấy vụ va chạm "khủng khiếp" này giải phóng một khối năng lượng dưới dạng sóng hấp dẫn nhiều hơn tới 50 lần năng lượng của toàn bộ ngôi sao trong vũ trụ này.
 

Tuy nhiên, không chỉ hố đen vũ trụ mới có sóng hấp dẫn, mà bất kỳ vật chất nào có quỹ đạo quay quanh nhau cũng làm được. Điều này đồng nghĩa với việc Trái đất và Mặt trời cũng sản sinh ra sóng hấp dẫn. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này nhỏ hơn tới 100 tỉ lần so với vụ va chạm giữa hai hố đen, nên việc xác định được chúng là bất khả thi với công nghệ hiện nay.
 

 

Các chuyên gia cho biết cứ mỗi 15 phút lại có 2 hố đen va chạm ở đâu đó trong vũ trụ. Điều này cho thấy chúng ta có thể quan sát sóng hấp dẫn thêm rất nhiều lần trong tương lai.

Trước phát hiện này, chúng ta cũng không có cách nào biết được khi nào hố đen có thể hợp thành một. Do đó, có thể nói phát hiện này không chỉ xác nhận lời tiên tri của Einstein từ hơn 100 năm trước mà còn tiết lộ một hiện tượng thiên văn chưa từng biết đến từ trước tới nay.

Đọc thêm: Tìm hiểu về sóng hấp dẫn qua truyện tranh