Lý thuyết táo bạo của Hawking được khẳng định sau va chạm lịch sử

Một phát hiện sóng hấp dẫn mới đây đã kiểm định lý thuyết nổi tiếng của Stephen Hawking .

Cụ thể, nhà khoa học này cho rằng diện tích chân trời sự kiện của hố đen không bao giờ giảm, đã được xác nhận thông qua vụ va chạm giữa các hố đen mạnh nhất từng được ghi nhận, mang ký hiệu GW250114.

Lần đầu tiên con người quan sát trực tiếp sóng hấp dẫn là vào ngày 14/9/2015 với sự kiện GW150914, khi hai hố đen, mỗi cái có khối lượng hơn 30 lần khối Mặt Trời, hợp nhất ở xa hơn một tỷ năm ánh sáng.

Từ đó đến nay, hợp tác quốc tế LIGO/Virgo/KAGRA đã ghi nhận hơn 300 tín hiệu sóng hấp dẫn.

Mới đây, trong đợt quan sát thứ tư (O4), họ phát hiện tín hiệu mới mang tên GW250114, tương tự về tính chất với GW150914 nhưng mạnh hơn gần gấp bốn lần.

Xác nhận Định luật diện tích của Hawking

Theo Sciencealert , lý thuyết cơ học hố đen của Stephen Hawking, còn gọi là Định luật diện tích, phát biểu rằng diện tích chân trời sự kiện của hố đen phải luôn tăng hoặc ít nhất không được giảm theo thời gian.

Các lỗ đen hợp nhất không thể nhỏ hơn các phần của chúng (Ảnh: science).

Nói cách khác, sau khi hai hố đen hợp nhất, hố đen mới tạo thành cần có diện tích chân trời sự kiện không nhỏ hơn tổng diện tích chân trời sự kiện của hai thành phần ban đầu.

Dữ liệu từ sự kiện GW250114 cho phép các nhà khoa học đo riêng khối lượng và tốc độ quay (spin) của hai hố đen trước hợp nhất, sau đó so sánh với khối lượng và spin của hố đen mới sau va chạm.

Kết quả cho thấy diện tích chân trời sự kiện của hố đen sau va chạm lớn hơn tổng diện tích của hai hố đen ban đầu một cách rõ ràng, hoàn toàn phù hợp với dự đoán của Hawking.

Mối liên hệ với thuyết tương đối rộng

Ngoài ra, sự kiện này củng cố niềm tin vào thuyết tương đối rộng của Einstein, bởi Định luật diện tích hố đen liên quan mật thiết đến các khái niệm nhiệt động lực học của hố đen như entropy (độ hỗn loạn), một mối quan hệ được một đồng nghiệp của Hawking thiết lập.

Các nhà nghiên cứu cho biết, tương lai các quan sát sóng hấp dẫn với độ nhạy cao hơn sẽ cho phép kiểm định Định luật diện tích trong những trường hợp khác nhau.

Đồng thời có thể khám phá những giới hạn mới của vật lý, chẳng hạn trong môi trường thời gian‐lượng tử hay ảnh hưởng của các thành phần bí ẩn như vật chất tối, năng lượng tối.