Nghiên cứu: Hố đen có ‘vùng lao xuống’ đúng như Einstein dự đoán
Nghiên cứu mới đã chứng minh có một khu vực ở rìa hố đen nơi vật chất không thể ở trên quỹ đạo được nữa mà thay vào đó sẽ rơi xuống, đúng như lý thuyết hấp dẫn mà Albert Einstein dự đoán.
Nghiên cứu được công bố hôm 16/5 trên tạp chí Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Vương quốc Anh). Theo đó, nhóm nhà thiên văn học sử dụng kính thiên văn có khả năng phát hiện tia X và lần đầu tiên quan sát được khu vực này – được gọi là “vùng lao xuống” – ở một hố đen cách Trái đất khoảng 10.000 năm ánh sáng.
Hố đen này nằm trong một hệ thống có tên MAXI J1820 070, được tạo thành từ chính nó và một ngôi sao nhỏ hơn mặt trời, ước tính có khối lượng gấp 7 đến 8 lần khối lượng mặt trời. Các nhà thiên văn học đã sử dụng kính thiên văn NuSTAR và NICER trên không gian của NASA để thu thập dữ liệu và tìm hiểu xem plasma từ ngôi sao bị hút vào hố đen như thế nào.
Minh họa lỗ đen hút vật chất từ một ngôi sao đồng hành. Ảnh: NASA
Nhà khoa học nghiên cứu Andrew Mummery, tác giả chính của nghiên cứu, mô tả: “Xung quanh hố đen có những đĩa vật chất lớn quay quanh (từ các ngôi sao gần đó), hầu hết đều ổn định. Hố đen giống như một dòng sông, trong khi vùng lao xuống giống như rìa thác nước”. Ông nói thêm và lưu ý rằng mặc dù “dòng sông” đã được quan sát rộng rãi nhưng đây là bằng chứng đầu tiên về “thác nước”.
Video đang HOT
Mummery giải thích, trong khi tâm hố đen không để bất cứ thứ gì thoát ra, kể cả ánh sáng và bức xạ, thì ở “vùng lao xuống” ánh sáng vẫn có thể thoát ra, nhưng nhưng vật chất sẽ bị tiêu diệt bởi lực hấp dẫn cực mạnh.
Phát hiện mới của nghiên cứu có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về sự hình thành và tiến hóa của hố đen. Mummery nói: “Chúng tôi thực sự có thể tìm hiểu về chúng bằng cách nghiên cứu khu vực này, vì nó nằm ngay rìa nên nó cung cấp nhiều thông tin nhất”. Tuy nhiên, một điều còn thiếu trong nghiên cứu là hình ảnh thực tế của hố đen vì nó quá nhỏ và quá xa.
Theo giáo sư thiên văn học Christopher Reynolds tại Đại học Maryland, việc tìm ra bằng chứng thực tế cho “vùng lao xuống” là bước quan trọng cho phép cải tiến đáng kể các mô hình về cách vật chất vận hành xung quanh hố đen. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để đo tốc độ quay của hố đen.
Đây không phải lần đầu tiên thuyết tương đối rộng của Einstein năm 1915 được xác nhận qua những phát hiện mới về hố đen. Trước đây vào năm 2019, bức ảnh đầu tiên về hố đen đã củng cố dự đoán của nhà vật lý rằng lực hấp dẫn chỉ là vật chất làm cong kết cấu không gian – thời gian. Nhiều dự đoán khác của Einstein được xác minh qua nhiều năm, trong số đó có sóng hấp dẫn và giới hạn tốc độ vũ trụ.
Phát hiện lỗ đen lớn gấp 30 tỷ lần Mặt trời nhờ dự đoán của Albert Einstein
Không ngờ lỗ đen với kích thước đáng kinh ngạc lại được tìm thấy nhờ dự đoán của nhà khoa học Albert Einstein.
Albert Einstein (1879-1955) là một trong những nhà khoa học lừng danh nhất của thế giới. Tên của ông còn được sử dụng để nói về những người có đầu óc thiên tài.
Albert Einstein là người đưa ra thuyết tương đối và nhờ phát minh này của ông nhận thức về vũ trụ của nhân loại đã thay đổi hoàn toàn. Không chỉ vậy, những dự đoán của ông phần nào giúp các nhà khoa học có được nhiều phát hiện quan trọng về vũ trụ. Điển hình như siêu lỗ đen mới được tìm thấy bằng một ảo ảnh quang học do Albert Einstein từng dự đoán trước đó. Tầm ảnh hưởng của phát hiện này là gì?
Nhờ dự đoán của Albert Einstein các nhà thiên văn học đã tìm thấy siêu lỗ đen với kích thước khổng lồ. (Ảnh: NASA)
Chúng ta đều biết lỗ đen là vật thể dày đặc trong vũ trụ. Chúng có lực hấp dẫn mạnh tới mức ánh sáng cũng không thể thoát khỏi. Siêu lỗ đen còn nặng hơn các lỗ đen tới hàng trăm nghìn lần. Tuy nhiên, ngoài siêu lỗ đen, những vật thể có khối lượng dày đặc về mặt thiên văn đến mức các nhà khoa học phải đưa ra cách phân loại mới là siêu lỗ đen khối lượng. Sự khác biệt duy nhất giữa lỗ đen thông thường và lỗ đen siêu khối lượng là kích thước của chúng.
Các nhà thiên văn học tại đại học Durham ở Anh sử dụng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn kết hợp với một siêu máy tính và tìm thấy lỗ đen ở Abell 1201, cách Trái đất 2,7 tỷ năm ánh sáng. Đây cũng là một trong những lỗ đen lớn nhất từng được phát hiện. Phát hiện này được công bố trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Các chuyên gia nhận thấy, tại trung tâm của một cụm thiên hà cách xa chúng ta hơn hai tỷ năm ánh sáng - Abell 1201 có một ảo ảnh quang học được gọi là thấu kính hấp dẫn đang xảy ra. Hiện tượng thấu kính hấp dẫn này xảy ra khi ánh sáng chói từ một vật thể ở hậu cảnh uốn cong quanh một vật thể ở tiền cảnh.
Đây là lần đầu một siêu lỗ đen được tìm thấy nhờ sử dụng thấu kính hấp dẫn. (Ảnh: NASA)
Khái niệm thấu kính hấp dẫn này có mối liên hệ chặt chẽ với thuyết tương đối rộng của Albert Einstein. Thuyết này dự đoán được các hiện tượng khác trong vũ trụ như các vật thể khối lượng lớn có khả năng làm cong các cấu trúc không, thời gian. Ông cũng từng dự đoán những đường cong này có thể hoạt động tương tự như một thấu kính phóng đại.
Từ dự đoán của Albert Einstein, các nhà thiên văn học đã xác định được lỗ đen với khối lượng gấp khoảng 30 tỷ lần Mặt trời. Siêu lỗ đen này nằm bên trong thiên hà sáng nhất thuộc cụm thiên hà Abell 1201. Thiên hà chứa lỗ đen này cũng chịu ảnh hưởng từ trường hấp dẫn của vật thể này.
Đây cũng là lần đầu tiên một siêu lỗ đen được tìm thấy bằng việc sử dụng thấu kính hấp dẫn. Các nhà khoa học cũng hi vọng trong thời gian tới sẽ tìm thấy thêm nhiều lỗ đen khác.
Dự đoán của Albert Einstein đã giúp giới thiên văn phát hiện 1 lỗ đen lớn hơn 30 tỷ lần so với Mặt Trời Các nhà thiên văn học có thể quan sát kỹ lỗ đen ở trung tâm của cụm Abell 1201 và xác định kích thước đáng kinh ngạc của nó. Lỗ đen là vật thể dày đặc nhất trong vũ trụ, với lực hấp dẫn mạnh đến mức ánh sáng không thể thoát khỏi chúng. Sau đó, có những lỗ đen siêu lớn, có...