Sau 15 năm thu thập dữ liệu trong một thí nghiệm quy mô thiên hà, các nhà khoa học cuối cùng đã “nghe thấy” âm thanh sóng hấp dẫn dội lại trong vũ trụ của chúng ta và nó mạnh hơn mong đợi.
Xem thêm:
Khám phá bí ẩn vũ trụ: Sóng hấp dẫn là gì và tại sao nó quan trọng trong nghiên cứu vũ trụ.
Mở khóa bí ẩn vũ trụ: Phát hiện thêm 4 ngoại hành tinh mới.
Khám phá đột phá được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Đài quan sát sóng hấp dẫn Nanohertz Bắc Mỹ (NANOGrav), nơi đã quan sát tỉ mỉ các thiên thể đóng vai trò là máy đo nhịp vũ trụ.
Sóng hấp dẫn mới được phát hiện những gợn sóng trong cấu trúc của không thời gian là sóng mạnh nhất từng được đo, mang năng lượng lớn hơn khoảng một triệu lần so với các vụ nổ đơn lẻ từ các vụ va chạm lỗ đen và sự hợp nhất sao neutron được phát hiện bởi các thí nghiệm như LIGO và Virgo.
Hầu hết các sóng hấp dẫn khổng lồ này được cho là được tạo ra bởi các cặp lỗ đen siêu lớn đang xoắn ốc hướng tới các vụ va chạm thảm khốc trong vũ trụ, theo báo cáo của NANOGrav trong một loạt bài báo được xuất bản gần đây trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
Theo Chiara Mingarelli, một nhà khoa học tại NANOGrav và là cộng tác viên nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Tính toán (CCA) tại Viện Flatiron, “Nó giống như một bản giao hưởng, với tất cả các cặp lỗ đen siêu lớn này hòa âm ở các tần số khác nhau. Đó là bằng chứng đầu tiên về sự nền sóng hấp dẫn. Chúng tôi đã mở ra một cửa sổ mới để quan sát vũ trụ.”
Những bí mật vang vọng của âm thanh sóng hấp dẫn
Sự tồn tại và thành phần của nền sóng hấp dẫn một ý tưởng đã được lý thuyết hóa từ lâu nhưng chưa từng được nghe trước đây trình bày một kho tàng những hiểu biết mới về những câu hỏi đã tồn, từ số phận của các cặp lỗ đen siêu nặng cho đến tốc độ sáp nhập của các thiên hà.
Hiện tại, NANOGrav chỉ có thể đo nền sóng hấp dẫn tổng, tuy nhiên ngay cả điều đó cũng mang lại những điều bất ngờ.
Mingarelli, hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Yale, phát biểu: “Nền sóng hấp dẫn lớn gấp đôi so với những gì tôi mong đợi. Nó thực sự ở mức cao nhất mà các mô hình của chúng tôi có thể tạo ra chỉ từ các lỗ đen siêu lớn.”
Âm lượng chói tai có thể là kết quả của những hạn chế trong thí nghiệm hoặc sự tồn tại của các lỗ đen siêu nặng thậm chí còn nặng hơn và phong phú hơn. Tuy nhiên, cũng có khả năng là có thứ gì đó khác đang tạo ra những sóng hấp dẫn mạnh mẽ này, chẳng hạn như các cơ chế được dự đoán bởi lý thuyết dây hoặc các giải thích thay thế cho sự ra đời của vũ trụ. “Mọi thứ đều ở trên bàn tiếp theo,” cô nói. “Điều này chỉ là khởi đầu.”
Những phát hiện gần đây của NANOGrav đánh dấu một bước tiến đáng kể trong hiểu biết của chúng ta về vũ trụ hấp dẫn, cung cấp một bản giao hưởng các manh mối về vũ điệu vũ trụ của các lỗ đen siêu lớn và những gợn sóng hài hòa mà chúng tạo ra trong kết cấu của không thời gian. Với kiến thức mới này, các nhà khoa học sẵn sàng mở khóa những bí mật của vũ trụ ở quy mô chưa từng có, mở rộng tầm nhìn của chúng ta và định hình lại hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.
Nghiên cứu được đăng trên: The Astrophysical Journal Letters