Việc chụp được bức ảnh trước hết của hố đen đã góp thêm phần cam kết thuyết tương đối của Einstein. Một lần nữa!

Hố đen là những siêu sao lâu đời của khoa học viễn tưởng. Nhưng sự nổi tiếng của đề tài hố đen tại Hollywood không khỏi khiến nhiều người cảm thấy có một tí kỳ lạ, bởi lẽ chưa có ai từng tận mắt chứng kiến một hố đen – ít nhất, cho đến tận hiện giờ.

Nếu bạn cần phải chứng kiến để tin rằng hố đen thật sự tồn tại, thì hãy cảm ơn Kính thiên văn Buổi lễ Chân mây (EHT), nơi vừa tạo nên được hình ảnh trực tiếp trước hết về hố đen .

Chiến công tuyệt vời này đòi hỏi sự cộng tác toàn thế giới để biến Địa cầu thành một kính viễn vọng đồ sộ & chụp hình được một vật thể cách xa hàng nghìn tỷ km.

Cũng tuyệt vời & đưa tính bộc phát như thế, dự án EHT không những là việc chấp thuận một thử thách.

Đây là một thực nghiệm chưa từng có về việc liệu các sáng kiến của Einstein về bản chất của không gian & thời gian (thời – không) có ổn định trong các cục diện hà khắc hay không, & cũng xem xét được gần hơn trước đó về vai trò của các hố đen trong vũ trụ.

Nói một cách ngắn gọn: Einstein đã đúng.

Chớp được được điều chẳng thể chớp được được

Hố đen là một vùng không gian có khối lượng rất lớn & dày đặc đến nỗi thậm chí ánh sáng chẳng thể thoát khỏi lực cuốn hút của nó. Đối mặt với một vùng không gian đen như mực chung quanh, việc chụp được một bức ảnh hố đen là một trách nhiệm hầu hết chẳng thể.

Nhưng nhờ vào công trình bộc phát của Stephen Hawking, tất cả chúng ta đã biết rằng các khối lượng đồ sộ không những là vực thẳm đen kịt . Chúng không những có thể phát ra những cột sáng plasma đồ sộ, mà lực cuốn hút lớn lao của chúng cũng dẫn theo dòng chảy vật chất vào phần lõi của nó.

Xem Thêm  Hình học lớp 7 – Tính chất, chứng minh hai đường thẳng song song

Khi vật chất tiến đến gần khu vực chân mây buổi lễ của một hố đen – địa điểm điểm mà tại đó thậm chí ánh sáng chẳng thể thoát ra – nó sẽ tạo dựng nên một đĩa quay chung quanh. Vật chất trong đĩa này sẽ chuyển đổi một phần năng lượng của nó thành lực ma sát khi nó chà xát với các hạt vật chất khác.

Điều này làm ấm chiếc đĩa, giống như cái cách tất cả chúng ta làm ấm hai tay vào một ngày lạnh trời bằng cách chà chúng lại với nhau. Vật chất càng gần thì lực ma sát càng lớn. Vật chất gần đường chân mây buổi lễ sẽ phát sáng đặc sắc với sức nóng của hàng trăm Mặt trời. Đây chính là ánh sáng mà EHT đã phát hiện được, cùng với “hình bóng” của hố đen.

Chụp được hình ảnh này & nghiên cứu dữ liệu này là một trách nhiệm vô cùng khốn khó. Là một nhà thiên văn học từng tìm hiểu các hố đen ở các thiên hà xa xôi , thông thường thì tôi thậm chí chẳng thể chụp được cụ thể một người nổi tiếng trong các thiên hà đó, chứ đừng nói tới việc chứng kiến hố đen ở trọng điểm của chúng.

Nhóm EHT đã quyết định nhắm vào hai trong số các hố đen siêu lớn gần nhất với tất cả chúng ta – cả trong thiên hà lớn hình elip, M87 & tại Sagittarius A *, nằm ở trọng điểm Dải Ngân hà của các bạn.

Để hiểu được trách nhiệm này khốn khó đến mức độ nào, có thể đặt ra một con số về khoảng cách như vậy này. Trong lúc hố đen của Dải Ngân hà có khối lượng gấp 4,1 triệu lần Mặt trời & đường kính 60 triệu km, nó nằm cách Địa cầu 250.614.750.218.665.392 km – tương tự với việc di chuyển từ London đến New York 45 nghìn tỷ lần.

Xem Thêm  Trái Đất là một hành tinh trong hệ Mặt Trời - Tuần 31

Theo ghi nhận của nhóm EHT , điều này giống như bạn đang đứng ở New York & nỗ lực đếm số lượng hố lõm (núm đồng tiền) trên một quả bóng gôn ở Los Angeles, hoặc chụp hình một quả cam trên mặt trăng.

Bức ảnh chụp hố đen đầu tiên khẳng định thuyết tương đối của Einstein

Để chụp một cái gì đó quá xa xôi, nhóm tìm hiểu cần một chiếc kính viễn vọng lớn ngang bằng Địa cầu. Trong cục diện không có một cỗ máy đồ sộ như thế, nhóm EHT đã connect các kính viễn vọng trên khắp hành tinh với nhau, & phối hợp dữ liệu của chúng.

Công bố hình ảnh đầu tiên về hố đen Công bố hình ảnh đầu tiên về hố đen

Để chụp được một bức ảnh chuẩn xác tại mức khoảng cách như thế, các kính thiên văn cần phải ổn định, & các giá trị đọc của chúng hoàn toàn ăn khớp với nhau.

Để thực hiện được thử thách này, nhóm tìm hiểu đã sử dụng những chiếc đồng hồ nguyên tử chuẩn xác đến mức chúng chỉ sai lệch một giây sau mỗi một trăm triệu năm.

5.000 terabyte dữ liệu được thu thập lớn đến mức nó phải được lưu trữ trên hàng trăm ổ đĩa cứng & được chuyển phát bằng tay đến một siêu laptop, để bố trí sự sai biệt về thời gian trong dữ liệu & tạo nên hình ảnh bên trên.

Thuyết tương đối rộng được xác thực

Với một cảm nghĩ phấn khích, lần trước hết tôi được xem trình chiếu trực diện bức ảnh chụp hố đen từ trọng điểm M87.

Kết quả trọng yếu nhất trước hết là Einstein đã đúng. Một lần nữa . Thuyết tương đối tổng quát của ông đã vượt mặt hai bài kiểm soát nghiêm túc tại những môi trường điều kiện hà khắc nhất của vũ trụ trong vài năm trở lại đây.

Xem Thêm  Khám phá tour du lịch Ninh Thuận một ngày khởi hành từ Nha Trang

Bức ảnh chụp hố đen đầu tiên khẳng định thuyết tương đối của Einstein

Bước này, lý thuyết của Einstein đã tiên đoán các xem xét từ M87 với độ chuẩn xác hoàn hảo, & hình như là miêu tả chuẩn xác về bản chất của không gian, thời gian & trọng tải.

Các phép đo tốc độ của vật chất chung quanh trọng điểm hố đen là khá tương thích với mức tốc độ gần với vận tốc ánh sáng.

Từ hình ảnh này, các nhà khoa học tại EHT đã xác nhận được rằng hố đen M87 có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt trời & rộng 40 tỷ km – tức to hơn quỹ đạo 200 năm chung quanh mặt trời của sao Hải Vương.

Rất khó để chụp hình chuẩn xác Hố đen của Dải Ngân hà trong lần này do sự biến đổi mau chóng của ánh sáng đầu ra. Ao ước rằng, sẽ có thêm nhiều kính viễn vọng được thêm vào dải kính viễn vọng của EHT trong thời gian sớm, để có được hình ảnh cụ thể hơn về những vật thể cuốn hút này.

Tôi chắc nịch rằng trong tương lai gần, tất cả chúng ta sẽ có thể hé nhìn vào con tim mờ ám của chính thiên hà của các bạn.

Author: Kevin Pimbblet , Giáo viên thượng hạng bộ môn Vật lý, Đại học Hull .
Bản gốc trên The Conversation
Quang Khánh biên dịch

Video:

videoinfo__video3.dkn.news||e69eae168__

Your browser does not support the video tag. Please upgrade to lastest version

Ad will display in 09 seconds

videoinfo__video3.dkn.news||8de95dbe9__

Your browser does not support the video tag. Please upgrade to lastest version

Ad will display in 09 seconds

Đọc thêm:

By ads_law

Trả lời