"Hố Đen" Tử Thần Của Vũ Trụ và Những Bí Ẩn Về Nguồn Năng Lượng Được Ẩn Chứa Full HD ( Thuyết Minh)
Cú nhảy vọt vĩ đại của hành trình săn lùng hố đen: Lập nên kỳ tích không tưởng ở thế kỷ 21
Trang Ly - Design: Đỗ Linh |
0
"Chụp ảnh hố đen ở khoảng cách 53 triệu năm ánh sáng giống như
việc chúng ta quan sát một vật thể có kích thước 1mm từ khoảng cách
13.000km vậy."
Gần một tháng sau sự kiện đi vào lịch sử khám phá vũ trụ của nhân loại khi lần đầu tiên các nhà thiên văn học công bố bức ảnh chứng minh sự tồn tại của hố đen vào
tháng 4/2019. Hơn 100 năm sau dự đoán thiên tài của nhà bác học Albert
Einstein về hố đen trong Thuyết tương đối, cuối cùng "quái vật vũ trụ"
ấy cũng sa lưới nhân loại.
Tất nhiên, hố đen bí ẩn như
chính cái tên của nó, mặc dù vậy, sự kiện thiên văn học đáng nhớ vào
những ngày đầu tháng 4/2019 trở thành một bước tiến lớn trong hành trình
giải mã hố đen nói riêng và con đường chinh phục vũ trụ nói chung của
loài người.
Vậy, làm cách nào mà các nhà thiên văn học
đạt được bước tiến vĩ đại đến thế? Họ đã săn con "quái vật vũ trụ" ấy
như thế nào? Và ý nghĩa của sự kiện này trong hành trình khám phá vũ trụ của loài người cụ thể ra sao? The Conversation(1)cung cấp bài viết tựa đề "Observing the Invisible: The long journey to the first image of a black hole" (tạm dịch: Quan sát "quái vật" vô hình: Hành trình săn lùng bức ảnh hố đen đầu tiên trong lịch sử) sẽ sáng tỏ các vấn đề trên.
Bức
ảnh đầu tiên về hố đen siêu lớn tại trung tâm thiên hà Messier 87
(M87), cách Trái Đất 53 triệu năm ánh sáng, chứng minh một điều (theo
một nghĩa nào đó), nhân loại đã quan sát được "thứ vô hình".
Sinh
ra từ cái chết của một ngôi sao khổng lồ, bản chất hố đen là thứ không
thể nhìn thấy bởi chúng là một vùng không-thời gian có trường hấp dẫn
cực kỳ mạnh (hãy tưởng tượng ánh sáng một khi đã bị hút vào hố đen thì
không thể nào thoát ra được).
Do đó, việc quan sát và
chụp hình hố đen sẽ không đơn thuần như việc các nhà thiên văn học quan
sát ngôi sao và các vật thể khác trong không gian.
Bài
toán vũ trụ này được giải sau hơn một thập kỷ bởi hơn 200 nhà khoa học,
thiên văn học, kỹ sư tài năng trên thế giới thuộc dự án Kính thiên văn
Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT).
Cụ thể ra sao?
Hố
đen vô hình nhưng việc nó "nuốt" vật chất/năng lượng/ánh sáng trong vũ
trụ khiến chúng hiện hình. Bằng cách này, tập thể các nhà khoa học đã
quan sát được hố đen thông qua việc dựa vào nguồn bức xạ khổng lồ phát
ra khi vật chất bị "quái vật" này nuốt chửng.
Sau khi tìm được cách khiến hố đen phải hiện nguyên hình, hơn 200 nhà khoa học tiếp tục giải quyết bài toán "Làm sao để chụp hình hố đen?".
Đáp án nhanh chóng được EHT giải quyết khi các nhà khoa học quyết định
đặt 8 kính thiên văn khổng lồ tại Chile, quần đảo Hawaii, bang Arizona
(Mỹ), Mexico, Tây Ban Nha và cực Nam của Trái Đất.
Bằng
cách sử dụng kỹ thuật giao thoa kế với đường cơ sở rất dài, để tạo
thành một mạng lưới kính thiên văn khổng lồ có đường kính tương đương
đường kính Trái Đất (12.742 km), cuối cùng "quái vật vũ trụ" đã sa lưới!
Hiện lên trước mắt hơn 200 nhà khoa học của EHT là hình ảnh ma quái của những luồng plasma khổng lồ, hình tròn, màu vàng cam.
Hố
đen khổng lồ của M87 có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt Trời của chúng
ta. Có kích cỡ vô cùng khổng lồ: Gần bằng dài Ngân Hà của chúng ta.
Riêng,
chân trời sự kiện của nó có bán kính khoảng 20 tỷ km, gấp ba lần khoảng
cách từ sao Diêm Vương đến Mặt Trời của chúng ta. Hố đen của M87 lớn
gấp 1.500 lần so với hố đen Sagittarius A*.
Thông tin về hố đen ở thiên hà M87, được chụp lần đầu tiên trong lịch sử vũ trụ. Nguồn: Viện Hàn lâm Khoa học Australia.
Để
hiểu "cực phẩm" mà hơn 200 nhà khoa học tạo dựng được này, các nhà khoa
học đã ví: Hố đen của M87 ở rất xa, và kỳ tích kỹ thuật đáng kinh ngạc
này (chụp được hố đen) giống như việc cố gắng quan sát một vật thể có
kích thước 1mm từ khoảng cách 13.000km!
Trên thực
tế, dữ liệu hình ảnh hố đen được lấy vào năm 2017 nhưng các nhà khoa học
đã phải mất 2 năm để ghép các dữ liệu hình ảnh lại với nhau từ 8 đài
quan sát độc lập nằm rải rác trên toàn cầu như một máy dò khổng lồ, để
cho ra bức hình đi vào lịch sử như EHT vừa công bố ngày 10/4/2919.
Bức
ảnh chụp hố đen đầu tiên, được đánh giá là hoàn toàn xứng đáng với giải
Nobel này, không phải là một khám phá tình cờ mà là công trình có được
dựa trên các bộ óc vĩ đại trong suốt chiều dài lịch sử khám phá khoa học
của nhân loại.
Nhà
thiên văn học người Anh John Michell (1724-1793) là người đầu tiên
trong lịch sử đưa ra ý tưởng về "sao tối" (ẩn tinh) trong vũ trụ năm
1783. Theo John Michell, ẩn tinh có mật độ rất lớn và lực hấp dẫn mạnh
đến nỗi tất cả ánh sáng "định" phát ra đều bị hút lại, ngay cả khi đó là
một photon (một dạng bức xạ điện từ, có thể di chuyển với tốc độ ánh
sáng) cũng không thể thoát ra.
Mãi đến thập kỷ thứ hai
của thế kỷ 21, các nhà khoa học hiện đại mới chứng minh được những
gì John Michell dự đoán khi đó: Tháng 1/2019, các nhà thiên văn học công
bố một hình ảnh phát xạ đến từ nguồn phát vô tuyến thiên văn sáng và
rất đậm đặc tại trung tâm của dải Ngân Hà có tên Sagittarius A*.
Ngay trung tâm Ngân Hà của chúng ta có thể tồn tại một hố đen khổng lồ có tên Sagittarius A*. Ảnh minh họa: Internet
Nhiều chuyên gia cho rằng Sagittarius A* là vị trí của một hố đen siêu khối lượng, nằm ngay trung tâm Ngân Hà của chúng ta.
3
tháng sau, Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT) đã thành công trong
việc giải quyết chân trời sự kiện xung quanh hố đen siêu lớn ở M87, một
thiên hà cách chúng ta hơn 50 triệu năm ánh sáng.
Đầu
những năm 1900, vật lý thiên văn vươn lên tầm cao mới sau những nghiên
cứu vượt thời đại của Albert Einstein trong công trình khoa học mang tên
Thuyết tương đối, mô tả cấu trúc của không gian và thời gian trong một
thực thể thống nhất gọi là không-thời gian; cũng như giải thích bản chất
của lực hấp dẫn là do sự uốn cong của không-thời gian bởi vật chất và
năng lượng.
Thuyết Tương đối (năm 1916) của Einstein
chỉ ra rằng, vũ trụ tồn tại vùng không-thời gian tựa một "con quái vật"
đúng nghĩa, với khả năng nuốt chửng mọi loại vật chất, năng lượng, ngay
cả ánh sáng cũng bị bẻ cong bởi nó.
Ngay sau đó, vào
năm 1916, các nhà thiên văn học, vật lý học Karl Schwarzschild
(1873-1916, người Đức) và Johannes Droste (1886-1963, người Hà Lan) đã
độc lập nhận ra rằng các phương trình trường Einstein(2) đưa ra cách giải quyết cho "điểm kỳ dị toán học" - một điểm không thể phân chia của khối lượng và khối lượng vô hạn.
Trong
hai thập kỷ 1920 và 1930, khi nghiên cứu về sự tiến hóa của một ngôi
sao, giới vật lý hạt nhân đã đưa ra kết luận: Nếu có khối lượng đủ lớn,
trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa sao, một ngôi sao sẽ kết
thúc bằng một vụ nổ khổng lồ, dẫn đến "điểm kỳ dị" và tạo ra một ngôi
sao băng giá (frozen star).
Nhà
thiên văn học John Michell (phải) và nhà vật lý học Albert Einstein là 2
bộ óc vĩ đại, đưa ra những ý tưởng ban đầu về hố đen. Ảnh: Internet
Thuật
ngữ này (điểm kỳ dị) phản ánh bản chất tương đối kỳ quái của thời gian
trong Thuyết tương đối của Einstein. Ở chân trời sự kiện, thời gian sẽ
đóng băng.
Trong khi thiên hà của chúng ta có thể chứa
hàng triệu hố đen khối lượng lớn thì chân trời sự kiện của chúng quá nhỏ
để quan sát. Ví dụ, nếu Mặt Trời của chúng ta bị hút vào một hố đen,
bán kính chân trời sự kiện của hố đen khi đó chỉ là 3km!
Chính vì thế, mục tiêu của EHT chủ yếu săn tìm các hố đen siêu lớn nằm ở trung tâm các thiên hà.
Thuật ngữ "Hố đen" thực sự chỉ được sử dụng vào những năm cuối thập kỷ 1960 (do nhà thiên văn học người Mỹ John Wheeler (1911-2008) đưa ra lần đầu tiên vào năm 1967), khi đó các nhà thiên văn học bắt đầu nghi ngờ rằng các ẩn tinh có khối lượng thực sự lớn đang ẩn nấp đâu đó giữa các thiên hà.
Có
vô số lý thuyết nói đến sự hình thành của hố đen. Và cũng có không ít
những dự đoán về hố đen ngay trong chính dải thiên hà của chúng ta.
Năm
1972, các nhà thiên văn học Robert Sanders và Thomas Lowinger tính toán
rằng: Ở trung tâm Ngân Hà tồn tại "một khối vật chất dày đặc" tương
đương với khoảng 1.000.000 khối lượng Mặt Trời!
Đến năm
1978, nhà thiên văn học Wallace Sargent và đồng nghiệp đã xác định có
"một khối vật chất dày đặc" gấp 5 tỷ lần khối lượng Mặt Trời nằm ở trung
tâm của thiên hà M87 gần chúng ta. Tuy nhiên, về sau, các nhà khoa học
lại cho rằng đó là một nhóm các hành tinh và những ngôi sao chết.
Một phân tích khoa học năm 1999 có đoạn: Trong
những năm gần đây, dự đoán về sự tồn tại của một khối vật chất dày đặc ở
trung tâm Ngân Hà (ý chỉ hố đen Sagittarius A* về sau) đã trở nên rất
mạnh. Tuy nhiên, bằng chứng chứng minh vật thể này là một hố đen vẫn còn
thiếu. Một đặc điểm để xác định hố đen chính là chân trời sự kiện. Đối
với một nhà quan sát thiên văn, chân trời sự kiện tạo ra một "cái bóng"
lớn xung quanh hố đen. Để quan sát được "cái bóng" này chúng ta phải chờ
vào những kỹ thuật đặc biệt trong nhiều năm tới,Astronomy thông tin.
20
năm sau phân tích trên, kỳ tích đã xảy ra vào thập kỷ thứ 2 của thế kỷ
21. Tháng 4/2019, hành trình khám phá hố đen nói riêng và vũ trụ nói
chung bước sang một trang mới: Hình bóng mờ ảo (cái bóng) khổng lồ của
hố đen tại thiên hà M87 đã được quan sát và chụp lại. Đây thực sự là
công trình khoa học đáng kinh ngạc của nhân loại.
Hệ
thống 8 đài quan sát độc lập nằm rải rác trên toàn cầu thuộc dự án EHT,
chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu hình ảnh đầu tiên của hố đen. Nguồn:
EHT
Bức ảnh hố đen được chụp lần đầu tiên
trong lịch sử đóng vai trò hết sức quan trọng: Nó khẳng định dự đoán hơn
200 năm của nhà khoa học là đúng đắn; Đồng thời thể hiện sức mạnh trí
tuệ của tập thể các nhà khoa học trên thế giới; cũng như khẳng định vai
trò số một của khoa học/kỹ thuật trong hành trình khám phá vũ trụ.
Bức
ảnh đầu tiên về hố đen không chỉ chứng minh sức mạnh dự đoán của các bộ
óc khoa học vĩ đại, kết hợp với trí tượng tưởng không giới hạn của con
người mà còn cho thấy lòng quyết tâm và sự ham học hỏi của biết bao thế
hệ các nhà khoa học trên thế giới.
Và tất nhiên, hành
trình khám phá hố đen chưa thể dừng lại. Giới khoa học tuyệt đối không
"ngủ quên trên chiến thắng". Ngay sau khi hoàn thành bức ảnh hố đen đầu
tiên này, các nhà thiên văn học đã có tham vọng thực hiện những bức ảnh
hố đen của M87 rõ nét hơn. Không những thế, họ còn muốn quan sát hố đen
khổng lồ ngày trong Ngân Hà của chúng ta (hố đen Sagittarius A*).
Bên
cạnh việc cải tiến và nâng cấp hệ thống kính thiên văn trên toàn cầu,
các nhà khoa học cũng đang tập trung vào một hướng nghiên cứu khác là
quan sát và tìm hiểu những luồng hạt bức xạ có năng lượng cực lớn và vận
tốc cực nhanh gần bằng vận tốc ánh sáng được phát ra từ rìa hố đen.
Hy
vọng trong tương lai không xa, chúng ta lại được chứng kiến những thành
tựu khoa học vũ trụ mang đậm dấu ấn trí tuệ nhân loại vượt trội như
thế!
Chú thích:
(1) Đôi nét về webisite The Conversation:
Là website chuyên phân tích, bình luận, nghiên cứu các tin tức, công
trình khoa học trên toàn thế giới. Tính đến năm 2015, đã có 27.000 tác
giả học thuật viết bài cho The Conversation.
Webisite The Conversation ra
mắt lần đầu tiên tại Australia năm 2011, và đã mở rộng thành các phiên
bản tại Vương quốc Anh năm 2013, Mỹ năm 2014, châu Phi năm 2015, Pháp
năm 2015 , Canada năm 2017, Indonesia năm 2017 và Tây Ban Nha năm 2018.
The Conversation được tài trợ bởi các trường đại học và khu vực nghiên cứu, chính phủ và doanh nghiệp.
(2)
Phương trình Einstein hay Phương trình trường Einstein là một hệ gồm 10
phương trình trong Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein miêu tả
tương tác cơ bản là hấp dẫn bằng kết quả của sự cong của không thời gian
do có mặt của vật chất và năng lượng.
Bài viết sử dụng các nguồn: The Conversation, Astronomy
Các nhà nghiên cứu Mỹ và Trung Quốc phát hiện ba
hố đen xoay tròn trong vũ trụ với tốc độ cực nhanh, nghiên cứu công bố
hôm 24/7.
Cụm SDSS J0849+1114 gồm ba hố đen xoay quanh nhau rất nhanh. Ảnh: Metro.
Phát hiện về hai hố đen sáp nhập khá phổ biến trong cộng đồng khoa học.
Tuy nhiên, một nhóm nhà nghiên cứu quốc tế tỏ ra bối rối khi bắt gặp ba
hố đen khổng lồ đang trên đà đâm vào nhau. Cụm hố đen này được gọi chung
là SDSS J0849+1114. Các nhà nghiên cứu phân loại chúng là nhân thiên hà
hoạt động (AGN). Họ tiến hành quan sát chi tiết SDSS J0849+1114 bằng
kính viễn vọng vũ trụ Hubble, Đài thiên văn tia X Chandra và Kính đo
giao thoa vô tuyến.
Sử dụng dữ liệu thu thập từ nhóm thiết bị trên, nhóm nghiên cứu kết luận
ba hố đen bị mắc kẹt trong quỹ đạo của nhau. Những đám mây khí gas bao
quanh và cung cấp thức ăn cho cụm hố đen di chuyển ở tốc độ 500 - 1.000
km/giây. Kết quả quan sát chỉ ra khi các hố đen tiếp tục xoay quanh
nhau, cụm của chúng sẽ thu nhỏ dần cho tới khi chúng đâm vào nhau. Vụ va
chạm cực mạnh này có thể xảy ra trong vòng hai tỷ năm tới.
Dù biết chắc vụ va chạm sẽ xảy ra, nhóm nghiên cứu không rõ điều gì sẽ
xuất hiện sau đó. Họ đặt giả thuyết bộ ba sẽ tạo thành một hố đen siêu
khối lượng hoặc chỉ có hai hố đen sáp nhập. Nếu đúng như trường hợp đầu
tiên, sự kiện có thể giải thích bản chất của lõi hố đen khổng lồ tìm
thấy trong những thiên hà hình elip như M87. Theo nhóm nghiên cứu, các
hệ thống hố đen tương tự có thể phổ biến hơn trong vũ trụ thuở sơ khai,
khi thiên hà sáp nhập thường xuyên hơn.
Hình dạng xoắn ốc của từ trường dẫn khí gas theo
quỹ đạo quanh Sagittarius A*, khiến hố đen này hoạt động yếu hơn hẳn các
hố đen khác.
Sức mạnh khủng khiếp của hố đen - "Quái vật vũ trụ" vừa sa lưới nhân loại
Trang Ly |
0
Hình ảnh minh họa về một hố đen.
Đối với các nhà khoa học, hố đen dù bí ẩn và đáng sợ nhưng lại ẩn chứa khát khao thông hiểu của loài người.
Những ngày đầu tháng 4/2019 chứng kiến một sự kiện có 1-0-2 trong lịch sử khám phá vũ trụ của nhân loại: Lần đầu tiên con người chụp được bức ảnh chứng minh sự tồn tại của hố đen.
Trước
khi có được bức ảnh chứng minh sự tồn tại của nó, hố đen vẫn là một
trong những bí ẩn vũ trụ vĩ đại nhất trong hành trình khám phá không
gian của loài người.
Được nhà vật lý lý thuyết người Đức
Albert Einstein (1879-1955) nhắc đến lần đầu tiên trong Thuyết Tương đối
(năm 1916), hố đen trong nghiên cứu của Einstein là một "con quái vật"
đúng nghĩa, với khả năng nuốt chửng mọi loại vật chất, năng lượng, ngay
cả ánh sáng cũng bị bẻ cong bởi hố đen.
Hố đen (còn gọi là lỗ đen, black hole) được mệnh danh là "quái vật vũ trụ". Đối với các nhà khoa học, hố đen là vật thể vừa bí ẩn vừa đáng sợ nhưng lại ẩn chứa khát khao thông hiểu của loài người nhất trong vũ trụ.
Để hiểu rõ về hố đen, ý nghĩa của bức ảnh đầu tiên và hành trình tương lai khám phá "quái vật vũ trụ" này, Space.com sẽ đưa chúng ta tìm hiểu ngọn ngành:
01.
Hiểu về hố đen
- Thuật ngữ "Hố đen"
chưa được ra đời trong Thuyết Tương đối năm 1916 của Einstein. Giới
khoa học biết đến thuật ngữ này khi nhà thiên văn học người Mỹ John
Wheeler (1911-2008), một trong những cộng tác viên cuối cùng của Albert
Einstein, đưa ra lần đầu tiên năm 1967.
- Giới khoa học định nghĩa hố đen (không
phải là hố hoặc lỗ nào) mà là một vùng không-thời gian có trường hấp
dẫn cực mạnh, đến nỗi không một vật chất, bức xạ và ánh sáng nào có thể
thoát ra khỏi nó.
- Cấu tạo hố đen: Hố đen có 3 "lớp": Chân trời sự kiện bên ngoài - Chân trời sự kiện bên trong - Và vùng kỳ dị.
Minh họa đi vào chân trời lỗ đen.
+
Chân trời sự kiện bên ngoài và bên trong của hố đen là ranh giới xung
quanh miệng hố đen, nơi ánh sáng mất đi khả năng thoát ra. Một khi vật
chất, bức xạ... bị hút vào chân trời sự kiện thì nó không thể nào thoát
ra được. Trọng lực là không đổi trong chân trời sự kiện.
+ Vùng kỳ dị là nơi chứa toàn bộ khối lượng của hố đen, do đó đây là khu vực có mật độ vật chất lớn vô hạn.
- Hố đen sinh ra từ đâu, sức mạnh hủy diệt của hố đen? Hố
đen sinh ra từ cái chết của một ngôi sao. Cụ thể, khi một ngôi sao bước
vào giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa sao, nó sẽ phồng lên, mất dần
khối lượng. Cuối cùng, một vụ nổ khổng lồ sẽ đánh dấu sự hủy diệt của
ngôi sao này (gọi là siêu tân tinh).
Một vụ nổ khổng lồ sẽ đánh dấu sự hủy diệt của ngôi sao này (gọi là siêu tân tinh). Ảnh minh họa: EarthSky
Tuy
nhiên, mọi việc chưa kế thúc. Sau vụ nổ, vật chất bị văng ra ngoài để
lại lõi sao. Nếu như một ngôi sao "còn sống", phản ứng tổng hợp hạt nhân
sẽ tạo ra một lực đẩy nhằm cân bằng với lực hút từ khối lượng của ngôi
sao. Nhưng khi ngôi sao "chết", không còn lực nào chống lại lực hút đó
nữa nên lõi sao bắt đầu sụp đổ.
Nếu lõi sao khổng lồ sụp
đổ thành một điểm nhỏ vô hạn thì một hố đen sẽ được sinh ra. Vì lõi sao
khổng lồ có khối lượng lớn gấp nhiều lần Mặt Trời bị nén vào một điểm
nhỏ như vậy khiến cho hố đen có một trường hấp dẫn khổng lồ. Di chuyển
đến đâu, nó cũng có thể nuốt chửng vật chất trên đường đi, khiến nó ngày
càng lớn và có sức hủy diệt mạnh mẽ.
Di
chuyển đến đâu, nó cũng có thể nuốt chửng vật chất trên đường đi, khiến
nó ngày càng lớn và có sức hủy diệt mạnh mẽ. Ảnh: Internet
Bạn
hãy tưởng tượng, khi một lõi sao dày đặc, có khối lượng gấp nhiều lần
Mặt Trời bị nén vào một phạm vi có kích thước chỉ bằng một thành phố thì
tất yếu sinh ra một lực hấp dẫn "điên cuồng", cuốn theo các vật chất,
năng lượng gần nó. Từ bụi, khí, năng lượng, bức xạ... hố đen cứ thế lớn
dần thành "quái vật" thực sự.
- Hố đen lớn thế nào?
Trong Thuyết Tương đối của Einstein, vì liên tục nuốt vật chất trong vũ
trụ nên một siêu hố đen có thể có khối lượng của hàng tỷ Mặt Trời.
- Hố đen có tồn tại trong Dải Ngân Hà không?
Câu trả lời là Có! Tính cho đến nay, các nhà thiên văn học xác định
rằng trong trung tâm Ngân Hà của chúng ta có một siêu hố đen khổng lồ có
tên là Sagittarius A.
Trong
vũ trụ, sự kiện một ngôi sao "chết đi" luôn xảy ra, dó đó, hố đen đều
có cơ hội hình thành từ sự kiện này. Đó là lý do, các nhà thiên văn cho
rằng, hố đen có mặt ở khắp mọi thiên hà, ẩn nấp rất nhiều trong vũ trụ
bao la.
- Có ba loại hố đen: Hố đen sao, Hố đen siêu lớn và Hố đen trung bình:
+ Hố đen sao
Đây
là hố đen được sinh ra từ một ngôi sao chết (siêu tân tinh). Đối với
một ngôi sao nhỏ (gấp khoảng 3 lần khối lượng Mặt Trời), lõi mới sẽ tạo
ra sao neutron hoặc sao lùn trắng. Còn đối với một ngôi sao khổng lồ khi
"chết đi", lõi sao sẽ tiếp tục nén rồi tạo ra một hố đen, hay hố đen
sao.
Theo Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian: Dải Ngân Hà chứa vài trăm triệu hố đen sao.
Hình minh họa của một hố đen mới ra đời. Nguồn: NASA/JPL-C
+ Hố đen siêu lớn (Siêu hố đen)
Siêu hố đen có khối lượng lớn gấp hàng triệu lần thậm chí hàng tỷ lần so với Mặt Trời, nhưng lại có bán kính bằng ngôi sao gần Trái Đất nhất - Alpha Centauri (cách Trái Đất 4,3 năm ánh sáng).
Điều
đáng nói là, các siêu hố đen như vậy được cho là nằm ở trung tâm của
nhiều thiên hà, trong đó có thiên hà của chúng ta (Dải Ngân Hà).
Cho
đến nay, giới khoa học vẫn chưa chắc chắn về sự hình thành của siêu hố
đen. Rất có thể chúng là kết quả của hàng trăm hoặc hàng nghìn hố đen
nhỏ kết hợp với nhau. Hoặc cũng có thể, chúng sinh ra từ sự "chết đi"
của một cụm sao cùng nhau.
+ Hố đen trung bình
Trước
đây, giới khoa học nghĩ rằng hố đen chỉ có kích thước nhỏ và lớn, nhưng
nghiên cứu gần đây đã tiết lộ khả năng tồn tại của hố đen cỡ trung
bình.
Những hố đen như vậy có thể được hình thành khi các
cụm ngôi sao nhỏ cùng "chết". Năm 2014, các nhà thiên văn đã nhìn thấy
vật thể giống lỗ đen trung bình tại một thiên hà xoắn ốc.
Hiện tại, các nhà khoa học quốc tế vẫn đang nỗ lực tìm kiếm và nghiên cứu hố đen cỡ trung bình này.
02.
Ý nghĩa của bức ảnh chụp hố đen
đầu tiên
Sinh
ra từ "cái chết" của một ngôi sao, có khối lượng lớn gấp nhiều lần Mặt
Trời, nên hố đen sở hữu lực hút khủng khiếp. Đây cũng chính là "bài toán
khó" cho các nhà thiên văn học khi quan sát hố đen.
Bởi
họ không thể "nhìn" chúng theo cách chúng ta nhìn thấy ngôi sao và các
vật thể khác trong không gian. Vậy "bài toán khó" này giải quyết thế
nào?
Để chụp được ảnh hố đen, vốn không thể chụp được
bằng các phương pháp thông thường, hơn 200 nhà khoa học quốc tế trong
hơn 10 năm đã phải dày công nghiên cứu, cuối cùng họ tìm ra cách phải
dựa vào bức xạ phát ra khi bụi và khí được hút vào "quái vật vũ trụ" này
để hố đen "hiện nguyên hình".
Kết quả: Nhân loại đã có bằng chứng về sự tồn tại của hố đen.
Hình ảnh hố đen do kính EHT chụp được, được các nhà khoa học cung cấp hôm 10/4/2019. Nguồn: EHT collaboration
Bức
ảnh chụp hố đen công bố ngày 10/4/2019 thuộc về hố đen nằm trong thiên
hà khổng lồ Messier 87, cách chúng ta 53 triệu năm ánh sáng, nằm gần cụm
thiên hà Xử Nữ.
Siêu lỗ đen này có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần khối
lượng Mặt Trời, có kích cỡ gần bằng dải Ngân Hà của chúng ta, rộng 38
tỷ km (tương đương 1,5 ngày ánh sáng).
Đây là "cực phẩm" có được
từ sự kết hợp của 8 kính thiên văn thuộc dự án Kính thiên văn Chân trời
Sự kiện (Event Horizon Telescope) đặt tại Chile, Hawaii, Arizona,
Mexico, Tây Ban Nha và cực Nam của Trái Đất. Bằng cách sử dụng kỹ thuật
giao thoa với đường cơ sở rất dài, để tạo thành một mạng lưới kính thiên
văn khổng lồ có đường kính tương đương đường kính Trái Đất.
03.
Hành trình tiếp theo là gì?
Hình ảnh một thiên hà xoắn ốc.
Sau
hơn 100 năm, các nhà khoa học mới có trong tay bằng chứng chứng minh sự
tồn tại của hố đen - vật thể vũ trụ bí ẩn, khổng lồ mà Einstein từng
nhắc đến trong Thuyết Tương đối.
Tất nhiên, hành trình khám phá hố đen chưa thể dừng lại!
Sheperd
Doeleman, Giám đốc dự án Kính thiên văn Chân trời Sự kiện cho biết: Bức
ảnh mới công bố mặc dù là một bước tiến vĩ đại nhưng vẫn có thể được
hoàn thiện thêm để trở nên sắc nét hơn nữa.
Ngoài ra,
tham vọng của các nhà khoa học là có được hình ảnh rõ nét của siêu hố
đen nằm ngay trung tâm Dải Ngân Hà của chúng ta - Sagittarius A.
Bên
cạnh việc cải tiến và nâng cấp hệ thống kính thiên văn, các nhà khoa
học cũng đang tập trung vào một hướng nghiên cứu khác là quan sát và tìm
hiểu những luồng hạt bức xạ có năng lượng cực lớn và vận tốc cực cao
gần bằng vận tốc ánh sáng được phát ra từ rìa hố đen.
Trong
hành trình khám phá vũ trụ, hố đen, người ngoài hành tinh, các Siêu
Trái Đất... vẫn là những vùng đất chưa được nhân loại khai hoang.
Nhờ
tiến bộ khoa học cùng những bộ óc của các nhà khoa học quốc tế đồng
lòng, hành trình ấy cho đến nay đã được tiếp thêm nhiều động lực.
Hy vọng về những cư dân liên hành tinh của người Trái Đất liệu có thành hiện thực? Chúng ta hãy cùng chờ đợi!
Bài viết sử dụng các nguồn: Space, National Geographic, Scitechdaily
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét