LIGO lần thứ 3 phát hiện sóng hấp dẫn, cung cấp thêm kiến thức về lỗ đen
MinhTriND
4 nămBình luận: 32
LIGO lần thứ 3 phát hiện sóng hấp dẫn, cung cấp thêm kiến thức về lỗ đen
Được phát lần đầu tiên vào tháng 2/2016, tính đến nay Đài quan sát sóng hấp dẫn bằng Laser giao thoa (LIGO) đã 3 lần "nhìn thấy" sóng hấp dẫn, những gợn sóng trong không - thời gian được tạo ra bởi các vật chuyển động khắp vũ trụ. Với mỗi lần phát hiện mới, LIGO lại càng có cơ hội củng cố niềm tin của giới khoa học nói chung về các phép đo của họ. Như ý nghĩa ban đầu của việc tìm ra sóng hấp dẫn, hiện các nhà khoa học đã bắt đầu ứng dụng những phát hiện của họ để nghiên cứu những vật thể không gian nằm cách xa chúng ta, kể cả những thứ mà họ chưa từng nghĩ sẽ nhìn thấy.

"Có một câu nói nổi tiếng đó là: Một lần là cơ hội, hai lần là sự trùng hợp ngẫu nhiên còn ba lần thì đó là chuẩn mực. Giờ đây, chúng ta đã nhìn thấy một chuẩn mực mới", Banglore Sathyaprakash, một nhà vật lý tại Đại học Cardiff, cho biết. Tương tự như 2 lần phát hiện trước, những gợn sóng hấp dẫn "bắt" được bởi LIGO cũng xuất phát từ sự hợp nhất của 2 hố đen dày đặt và hỗn loạn nằm cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng. Các lỗ đen không kết hợp vào nhau theo cách dễ dàng, chúng xoay quanh nhau với tốc độ khoảng vài lần mỗi giây, trước khi tạo thành một vật thể duy nhất siêu đậm đặc. Những vòng quay của 2 hố đen này tạo ra những gợn sóng trong không gian và thời gian, sau đó lan đi khắp vũ trụ với tốc độ ánh sáng.


Gợn sóng mới nhất bắt nguồn từ một vụ sáp nhập lỗ đen nằm cách 3 tỷ năm ánh sáng, sau đó truyền đến đài quan sát LIGO vào ngày 4/1 năm nay. Mặc dù cả 3 lần phát hiện sóng hấp dẫn của LIGO đều xuất phát từ những vụ lỗ đen sáp nhập, tuy nhiên, mỗi sự kiện đều khác nhau. Đợt sóng đầu tiên đến LIGO xuất phát từ những lỗ đen khá lớn trong khi cặp lỗ đen thứ 2 nhỏ hơn nhiều. Lần phát hiện mới lại bắt nguồn từ các hố đen nhỏ hơn đợt đầu nhưng lớn hơn đợt thứ 2, trong đó một hố có khối lượng gấp 31 lần Mặt Trời trong khi hố còn lại gấp 19 lần. Sathyaprakash cho biết đó là những lỗ đen có kích thước lớn.

LIGO hoạt động như thế nào?

Cho đến thời điểm này, sóng hấp dẫn có lẽ không còn là điều gì đó quá xa lạ nữa, thay vào đó, nó là một công cụ mới để con người có thêm nhiều hiểu biết hơn về vũ trụ. Nhưng hãy ngược dòng về quá khứ một chút, trước khi được phát hiện bởi LIGO, sóng hấp dẫn - giả thiết nằm trong thuyết tương đối rộng của nhà vật lý thiên tài Albert Eistein vẫn là một khái niệm không được công nhận. Lý thuyết về cái gọi là sóng hấp dẫn ra đời từ tận năm 1916, là thứ đã cách mạng hoá sự hiểu biết của nhân loại về Vũ trụ bằng cách kết hợp không gian và thời gian thành một khái niệm chung nhất - không - thời gian.

Quảng cáo



Eistein lúc bấy giờ cho rằng trong quá trình di chuyển thật sư đã tạo ra những dấu vết xung quanh chúng, đó là những gợn sóng trong không - thời gian, cũng tương tự như một vật chuyển động có thể tạo ra những gợn sóng trên mặt hồ. Trên lý thuyết, vạn vật, từ một người nào đó cho đến một hành tinh khi di chuyển đều tạo ra sóng hấp dẫn. Nhưng sóng do mình và bạn tạo ra quá nhỏ để có thể phát hiện được. LIGO được thiết kế để đón sóng đến từ những vật thể khổng lồ nhất trong Vũ trụ di chuyển với tốc độ cực nhanh. Những vụ sáp nhập của lỗ đen hoặc sao neutron - những gì còn sót lại sau một vụ nổ siêu tân tinh của một ngôi sao, sẽ tạo ra những gợn sóng khổng lồ có thể truyền tới Trái Đất.

song-hap-dan-tinhte-01.gif

Nhưng trong suốt hành trình đi đến Trái Đất, năng lượng sóng giảm đáng kể, khiến cho việc đo đạc trở nên cực kỳ khó khăn. May mắn thay, 2 đài quan sát của LIGO ở Washington và Louisiana được thiết kế nhay đến mức nó có thể "bắt" được sóng này. Cả hai được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ. Mỗi cơ sở có hình dáng như chữ “L” khổng lồ, và các ‘cánh tay’ của chữ “L” chính là hai ống chân không kéo dài gần 4 km, với những tấm gương ở mỗi đầu. Các tấm gương này được sử dụng để đo đạc quá trình sóng hấp dẫn làm cong không gian - thời gian. Khi sóng hấp dẫn đi qua, một trong những gương tiến gần hơn đến điểm giao nhau, trong khi tấm còn lại di chuyển xa ra; các nhà khoa học đo lường hiện tượng này bằng cách chuyển laser ra khỏi gương. Sự thay đổi thời gian mà laser cần để bật ra khỏi một tấm gương cho thấy tác động của sóng hấp dẫn, nhưng sự dịch chuyển của gương rất nhẹ nhàng, rất nhanh và rất khó để phát hiện. Các nhà khoa học cho rằng chênh lệch của tấm gương so với vị trí cũ còn nhỏ hơn kích thước của một proton 1.000 lần, nhưg LIGO vẫn có khả năng nhận ra thay đổi này.

Những hố đen khổng lồ

Ba phát hiện của LIGO đã làm thay đổi cách nghĩ của các nhà khoa học về kích thước của các lỗ đen, bởi chúng có thể khổng lồ hơn so với những gì mà họ nghĩ. Mọi thứ đều liên quan đến việc những vật thể này đã đến từ đâu. Hố đen mà LIGO từng phát hiện thông qua sóng hấp dẫn được cho là những gì còn sót lại khi các ngôi sao đã cạn năng lượng và sụp đổ. Khối lượng của các lỗ đen phụ thuộc vào ngôi sao ban đầu, và điều này lại tiếp tục phụ thuộc vào vị trí và thời gian mà sao hình thành.

Ví dụ, những ngôi sao đầu tiên được hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang - khoảng 14 tỷ năm trước. Chúng có rất nhiều khác biệt so với những ngôi sao được hình thành sau này. Những ngôi sao sớm nhất được cấu thành từ các nguyên tố nhẹ nhất - hydro và heli, cũng là những nguyên tố đầu tiên được hình thành. Nhưng khi các ngôi sao phát triển, chúng cuối cùng tạo ra những phân tử nặng hơn nằm bên trong lõi thông qua phản ứng nhiệt hạch. Tại một thời điểm nào đó, những nguyên tố nặng này sẽ bung ra khắp vũ trụ khi các ngôi sao phát nổ và trở thành những vật chất để tạo thành những ngôi sao thế hệ kế tiếp.

song-hap-dan-tinhte-03.jpg
Ba phát hiện được xác nhận bởi LIGO (GW150914, GW151226, GW170104), và tín hiệu của một vụ sáp nhập có độ tin cậy thấp (LVT151012).

Điều đó đồng nghĩa với việc những ngôi sao hình thành trong thời gian gần đây hơn sẽ giàu các nguyên tố nặng hơn như carbon hay nitơ. Số lượng những nguyên tố nặng của một ngôi sao được cho là có ảnh hưởng đến việc ngôi sao đó phát triển như thế nào theo thời gian. Theo Sathyaprakash, các nguyên tố nặng thì hấp thụ nhiều bức xạ hơn. Bức xạ này sẽ cung cấp năng lượng cho các phân tử, đủ để tạo đà cho chúng thoát ra khỏi một ngôi sao. Điều này nghĩa là nếu một ngôi sao được hình thành từ nhiều nguyên tố nặng, khối lượng của nó sẽ bị giảm dễ hơn so với một ngôi sao được hình từ hydro và heli. Hầu hết mọi người đều cho rằng những hố đen mà LIGO phát hiện đến từ các ngôi sao giàu nguyên tố nặng, hay nói cách khác, chúng không vượt quá 20 lần khối lượng Mặt Trời của chúng ta.

Tuy nhiên, LIGO đến hiện tại đã phát hiện ít nhất 3 hố đen lớn hơn như vậy, nghĩa là ngoài kia có thể còn rất nhiều những ngôi sao được cấu tạo từ các nguyên tố nhẹ, theo Sathyaprakash. Có lẽ đài quan sát đang theo dõi đúng vào vùng có nhiều ngôi sao cổ được hình thành gần vụ nổ Big Bang. Dù như thế nào đi nữa, thông tin này cũng sẽ khiến nhiều người xem xét lại cách nghĩ của họ. "Có một số người nghĩ những hố đen nặng được hình thành nhiều hơn nhưng chúng chỉ chiếm thiểu số. Vì vậy, phát hiện của LIGO có thể tạo ra một bước ngoặt trong vậy lý thiên văn", Sathyaprakash chia sẻ.

Quảng cáo



Sự liên kết

Hiện tại, các chuyên gia ở LIGO đang ứng dụng phát hiện mới này trong việc tìm hiểu chi tiết về 2 hố đen tạo ra sóng. Chẳng hạn như các tín hiệu có thể tiết lộ thông tin về cách 2 lỗ đen xoắn vào nhau cho đến thời điểm mà chúng sáp nhập. Sau cùng là tạo ra một bức tranh cụ thể về những gì đã xảy ra trong một vụ sáp nhập như vậy. Khi các hố đen kết hợp với nhau, có 3 cách xoay khác nhau: hai lỗ đen xoay theo từng cách riêng và quay quanh nhau. Nếu cả 2 hố đen quay theo hướng tương tự như cách chúng xoay vào nhau, chúng sau đó sẽ liên kết với nhau, theo Laura Cadonati, giáo sư vậy lý tại Viện công nghệ Georgia và là cộng tác viên của LIGO.

Tuy nhiên, nếu 2 hố đen quay theo chiều ngược nhau, chúng sẽ không thể liên kết. Các nhà nghiên cứu LIGO có thể cố xác định sự liên kết của các lỗ đen bằng cách phân tích tín hiệu sóng hấp dẫn. Nếu liên kết, các hố đen sẽ tốn nhiều thời gian hơn để hợp nhất. Trong lần phát hiện mới, tín hiệu sóng cho thấy 2 hố đen đã không liên kết khi chúng sáp nhập. Điều đó cho các nhà khoa học có thêm hiểu biết về cách các hố đen "đến với nhau". Nếu một lỗ đen xuất phát từ một hệ 2 sao, nơi một ngôi sao có quỹ đạo quay quanh sao còn lại, chúng có cơ hội liên kết với nhau. Tuy nhiên, tín hiệu mới cho thấy lỗ đen lại xuất phát từ những ngôi sao hình thành riêng rẽ, nhưng trong cùng chòm sao, liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn.

song-hap-dan-tinhte-02.jpg

Sau đó, dần dần, các ngôi sao này sẽ kết hợp lại với nhau. "Đó chỉ mới là phỏng đoán và chúng tôi vẫn chưa thể nói một cách chắc chắn", Cadonati nói. "Nhưng nếu đây là chuẩn mực, nếu chúng tôi phát hiện điều này nhiều hơn - sẽ có một tuyên bố dứt khoát hơn được đưa ra". Phát hiện mới của LIGO là kết quả của một cuộc chạy đua quan sát bắt đầu từ ngày 30/11/2016 và sẽ tiếp tục cho đến cuối hè này. Vì vậy, có thể chúng ta sẽ có thêm nhiều thông tin hơn nữa liên quan đến vấn đề này bởi LIGO vẫn đang phân tích các dữ liệu. Tuy nhiên, khi thời gian theo dõi kết thúc, kế hoạch quan sát kế tiếp chắc chắn sẽ không bắt đầu lại cho đến năm 2018.

Trong thời gian nghỉ ngơi, nhóm chuyên gia sẽ tiến hành nâng cấp về mặt kỹ thuật cho các đài quan sát nhằm tăng độ nhạy của chúng. Với những cải tiến này, các nhà khoa học kỳ vọng họ sẽ phát hiện được nhiều thứ hơn, kể cả những vật thể khổng lồ nằm cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng. "Cho đến nay, chỉ mới có 3 lần phát hiện, do đó, mọi thứ chỉ mới là sự khởi đầu. Nhưng với phát hiện mới, chúng tôi đang gửi một thông báo cho toàn thế giới rằng chúng tôi đang ở đây để làm việc với sóng hấp dẫn và thiên văn", Sathyaprakash cho biết.

[​IMG]

Quảng cáo


Tham khảo: The Verge
cv-song-hap-dan-tinhte.jpg
32 bình luận
ntherol
TÍCH CỰC
4 năm
Rất ư là Eisein. Thôi em đi cày tiếp
nemersaade
ĐẠI BÀNG
4 năm
Không hiểu sao mình luôn bị hấp dẫn bởi lỗ đen 😃
catbuiTK
ĐẠI BÀNG
4 năm
@nemersaade 😁:D:D:D:D
Applenick
TÍCH CỰC
4 năm
@nemersaade Bác thử hỏi 500 anh em trong này xem chú nào không bị hấp bởi Lỗ Đen....nhiều anh còn ra không được nữa đó chứ !
LMSon
ĐẠI BÀNG
2 năm
@Applenick Anh em ta có thù truyền kiếp với mấy cái lỗ này nên cứ thấy nó xuất hiện là lao vào bít lại
Toàn tỷ năm ánh sáng...thấy viển vông quá 😁 Mai HN đỡ nắng hơn rồi, đó là cái chúng ta cần... :D
Mình vừa rút tay ra khỏi cái lỗ đen xong là thấy ngay bài viết này
catbuiTK
ĐẠI BÀNG
4 năm
@Methylamine 😁:D:D:D:D:D:D
catbuiTK
ĐẠI BÀNG
4 năm
Lỗ đen rất huyền bí, cho cái gì đó chui vào đó cái mới sẽ được sinh ra 😁:D:D:D:D
Minh Tuan SG
ĐẠI BÀNG
4 năm
Nói thật chứ em đọc cuốn Vũ Trụ Trong Vỏ Hạt Dẻ vẫn chưa hiểu được lỗ đen và không gian CHIỀU CHIỀU (hì đa chiều)
Mr_Son
ĐẠI BÀNG
4 năm
đã xảy ra cách đây hơn 3 tỷ năm ánh sáng rồi
.Duycao.
ĐẠI BÀNG
4 năm
Nhà em cũng có 1 cái lỗ đen 😁
Khó quá bỏ qua !
Cái infographic nói độ cong tạo ra quĩ đạo của trái đất có j đó sai sai
drphongcool
ĐẠI BÀNG
4 năm
@ctintuc.blogspot.com Bạn có hiểu là từ trái đất bay đến sao hoả không phải là đuường thẳng không? Tất cả là do lực hấp dẫn đó, ánh sáng bay nhanh vậy còn phải bay theo đường cong đo bạn ạh
@drphongcool Thế thì tóm lại vệ tinh bay quanh trái đất có do cong ko? Trái đất bay quanh mặt trơi có phải do cong ko 😁 bay tròn elip cũng nói do cong, bay " thẳng" cũng nói do cong lắm kiểu cong quá nhỉ 😆))
crazyfox
TÍCH CỰC
4 năm
@ctintuc.blogspot.com mình chưa đủ trình để hình dung hết và giải thích cho bạn việc 3d cong như thế nào, nhưng mình nhắc lại bạn đang nhầm là bài viết dùng hình ảnh 2d để minh họa cho ko gian 3d, dó đó không thể dùng lý lẽ trên để phản bác được.
Vệ tinh bay quang trái đất đúng là do không gian cong khiến thay đổi phương chuyển động. Tàu được phóng từ traid đất là có lực tạo ra gia tốc thắng được cái chuyển động tự nhiên (do không gian cong đó). Chưa kể tùy vị trí thuộc ko gian cong đó mà vệ tinh sa xuống trái đất, hoặc chỉ thay đổi theo kiểu lướt qua, hoặc là chỉ bị thay đổi chút ít nếu nó bay từ một điểm khác ngoài trái đất đến.
Nói tóm lại bạn nên vứt bỏ cái nhìn theo 2d như ví dụ thì sẽ dễ hình dung hơn. Trình mình tới đây thôi, chưa kể không gian ko chỉ 3d như ta cảm nhận được đâu, nó nhiều hơn thế, dùng tư duy 3d thì đâu nhìn ra được 4d, 5d,...
dg189
ĐẠI BÀNG
4 năm
@drphongcool Ánh sáng đi cong khi môi trường vật chất nó đi qua có thay đổi nhiệt độ.
Bình Peace
ĐẠI BÀNG
4 năm
Bạn đo được 1 cái hơi giống cái bạn đoán vậy chắc gì là đúng nhỉ?

Nhỡ là ngộ nhận?
tucammoi
TÍCH CỰC
4 năm
hèn gì trong phim vượt thời gian phải đợi đúng lúc có sóng hấp dẫn mới tạo ra được lỗ hổng thời gian. Đề nghị mấy bác tính toán khi nào có tiếp để em bây về tương lai cái.
thaicucdao
ĐẠI BÀNG
4 năm
Để hiểu thêm về Vũ Trụ chúng ta nên tham khảo thêm cuốn Chuyển Pháp Luân của tác giả Lý Hồng Chí thì mình nghĩ sẽ có thêm cái nhìn hoàn chỉnh về Thế Giới quanh ta.
liepsatgia
ĐẠI BÀNG
4 năm
khi nào chúng ta biến thành tu tiên giả thì điièu này sẽ có ích, còn bây giờ thì :p
Cái ligo này của nước nào nhỉ😁
QuangAK
ĐẠI BÀNG
4 năm
Khoa học càng phát triển càng ko thể hiểu nổi cách đây hơn 100 năm bộ não của Einstein là cái gì?? Quá khủng khiếp 😁








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019