Các nhà khoa học đang chuẩn bị cho một công bố quan trọng vào hôm nay, và nội dung có thể liên quan đến việc khẳng định lý thuyết chưa từng được chứng minh của Einstein. Nhiều người trong cộng đồng khoa học nghĩ rằng các nhà nghiên cứu tại Đài quan sát sóng hấp dẫn - Giao thoa kế laser (viết tắt là LIGO), đã chứng minh được sự tồn tại của sóng hấp dẫn trong vũ trụ. Nếu họ đúng, đây sẽ là một trong những khám phá khoa học lớn nhất trong năm, thậm chí lớn nhất trong hàng chục năm nữa.
Sóng hấp dẫn được hiểu là những gợn sóng trong không gian - một khái niệm bốn chiều trong đó thời gian và không gian được kết hợp thành một chuỗi liên tiếp. Bất cứ khi nào một đối tượng thực sự di chuyển khắp vũ trụ, nó tạo ra những gợn sóng không gian - thời gian lan truyền ra bên ngoài. Có thể hình dung điều khi khi bạn ném một vật thể xuống hồ nước. Phần lớn các sóng hấp dẫn được cho là khá yếu, vì vậy, nỗ lực đo lường sự tồn tại của chúng đặc biệt khó khăn đối với các nhà khoa học mãi cho đến thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, đài quan sát LIGO được thiết kế để đón nhận những dấu hiệu nhỏ nhất của sóng hấp dẫn, do đó, đây có thể là nơi giúp các nhà khoa học phát hiện ra chúng.
Albert Einstein lần đầu tiên đưa ra ý tưởng về sóng hấp dẫn trong thuyết tương đối của ông vào năm 1916 - hơn một thế kỷ trước. Đây là phần cuối cùng trong lý thuyết của Einstein chưa được chứng minh, mặc dù sự tồn tại của sóng hấp dẫn vẫn được chấp nhận bởi các cộng đồng khoa học trên thế giới. Chính vì điều này, các nhà nghiên cứu đã cố gắng để tìm thấy bằng chứng về sự tồn tại của loại sóng nói trên trong nhiều năm qua. Đã từng có thời điểm chúng ta gần như đã nhận biết được sự tồn tại của nó. Năm 2014, các nhà nghiên cứu làm việc tại đài thiên văn BICEP2 gần Nam Cực cho biết họ đã tìm thấy bằng chứng của sóng hấp dẫn bằng cách quan sát vũ trụ sơ khai. Tuy nhiên sau đó, họ đã rút lại tuyên bố của mình, đồng thời nói rằng các tín hiệu sóng mà họ thấy được hình thành từ bụi vũ trụ.
Đài quan sát sóng hấp dẫn - Giao thoa kế laser. Ảnh: aoas.org.
Sau thất vọng đó, cộng đồng khoa học trở nên háo hức hơn trong sứ mệnh đi tìm sóng hấp dẫn. Nếu các nhà khoa học tại LIGO thật sự cho biết họ đã tìm thấy sóng hấp dẫn, kết quả của họ sẽ còn phải được đưa ra mổ xẻ rất nhiều trong thời gian tới. Vì quá yếu, sóng hấp dẫn rất dễ bị nhiễu. Các nhà nghiên cứu LIGO phải chắc chắn rằng họ đã thực sự đo được sóng hấp dẫn chứ không phải thứ gì khác.
Ý nghĩa của việc tìm ra sóng hấp dẫn
Thuyết tương đối rộng của Einstein ra đời đã cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về trọng lực, và là một trong những trụ cột lớn nhất của ngành vật lý hiện đại. Nhưng bấy nhiên vẫn chưa đủ để con người mô tả đầy đủ vũ trụ, do nó không phù hợp với một lý thuyết khác: cơ học lượng tử. Bằng cách nghiên cứu các sóng hấp dẫn, dự báo chưa được xác nhận thuộc lý thuyết của Einstein, các nhà vật lý có thể tìm ra cách thức mà vũ trụ của chúng ta đang ngày càng mở rộng.
Bên cạnh việc xác nhận quan điểm được dự đoán từ hơn 100 năm trước của Einstein, sóng hấp dẫn nếu được nhìn thấy sẽ đánh dấu sự khởi đầu mới của thiên văn học. Ngày nay, chúng ta sử dụng các bước sóng điện từ khác nhau như ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại và tia X để nghiên cứu vũ trụ. Sóng hấp dẫn nếu tìm thấy cũng sẽ hoạt động như một “con mắt” hoàn toàn mới để nhìn vũ trụ, có khả năng đem lại cho chúng ta cái nhìn sâu sắc hơn vào các đối tượng như lỗ đen và sao neutron.
Sóng hấp dẫn được hiểu là những gợn sóng trong không gian - một khái niệm bốn chiều trong đó thời gian và không gian được kết hợp thành một chuỗi liên tiếp. Bất cứ khi nào một đối tượng thực sự di chuyển khắp vũ trụ, nó tạo ra những gợn sóng không gian - thời gian lan truyền ra bên ngoài. Có thể hình dung điều khi khi bạn ném một vật thể xuống hồ nước. Phần lớn các sóng hấp dẫn được cho là khá yếu, vì vậy, nỗ lực đo lường sự tồn tại của chúng đặc biệt khó khăn đối với các nhà khoa học mãi cho đến thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, đài quan sát LIGO được thiết kế để đón nhận những dấu hiệu nhỏ nhất của sóng hấp dẫn, do đó, đây có thể là nơi giúp các nhà khoa học phát hiện ra chúng.
Albert Einstein lần đầu tiên đưa ra ý tưởng về sóng hấp dẫn trong thuyết tương đối của ông vào năm 1916 - hơn một thế kỷ trước. Đây là phần cuối cùng trong lý thuyết của Einstein chưa được chứng minh, mặc dù sự tồn tại của sóng hấp dẫn vẫn được chấp nhận bởi các cộng đồng khoa học trên thế giới. Chính vì điều này, các nhà nghiên cứu đã cố gắng để tìm thấy bằng chứng về sự tồn tại của loại sóng nói trên trong nhiều năm qua. Đã từng có thời điểm chúng ta gần như đã nhận biết được sự tồn tại của nó. Năm 2014, các nhà nghiên cứu làm việc tại đài thiên văn BICEP2 gần Nam Cực cho biết họ đã tìm thấy bằng chứng của sóng hấp dẫn bằng cách quan sát vũ trụ sơ khai. Tuy nhiên sau đó, họ đã rút lại tuyên bố của mình, đồng thời nói rằng các tín hiệu sóng mà họ thấy được hình thành từ bụi vũ trụ.
Đài quan sát sóng hấp dẫn - Giao thoa kế laser. Ảnh: aoas.org.
Sau thất vọng đó, cộng đồng khoa học trở nên háo hức hơn trong sứ mệnh đi tìm sóng hấp dẫn. Nếu các nhà khoa học tại LIGO thật sự cho biết họ đã tìm thấy sóng hấp dẫn, kết quả của họ sẽ còn phải được đưa ra mổ xẻ rất nhiều trong thời gian tới. Vì quá yếu, sóng hấp dẫn rất dễ bị nhiễu. Các nhà nghiên cứu LIGO phải chắc chắn rằng họ đã thực sự đo được sóng hấp dẫn chứ không phải thứ gì khác.
Ý nghĩa của việc tìm ra sóng hấp dẫn
Thuyết tương đối rộng của Einstein ra đời đã cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về trọng lực, và là một trong những trụ cột lớn nhất của ngành vật lý hiện đại. Nhưng bấy nhiên vẫn chưa đủ để con người mô tả đầy đủ vũ trụ, do nó không phù hợp với một lý thuyết khác: cơ học lượng tử. Bằng cách nghiên cứu các sóng hấp dẫn, dự báo chưa được xác nhận thuộc lý thuyết của Einstein, các nhà vật lý có thể tìm ra cách thức mà vũ trụ của chúng ta đang ngày càng mở rộng.
Bên cạnh việc xác nhận quan điểm được dự đoán từ hơn 100 năm trước của Einstein, sóng hấp dẫn nếu được nhìn thấy sẽ đánh dấu sự khởi đầu mới của thiên văn học. Ngày nay, chúng ta sử dụng các bước sóng điện từ khác nhau như ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại và tia X để nghiên cứu vũ trụ. Sóng hấp dẫn nếu tìm thấy cũng sẽ hoạt động như một “con mắt” hoàn toàn mới để nhìn vũ trụ, có khả năng đem lại cho chúng ta cái nhìn sâu sắc hơn vào các đối tượng như lỗ đen và sao neutron.
Nguồn: Newscientist
![[IMG]](https://tinhte.cdnforo.com/store/2016/02/3607066_ligo_tinhte.jpg)
