Sóng hấp dẫn: Nhân tố thay đổi 'cục diện' về tiến hoá vũ trụ

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã thực hiện 35 đợt quan sát mới về sóng hấp dẫn, nâng tổng số phát hiện kể từ năm 2015 lên con số 90. Sóng hấp dẫn là những dao động nhấp nhô bởi độ cong của cấu trúc không-thời gian, được tạo ra bởi những sự kiện thiên văn vũ trụ lớn như sự va chạm giữa các cặp hố đen - cách xa Trái đất của chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng.

Phát hiện đầu tiên về sóng hấp dẫn được công bố vào năm 2016 đã chứng minh dự đoán Albert Einstein đưa ra trước đó là đúng, cách đây một thế kỷ dựa trên thuyết tương đối của ông.

Nhà nghiên cứu Shanika Galaudage của Đại học Monash, một cộng tác viên chi nhánh Australia thuộc dự án OzGrav, đã mô tả sóng hấp dẫn như một "cửa sổ mới nhìn ra vũ trụ", mang sứ mệnh có thể thay đổi “cục diện".

“Sóng hấp dẫn không phải là ánh sáng điện từ. Chúng ta có thể nhìn thấy những thứ không nhìn thấy được, chẳng hạn như sự hợp nhất của hố đen nhị phân”, bà Galaudage cho biết.

Trong số 35 phát hiện mới, có tới 32 trường hợp được đánh giá là kết quả của các cặp hố đen hợp nhất. Những khám phá đáng chú ý khác bao gồm hai cặp hố đen khổng lồ quay xung quanh nhau - một cặp nặng gấp 145 lần khối lượng của Mặt Trời và cặp còn lại nặng gấp 112 lần. Các nhà khoa học cũng phát hiện ra một cặp hố đen có phần "nhẹ hơn" với tổng khối lượng chỉ gấp 18 lần Mặt Trời.

Hai trong số 35 phát hiện được cho là bắt nguồn từ một ngôi sao neutron hợp nhất với một hố đen. Giáo sư Susan Scott, cộng tác viên nghiên cứu, thuộc Đại học Quốc gia Australia, cho biết, các sao neutron là những vật thể nhỏ nhưng có mật độ cực kỳ lớn: mặc dù nặng khoảng 1,4 lần khối lượng của Mặt Trời, nhưng chúng có kích thước bằng một thành phố, với bán kính xấp xỉ 15 km. Bà Scott nhận định, loạt phát hiện trên đã giúp các nhà khoa học hiểu được cả sự tiến hóa của vũ trụ và bản chất của các ngôi sao.

Bà Scott cho biết, số lượng phát hiện gần đây đã tăng gấp 10 lần so với thời điểm lần đầu tiên triển khai hai dự án Ligo và Virgo nhằm quan sát sóng hấp dẫn. Bà cho rằng, sự gia tăng này là do những thay đổi trong các thiết bị chuyên biệt, chẳng hạn như sự cải thiện về công suất laser.

Bà Scott chia sẻ: “Sau khi cải tiến các thiết bị dò trở nên nhạy hơn, chúng tôi sẽ có thể nhìn thấy tất cả các cặp hố đen nhị phân hợp nhất trong toàn bộ vũ trụ. Các ngôi sao neutron khi chúng va chạm với nhau không tạo ra sóng hấp dẫn mạnh như các hố đen vì chúng không có mật độ dày đặc bằng, và do đó, chúng ta không thể nhìn thấy chúng từ xa".

Trong tương lai, các nhà thiên văn học cũng có thể phát hiện ra sóng hấp dẫn từ các ngôi sao khi chúng trở thành siêu tân tinh. Bà Scott cho biết: “Điều này sẽ giúp chúng ta hiểu được quá trình hình thành của các ngôi sao khi chúng kết thúc vòng đời và cạn kiệt nhiên liệu, nổ tung và sau đó sụp đổ”.

Tuy nhiên, một số phát hiện mới vẫn còn là những bí ẩn chưa có lời giải đáp. Các nhà nghiên cứu tin rằng, sự kiện thứ 35 có thể là một cặp hố đen hoặc sự hợp nhất giữa hố đen và sao neutron. Vật thể nhẹ hơn trong trường hợp này có khối lượng lớn hơn bình thường đối với một ngôi sao neutron, nhưng nhỏ hơn khối lượng của một hố đen.