Phát hiện Sóng Hấp Dẫn

Ngày 11/02/2016, một nhóm nhà khoa học quốc tế thông báo dò bắt được sóng hấp dẫn. Phát hiện mới này xác nhận dự đoán của nhà bác học Mỹ Albert Einstein cách đây đúng một trăm năm. Đối với các nhà khoa học, sự kiện này mở ra một cánh cửa mới cho ngành nghiên cứu khoa học vũ trụ.

wave

Trước khi khám phá được công bố chính thức, tin đồn về phát hiện này đã được lan truyền trong nhiều tuần liền. Sự việc đã thật sự gây chấn động trong giới vật lý thiên văn học. Trên thực tế, máy dò bắt sóng Ligo của Hoa Kỳ đã bắt được một tín hiệu vào ngày 14/09/2015, vào lúc 16 giờ 51 phút, giờ thế giới. Tín hiệu bắt được cách xa chúng ta đến 1,3 tỷ năm ánh sáng, tức 13 tỷ tỷ km.

Như vậy, sóng hấp dẫn là gì ? Từ đâu mà có ? Einstein đã dự đoán điều gì ?Các nhà khoa học đã dò bắt như thế nào ? Khám phá mới giúp ích gì cho nghiên cứu khoa học ? RFI có buổi trao đổi với nhà thiên văn học Nguyễn Quang Riệu tại Paris.

RFI : Kính thưa giáo sư, ngày 11/02 vừa qua, các nhà khoa học Mỹ, Pháp và Ý đã vui mừng loan báo phát hiện ra sóng hấp dẫn, mở ra một chương mới cho ngành khoa học vũ trụ. Trước tiên, giáo sư có thể giải thích cho thính giả đài RFI biết Sóng hấp dẫn là gì và từ đâu mà có ?

GS. Nguyễn Quang Riệu : Theo thuyết tương đối, thời gian có thể gộp với không gian thành một thực thể gọi là không-thời gian. Những thiên thể nặng và siêu đặc di chuyển nhanh như những cặp lỗ đen quay xung quanh nhau hoặc những vụ sao nổ cũng như vụ nổ nguyên thủy Big Bang đều làm chấn động không-thời gian và tạo ra những gợn sóng hấp dẫn lan truyền khắp vũ trụ.

RFI : Khi loan tin này, giới báo chí đều cho rằng phát hiện mới đó khẳng định các dự đoán của nhà bác học Einstein đưa ra cách đây đúng một thế kỷ là đúng. Giáo sư có thể cho biết vì sao ?

GS. Nguyễn Quang Riệu : Einstein đã tiên đoán từ một thế kỷ nay sự tồn tại cuả sóng hấp dẫn di chuyể̉n nhanh bằng ánh sáng trong không-thời gian. Những gợn sóng hấp dẫn lan truyền trong không-thời gian, tương tự như những làn sóng lăn tăn trên mặt hồ. Thuyết tương đối cuả Einstein đã giải thích được nhiều hiện tượng trong thiên nhiên. Sự phát hiện sóng hấp dẫn trong vũ trụ không những là một sự kiện củng cố thêm thuyết tương đối mà còn kích động các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn để hiểu được nguồn gốc và sự tiến hoá cuả vũ trụ.

RFI : Làm thế nào các nhà khoa học đã có thể dò bắt được sóng hấp dẫn ?

GS. Nguyễn Quang Riệu : Sóng hấp dẫn lan truyền khắp vũ trụ và có khả năng làm co giãn những vật thể. Tuy nhiên biên độ dao động kích thước cuả vật thể là vô cùng nhỏ làm cho sự phát hiện sóng hấp dẫn cực kỳ khó khăn. Chẳng hạn, một sự kiện như sự va chạm giữa hai lỗ đen xẩy ra ở trung tâm Dải Ngân hà phát ra những gợn sóng hấp dẫn làm một vật thể dài một mét, chỉ co giãn khoảng một phần trăm nghìn tỷ (10-14 ) milimet ! Cho nên, sự tìm kiếm sóng hấp dẫn trong vũ trụ là một thách thức rất lớn về mặt kỹ thuật.

wave2

Sóng hấp dẫn đã được phát hiện gián tiếp bởi hai nhà thiên văn Hulse và Taylor tại Đại học Massachusetts vào năm 1978. Họ quan sát và phát hiện là một cặp thiên thể nặng và đặc gọi là pulsar quay ngày càng gần nhau. Lý do là vì chúng mất dần năng lượng trong quá trình quay để tạo ra sóng hấp dẫn.

Phương pháp đơn giản nhất để phát hiện trực tiếp sóng hấp dẫn là dùng một thanh kim loại để phát hiện tác động co giãn cuả sóng hấp dẫn. Cách đây 50 năm, nhà khoa học Weber làm việc tại Đại học Maryland đã sử dụng kỹ thuật này và công bố là đã phát hiện được sóng hấp dẫn phát từ trung tâm Dải Ngân hà. Nhưng sau đó, những quan sát khác dựa trên kỹ thuật mà Weber sử dụng đều phủ nhận kết quả của Weber.

Trong những năm gần đây, kỹ thuật quang học được dùng để phát hiện sóng hấp dẫn. Những máy dò này dưạ trên phương thức giao thoa quang học. Hai chùm tia laser phát ra từ hai hướng thẳng góc với nhau được dùng để phát hiện tác động cuả sóng hấp dẫn đối với không-thời gian và thay đổi đường đi cuả hai chùm tia laser. Những tia laser kết hợp với nhau sau khi truyền trong hệ giao thoa dài 4 km và tạo ra những vạch sáng xen kẽ với những vạch tối và được gọi là vân giao thoa. Sóng hấp dẫn thay đổi đường đi cuả những chùm tia laser trong máy giao thoa nên hệ vân cũng thay đổi. Hiện nay trên thế giới có một số máy giao thoa trong đó có hệ LIGO cuả Mỹ và VIRGO cuả Pháp và Ý.

RFI : Kết quả quan sát được sóng hấp dẫn bằng kỹ thuật laser là như thế nào ?

GS. Nguyễn Quang Riệu : Các nhà khoa học sử dụng máy dò laser LIGO đã công bố là ngày 14 tháng 9 năm 2015 vừa qua họ thu trực tiếp được tín hiệu cuả sóng hấp dẫn. Tín hiệu có những đặc trưng khớp với những đặc trưng tính bằng lý thuyết của đợt sóng hấp dẫn phát ra từ một vụ va chạm giữa hai lỗ đen nặng bằng khoảng 30 lần mặt trời quay xung quanh nhau. Trong quá trình quay, cặp lỗ đen mất dần năng lượng và cuối cùng sáp nhập với nhau thành một lỗ đen khổng lồ. Sự thất thoát năng lượng tương ứng với ba lần khối lượng mặt trời và được biến đổi thành sóng hấp dẫn. Lỗ đen là một thiên thể vô hình có trường hấp dẫn cực kỳ lớn nên ánh sáng cũng không thoát được ra ngoài.

Cặp lỗ đen này cách xa trái đất 1,3 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên vị trí cuả lỗ đen chưa được xác định chính xác. Những thiết bị như LIGO sẽ cung cấp thêm tham số để xác định vị trí cuả sự kiện này. Sự phát hiện sóng hấp dẫn phát ra từ sự sáp nhập một cặp lỗ đen là một bằng chứng cụ thể cuả sự tồn tại cuả lỗ đen. Thiên thể vô hình này trước kia vẫn chỉ được coi là được tạo ra từ lý thuyết.

Theo RFI/Dean Nguyen – ST

Bình luận bài viết

Bình luận

0 Comments

No comments!

There are no comments yet, but you can be first to comment this article.

Leave reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *