Home Vũ trụ học

Những điều cần biết về sóng hấp dẫn

Mấy ngày này, giới khoa học sục sôi trước tin tức: Lần đầu tìm ra sóng hấp dẫn. Vậy sóng hấp dẫn là gì? Có vai trò thế nào với sự phát triển của khoa học.

Mấy ngày nay, giới khoa học thế giới đã chao đảo với đầy sự phấn khích bởi người ta đã tìm thấy sóng hấp dẫn, "tận tai nghe được âm thanh từ vụ va chạm của 2 lỗ đen", vật lý học lại bước sang một trang mới và phát hiện này được ví như tầm quan trọng của tia X đối với ngành y học vậy.

1. Sóng hấp dẫn là gì? Có vai trò quan trọng thế nào?

Cách đây chỉ khoảng vài tỷ năm, nhiều triệu thiên hà đã có mặt, một cặp lỗ đen không biết vì hiềm khích gì đã lao đầu vào nhau, mở đầu cho một trong những câu chuyện hấp dẫn nhưng đầy thách thức của vật lý học hiện đại. Khi đó chúng cuộn xoắn, ngày càng tiến vào nhau trong khoảng một tỷ năm với vũ điệu có thể nói là dữ dội nhưng cũng lãng mạn nhất vũ trụ.

cau chuyen thu vi ve song hap dan 5 blogkhoahoc.ne
Sóng hấp dẫn là phát hiện thế kỷ, mở ra thời kỳ mới của vật lý học hiện đại

Tại thời điểm chỉ còn cách nhau khoảng vài trăm kilomet, chúng đột ngột đảo ngược với tốc độ gần như của ánh sáng, đồng thời "rùng mình" phát ra năng lượng hấp dẫn. Không gian và thời gian khi đó đã bị bóp méo tương tự như bọt nước lăn tăn khi đun sôi lên.

Trong khoảng khắc sắp phải sáp nhập với nhau, chúng phát xạ ra lượng năng lượng lớn hơn bất kỳ ngôi sao nào trong vũ trụ. Một lỗ đen mới được hình thành, nặng hơn Mặt Trời của chúng ta 62 lần và gần như chỉ rộng bằng một tiểu bang Maine của Mỹ.

cau chuyen thu vi ve song hap dan 4 blogkhoahoc.ne
Sóng hấp dẫn sinh ra khi hai hố đen va chạm nhau

Sau đó, dường như nó có thể tự đánh bóng bôi trơn, tạo thành hình cầu hơi phẳng và bắt đầu thu lấy năng lượng đã trốn thoát. Sau đó, không gian và thời gian lại tiếp tục im lặng một cách đáng sợ như chưa có chuyện gì xảy ra.

Những gợn sóng hấp dẫn được đẩy đi ra mọi hướng và càng đi xa càng suy yếu dần. Khi đó trên Trái Đất, khủng long đã phát sinh, đã phát triển và đã tuyệt chủng nhưng rồi những con sóng ấy vẫn tiếp tục được duy trì dù ngày càng yếu đi.

Khoảng 50 ngàn năm trước đây, những con sóng hấp dẫn này đã đi vào thiên hà Milky Way của chúng ta, cũng trong khoảng thời gian đó, Homo sapiens bắt đầu lên thống trị hành tinh mang tên Trái Đất.

Và rồi loài người cứ phát triển, xây dựng nền văn minh của họ cho tới cách đây khoảng 100 năm, Albert Einstein, một trong những thành viên cao cấp của Homo sapiens, đã dự đoán sự tồn tại của những con sóng hấp dẫn này và từ đó, ông đã truyền cảm hứng cho những suy đoán và tìm kiếm trong vô vọng suốt nhiều thập kỷ nay.

2. Sóng hấp dẫn được tìm ra như thế nào?

Vào sáng ngày 12/2/2016 (giờ Việt Nam), các nhà khoa học đã chính thức xác nhận tìm ra sóng hấp dẫn - được đánh giá là phát hiện thế kỷ của ngành vật lý thiên văn.

Các chuyên gia thậm chí cho rằng phát hiện này xứng đáng đạt giải Nobel Vật Lý vì đã đưa con người đến một chân trời mới, một phương thức hoàn toàn khác biệt để nghiên cứu về vũ trụ.

cau chuyen thu vi ve song hap dan 1 blogkhoahoc.ne
Tóm tắt quá trình các nhà khoa học tìm ra sóng hấp dẫn

Sóng hấp dẫn khi phát ra sẽ bẻ cong vùng không-thời gian xung quanh. Các nhà khoa học đã nhận thấy sự biến dạng này bằng công nghệ từ Đài quan trắc Sóng hấp dẫn (LIGO) bằng giao thoa kế laser khi đợt sóng "chạm" đến Trái đất.

Nhưng bạn biết không, việc tìm thấy sóng hấp dẫn cực kỳ khó, nên có thể nói đây thực sự là một phát hiện phi thường. Và hãy cùng thử xem chúng ta cần biết những gì về phát hiện phi thường này.

cau chuyen thu vi ve song hap dan 3 blogkhoahoc.ne
Thiên tài vật lý Albert Einstein đã tìm ra sóng hấp dẫn từ 100 năm trước

Sóng hấp dẫn là một khái niệm được đưa ra bởi thiên tài Albert Einstein từ năm 1915. Ông đã cho rằng thời gian và không gian có thể bị bẻ cong vì sóng hấp dẫn, và các nhà khoa học cũng công nhận điều này. Tuy nhiên phải tới 100 năm sau, nhân loại mới có đủ công nghệ để chính thức xác nhận lý thuyết của ông.

Các nhà khoa học đã nghi ngờ rằng việc hai hố đen khổng lồ sát nhập sẽ giải phóng một khối năng lượng khổng lồ dưới dạng sóng hấp dẫn trong vài phút cuối cùng. Nguồn năng lượng này thậm chí còn lớn hơn năng lượng của một ngôi sao cháy trong hàng tỉ năm.

cau chuyen thu vi ve song hap dan 6 blogkhoahoc.ne
Tìm ra sóng hấp dẫn, con người có thể bẻ cong thời gian và không gian trong tương lai

Sóng hấp dẫn sẽ khiến không-thời gian co lại và giãn ra, nhưng với quy mô rất nhỏ. Chính vì thế chúng ta cần đến công nghệ của LIGO trong hình dưới, với khả năng xác định sự biến dạng nhỏ hơn nguyên tử Hydro tới 1 triệu lần.

Mấy ngày nay, giới khoa học thế giới đã chao đảo với đầy sự phấn khích bởi người ta đã tìm thấy sóng hấp dẫn, "tận tai nghe được âm thanh từ vụ va chạm của 2 lỗ đen", vật lý học lại bước sang một trang mới và phát hiện này được ví như tầm quan trọng của tia X đối với ngành y học vậy.

Dưới đây câu chuyện thú vị về quá trình các nhà khoa học tìm ra nhân tố bí ẩn của vũ trụ này, từ đó phần nào hiểu được những khó khăn mà họ phải trải qua, những kỳ diệu của tạo hóa và cả bộ não tiên tri đi trước thời đại hàng trăm năm của thiên tài Albert Einstein.

Blogkhoahoc.net