Sóng hấp dẫn tồn tại xung quanh chúng ta

- Ông có thể định nghĩa một cách ngắn gọn, dễ hiểu về sóng hấp dẫn? Chúng có những đặc điểm gì nổi bật?

Nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn học trẻ Việt Nam. Ông là tác giả và đồng tác giả của hơn 100 bài viết dưới nhiều hình thức về thiên văn học và vật lý thiên văn bằng tiếng Việt. Ảnh: Dangvutuanson.info

- Nhà vật lý Albert Einstein dự đoán sóng hấp dẫn trong thuyết tương đối rộng cách đây đúng 100 năm. Trong lý thuyết này, không gian và thời gian là thống nhất, với thời gian được coi là chiều thứ tư của không gian, gọi chung là “không thời gian”.

Một vật thể bất kỳ có khối lượng đều có tác dụng làm cong không thời gian. Khi vật thể chuyển động có sự thay đổi vận tốc hoặc thay đổi hướng, gây ra hiện tượng sóng hấp dẫn. Sóng hấp dẫn là hiệu ứng lan truyền do sự biến đổi độ cong của không thời gian, tương tự như sóng lan ra trên mặt hồ khi ta ném một viên đá xuống đó.

Sóng hấp dẫn luôn tồn tại xung quanh chúng ta nhưng nó cực yếu. Ngay cả vật thể lớn như trái đất khi chuyển động cũng chỉ phát ra sóng yếu tới mức các máy dò hiện nay không thể phát hiện.

- Phát hiện sóng hấp dẫn là việc rất khó. Vậy các nhà khoa học đã tìm ra chúng bằng cách nào, thưa ông?

- Sóng hấp dẫn lần này được phát hiện do hiện tượng đặc biệt xảy ra trong vũ trụ tại nơi cách chúng ta khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng. Hai lỗ đen rất lớn chuyển động quanh nhau và tiến gần nhau dẫn tới sự sáp nhập, chúng tạo thành lỗ đen mới. Quá trình va chạm và sáp nhập giữa hai lỗ đen này dẫn tới một phần khối lượng của chúng được chuyển hóa thành năng lượng rất lớn theo hệ thức của Einstein, tạo thành sóng hấp dẫn đủ mạnh để có thể ghi nhận từ trái đất.

Sóng hấp dẫn sẽ giúp giới khoa học thúc đẩy quá trình nghiên cứu các lỗ đen. Ảnh minh họa: Discovery News

- Mối liên hệ giữa sóng hấp dẫn đối với lỗ đen vũ trụ và Vụ nổ lớn (Big Bang)?

- Sóng hấp dẫn có ở khắp mọi nơi trong vũ trụ nhưng rất khó được quan sát. Việc quan sát được sóng hấp dẫn mang có thể giúp các nhà khoa học biết thêm nhiều thông tin về các lỗ đen cũng như các sự kiện lớn trong lịch sử vũ trụ như sự tạo thành và sáp nhập của các thiên hà, xa hơn nữa là quá trình tạo thành vật chất ngay sau vụ nổ Big Bang, khi vật chất được tạo ra với tốc độ rất cao và được ném ra mọi hướng trong quá trình giãn nở gia tốc của vũ trụ.

- Giới nghiên cứu dự đoán phát hiện về sóng hấp dẫn có thể mở cánh cửa mới giúp con người tìm hiểu sâu hơn về vũ trụ. Xin ông phân tích rõ hơn về nhận định này?

- Đây là lần đầu tiên con người quan sát được hiện tượng sóng hấp dẫn. Sau sự kiện quan trọng này, giới khoa học sẽ phải xây dựng thêm nhiều thiết bị và phương pháp để thu nhận nhiều hơn sóng hấp dẫn từ những nơi xa xôi của vũ trụ như thiên hà/cụm thiên hà. Dữ liệu từ chúng sẽ giúp họ biết các thiên hà/cụm thiên hà hình thành thế nào.

Ánh sáng, sóng radio, hồng ngoại, tia cực tím, tia X, tia gamma là sóng điện từ. Sự di chuyển của sóng điện từ trong không gian sẽ bị tán xạ, khúc xạ. Thiết bị chỉ thu được dữ liệu hạn chế và không phải lúc nào cũng chính xác. Sóng hấp dẫn sẽ giúp giới khoa học có góc nhìn mới trong hoạt động quan sát cấu trúc vũ trụ.

Ngày 11/2, một nhóm các nhà vật lý của Trạm quan sát Sóng hấp dẫn bằng tia laser giao thoa (LIGO) ở bang Washington và Louisiana (Mỹ) công bố đã phát hiện được sóng hấp dẫn từ vụ "đụng độ" của hai lỗ đen cách chúng ta khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng. Sự kiện là thành công lớn cho ba nhà vật lý: Kip Thorne của Viện công nghệ California (CalTech, Mỹ), Rainer Weiss của MIT và Ronald Drever từng là giáo sư tại Caltech và giờ nghỉ hưu ở Scotland. Cả ba đã dành cả sự nghiệp để theo đuổi việc đo sóng điện từ.

Szabolcs Marka, giáo sư của Đại học Columbia (Mỹ) và là thành viên của LIGO, cho rằng, phát hiện là "một trong những đột phá quan trọng nhất của vật lý trong một thời gian dài". Trong khi giáo sư vật lý thiên văn Alberto Vecchio thuộc Trường Vật lý và Thiên văn của Đại học Birmingham (Anh) khẳng định, tìm ra sóng hấp dẫn là "một trong những khoảnh khắc vĩ đại nhất" của ngành thiên văn học, và mang tính cách mạng.

Hải Anh (Thực hiện)