Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã quan sát thấy những gợn sóng trong cấu trúc không thời gian được biết tới với cái tên là sóng hấp dẫn. Những gợn này được truyền tới Trái Đất từ một sự kiện dữ dội trong vùng xa của vũ trụ. Việc này xác nhận dự đoán quan trọng của thuyết tương đối rộng do Albert Einstein đề xuất năm 1916 và mở ra một cửa số hoàn toàn mới vào vũ trụ.
Sóng hấp dẫn mang theo thông tin về nguồn gốc đầy kịch tính của chúng và về bản chất của lực hấp dẫn vốn không có cách nào khác có được. Các nhà vật lý đã kết luận rằng sóng hấp dẫn được ghi nhận đã sinh ra trong giai đoạn cuối của cuộc sáp nhập hai lỗ đen để tạo thành một lỗ đen lớn hơn. Việc sáp nhập lỗ đen này đã được dự đoán trước đây nhưng chưa từng được quan sát.
Sóng hấp dẫn đã được ghi nhận lúc 16h51 ngày 14 tháng 9 năm 2015 theo giờ Việt Nam (9h51 UTC) bởi cả hai máy dò của đài quan sát giao thoa laser sóng hấp dẫn (LIGO) đặt tại Livington, Lousiana và Hanford, Washington (Mỹ).
Dựa trên các tín hiệu quan sát, các nhà khoa học tại LIGO ước tính các lỗ đen tham gia sự kiện này có khối lượng 29 và 36 lần khối lượng Mặt Trời, và sự kiện đã diễn ra cách đây 1,3 tỷ năm. Khoảng 3 lần khối lượng Mặt Trời đã được chuyển đổi thành sóng hấp dẫn chỉ trong một phần nhỏ của giây - với năng lượng cực điểm phát ra tương đương khoảng 50 lần tổng số của phần vũ trụ nhìn thấy. Bằng cách xem xét thời điểm các tín hiệu tới, các nhà khoa học có thể khẳng định rằng nguồn phát nằm ở bán thiên cầu nam.
Theo thuyết tương đối rộng, một cặp lỗ đen chuyển động quanh nhau mất năng lượng qua việc phát xạ sóng hấp dẫn, khiến cho chúng tiến lại gần nhau trong hàng tỷ năm và tăng tốc nhanh trong những phút cuối cùng. Trong một phần nhỏ giây cuối cùng, hai lỗ đen va chạm với vận tốc gần bằng nửa vận tốc ánh sáng và tạo thành một lỗ đen lớn hơn, chuyển hóa một phần khối lượng của chúng thành năng lượng theo hệ thức E=mc² của Einstein. Năng lượng này phát ra trong vụ nổ sóng hấp dẫn lớn cuối cùng. Sóng hấp dẫn đó chính là thứ mà LIGO đã thu được.
Sự tồn tại của sóng hấp dẫn đã được chứng minh lần đầu tiên từ những năm 1970 và những năm 1980 bởi Joseph Taylor, Jr. và các cộng sự. Năm 1974, Taylor và Russel Hulse đã phát hiện ra một hệ gồm một sao neutron (hay pulsar) chuyển động trên quĩ đạo quanh một sao neutron khác. Đến năm 1982, Taylor và Joel M. Weisberg đã tìm ra rằng quĩ đạo của sao neutron thu hẹp dần theo thời gian do sự giải phóng năng lượng dưới dạng sóng hấp dẫn. Nhờ khám phá này, Hulse và Taylor đã nhận giải Nobel Vật lý năm 1993.
Khám phá mới của LIGO là quan sát đầu tiên về sóng hấp dẫn, thu được nhờ việc đo những nhiễu loạn cực nhỏ của các sóng khi chúng đi ngang qua Trái Đất.
"Quan sát của chúng tôi về sóng hấp dẫn đã hoàn thành một mục tiêu đầy tham vọng trong suốt 5 thập kỉ trong việc ghi nhận hiện tượng khó nắm bắt này và hiểu rõ hơn về vũ trụ, và đồng thời hoàn thành di sản của Einstein đúng vào kỉ niệm 100 năm thuyết tương đối rộng của ông," David H. Reitze ở Caltech (Viện công nghệ California), giám đốc điều hành phòng thí nghiệm LIGO cho biết.
Bryan
Theo Science Daily
Chú thích của người dịch: Sóng hấp dẫn được sinh ra do sự thay đổi vận tốc hoặc hướng của các vật thể có khối lượng trong không thời gian. Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, vật thể có khối lượng gây ra sự uốn cong của không gian. Khi chúng chuyển động, độ cong thay đổi gây ra sóng hấp dẫn lan ra tương tự như sóng lan trên mặt hồ. Tuy vậy, sóng hấp dẫn là rất yếu nên rất khó xác định, bản thân các thiên thể như Trái Đất, các hành tinh hay thậm chí các ngôi sao khi di chuyển sinh ra sóng hấp dẫn cũng rất yếu. Việc phát hiện sóng hấp dẫn trực tiếp mới đây được ghi nhận do việc sáp nhập lỗ đen là một sự kiện rất dữ dội và hiếm có trong vũ trụ. Việc quan sát được sóng hấp dẫn sẽ cho phép các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự tạo thành các cấu trúc lớn của vũ trụ cũng như có thêm thông tin về những đối tượng đặc biệt như lỗ đen vốn không thể phát hiện qua các kính thiên văn.
