Dựa vào đâu chúng ta biết hố đen vũ trụ thực sự tồn tại?

Nguyễn Hạnh |

Hố đen vũ trụ nghe giống khoa học viễn tưởng nhưng có rất nhiều bằng chứng, cả trực tiếp lẫn gián tiếp, chứng minh chúng thực sự tồn tại trong vũ trụ, theo Live Science.

1. "Dự đoán mạnh mẽ" của Albert Einstein

Albert Einstein. Ảnh: AFP
Albert Einstein. Ảnh: AFP

Năm 1916, nhà vật lý Karl Schwarzschild dự đoán, hố đen vũ trụ là hệ quả tất yếu của thuyết tương đối rộng của Einstein. Nghĩa là, nếu lý thuyết của Einstein đúng thì hố đen phải tồn tại.

Sau đó, Roger Penrose và Stephen Hawking là đã đặt sự tồn tại của hố đen trên nền tảng vững chắc hơn. Họ chỉ ra rằng bất kỳ vật thể nào sụp đổ sẽ tạo thành hố đen. Roger Penrose thậm chí được trao một phần giải Nobel vật lý năm 2020 nhờ phát hiện hố đen là một dự đoán chắc chắn của thuyết tương đối rộng.

2. Vụ nổ tia gamma

Vụ nổ tia gamma. Ảnh: NASA/Swift/Cruz deWilde
Vụ nổ tia gamma. Ảnh: NASA

Những năm 1930, nhà vật lý thiên văn Ấn Độ Subramanian Chandrasekhar nhận thấy điều gì xảy ra với một ngôi sao sau khi sử dụng hết nhiên liệu hạt nhân phụ thuộc vào khối lượng của nó. Nếu ngôi sao thực sự lớn (gấp 20 lần khối lượng Mặt trời trở lên) thì lõi dày đặc của nó (gấp 3 khối lượng Mặt trời trở lên) sẽ sụp đổ thành hố đen. Sự sụp đổ của lõi giải phóng năng lượng cực lớn dưới dạng vụ nổ tia gamma. Kính thiên văn trên Trái đất đã phát hiện ra nhiều vụ nổ như vậy.

3. Sóng hấp dẫn

Minh họa sóng hấp dẫn. Ảnh: R.Hurt/Caltech-JPL
Minh họa sóng hấp dẫn. Ảnh: Caltech-JPL

Hố đen đôi khi xuất hiện theo cặp và quay xung quanh nhau. Khi đó, tương tác hấp dẫn giữa chúng tạo ra các gợn sóng trong không-thời gian, lan truyền ra bên ngoài dưới dạng sóng hấp dẫn. Với những đài quan sát hiện có, chúng ta hoàn toàn có khả năng phát hiện ra sóng này.

4. Bạn đồng hành vô hình

 
HR6819. Ảnh: ESO 

Chúng ta chắc chắn có thể phát hiện ra hố đen thông qua hiệu ứng hấp dẫn của chúng với các ngôi sao khác. Khi quan sát hệ sao đôi HR 6819 năm 2020, các nhà thiên văn nhận thấy những điểm kỳ lạ trong chuyển động của hai ngôi sao ​chỉ có thể giải thích được nếu có một vật thể thứ ba vô hình ở đó. Sau khi tính toán khối lượng của vật thể thứ ba, các nhà nghiên cứu kết luận nó chỉ có thể là hố đen.

5. Nguồn phát tia X

Hố đen Cygnus X-1 đang kéo vật chất từ ​​một ngôi sao đồng hành khổng lồ màu xanh lam. Ảnh: NASA/CXC
Cygnus X-1. Ảnh: NASA

Năm 1917, bằng chứng đầu tiên về hố đen xuất hiện từ hệ sao đôi Cygnus X-1 trong Dải Ngân hà. Cygnus X-1 là nguồn phát tia X. Vật chất liên tục bị tách khỏi ngôi sao chủ và bị kéo vào đĩa bồi tụ xung quanh vật thể vô hình, các tia X được phát ra chính từ đĩa bồi tụ này. 

Theo ước tính, một vật thể vô hình với khối lượng gấp 21 lần khối lượng Mặt trời tập trung tại một không gian cực nhỏ, chỉ có thể là hố đen.

6. Các hố đen siêu lớn

Ở trung tâm Dải Ngân hà là một hố đen siêu lớn. Ảnh: ESA
Ở trung tâm Dải Ngân hà là một hố đen siêu lớn. Ảnh: ESA

Có các hố đen siêu lớn với khối lượng gấp hàng triệu, hàng tỉ lần khối lượng Mặt trời, đã ẩn náu trong trung tâm của các thiên hà kể từ thời kỳ đầu trong lịch sử vũ trụ. 

Trong đó, chúng ta biết đến sự tồn tại của hố đen ở trung tâm Dải Ngân hà vì nhìn thấy được các ngôi sao trong vùng đó quay xung quanh rất nhanh với tốc độ lên đến 8% tốc độ ánh sáng.

7. Spaghettification

Hố đen xé toạc ngôi sao trong video giả lập của Phòng thí nghiệm Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY).

Một bằng chứng khác về sự tồn tại của hố đen là spaghettification. Spaghettification là những gì sẽ xảy ra khi một vật thể rơi vào hố đen. Vật thể sẽ bị lực hút cực mạnh của hố đen kéo ra thành những sợi mảnh.

8. Hình ảnh trực tiếp

Hình ảnh trực tiếp đầu tiên về một hố đen. Ảnh: Event Horizon Telescope Collaboration
Hình ảnh đầu tiên về hố đen. Ảnh: Event Horizon Telescope Collaboration

Bằng chứng trực tiếp đầu tiên về hố đen là hình ảnh của hố đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà Messier 87. Hình ảnh cho thấy bóng tối của hố đen ở giữa và ánh sáng màu cam của đĩa bồi tụ xung quanh.

Nguyễn Hạnh
TIN LIÊN QUAN

Giới khoa học tìm cách làm chệch hướng tiểu hành tinh nguy cơ va Trái đất

Nguyễn Hạnh |

Các nhà khoa học tại một cơ sở của NASA ở California đang thử nghiệm các phương pháp làm chệch hướng tiểu hành tinh có nguy cơ va vào Trái đất, Daily Mail ngày 26.8 đưa tin.

Top 5 cấu trúc địa chất ấn tượng nhất trong Hệ Mặt trời

Nguyễn Hạnh |

5 cấu trúc địa chất ấn tượng nhất trong Hệ Mặt trời (không bao gồm Trái đất) theo bình chọn của giáo sư địa chất học ở Anh.

Sự thật bất ngờ về hố đen vũ trụ

Nguyễn Hạnh |

Hố đen vũ trụ không phải là "kẻ háu ăn" nuốt chửng mọi thứ trong không gian như chúng ta từng nghĩ, theo Science Times.

Brazil đã hạn chế những sai lầm trong quá khứ để tự tin hơn

VIỆT HÙNG |

Sau 20 năm kể từ lần vô địch gần nhất, Brazil mới có lực lượng hùng hậu đến vậy, giúp họ tự tin mơ về lần thứ 6 nâng cao cúp vàng trong lịch sử.

Hơn 1.000 phụ nữ Thủ đô tham gia đồng diễn áo dài bên hồ Hoàn Kiếm

Chí Long |

Ngày 4.12, chương trình đồng diễn áo dài “Phụ nữ Thủ đô hội nhập và phát triển” năm 2022 do Hội Liên hiệp Phụ nữ thành phố Hà Nội tổ chức bên hồ Hoàn Kiếm thu hút sự quan tâm của đông đảo người dân địa phương và du khách.

Hé lộ quỹ vỏ bọc ở Đức giúp Nga hoàn thành Nord Stream 2

Ngọc Vân |

Để hoàn thành đường ống dẫn khí Nord Stream 2, Tập đoàn Gazprom của Nga và các quan chức Đức được cho là đã lập một quỹ khí hậu vỏ bọc để thực hiện dự án.

Các tỉnh miền Trung gấp rút ứng phó với mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất

Vũ Long |

Các tỉnh, thành phố từ Hà Tĩnh đến Khánh Hòa khẩn trương ứng phó với mưa lớn, lũ quét, sạt lở đất và gió mạnh trên biển.

Chi tiết lịch chạy tàu Nhổn - Ga Hà Nội từ ngày 5.12

Tô Thế |

Hà Nội - Từ ngày 5.12, tàu Nhổn - Ga Hà Nội sẽ chính thức bước vào giai đoạn chạy thử trong môi trường hạn chế với 2 giai đoạn. Giai đoạn 1 sẽ có tối đa 4 - 8 đoàn tàu chạy trong 5 ngày nối tiếp.

Giới khoa học tìm cách làm chệch hướng tiểu hành tinh nguy cơ va Trái đất

Nguyễn Hạnh |

Các nhà khoa học tại một cơ sở của NASA ở California đang thử nghiệm các phương pháp làm chệch hướng tiểu hành tinh có nguy cơ va vào Trái đất, Daily Mail ngày 26.8 đưa tin.

Top 5 cấu trúc địa chất ấn tượng nhất trong Hệ Mặt trời

Nguyễn Hạnh |

5 cấu trúc địa chất ấn tượng nhất trong Hệ Mặt trời (không bao gồm Trái đất) theo bình chọn của giáo sư địa chất học ở Anh.

Sự thật bất ngờ về hố đen vũ trụ

Nguyễn Hạnh |

Hố đen vũ trụ không phải là "kẻ háu ăn" nuốt chửng mọi thứ trong không gian như chúng ta từng nghĩ, theo Science Times.