100 năm trước, Einstein định nghĩa lỗ đen chính xác không thể tin nổi

Dù bản thân không tin vào lỗ đen, phương trình của Einstein lại là tiền đề quan trọng cho việc nghiên cứu về lỗ đen.

Hôm 10/4, các nhà thiên văn công bố bức ảnh hố đen đầu tiên con người chụp được. Hình ảnh "trái tim" của thiên hà Messier 87 là kết quả của dự án Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (EHT), liên kết sức mạnh của tám đài quan sát vô tuyến trên toàn cầu.

Bức ảnh đột phá này mô tả chi tiết lỗ đen với chân trời sự kiện và vùng đĩa phát sáng khí bồi tụ siêu nóng quay quanh. Bên cạnh vô số ngạc nhiên lẫn hân hoan, tấm hình này còn ngầm xác nhận thuyết tương đối từ hơn 100 năm trước của Albert Einstein.

"Một lần nữa Einstein lại được ngợi ca"

"Từ khoảng 100 năm trước, Albert Einstein đã cho chúng ta một cái nhìn mới về lực hấp dẫn, trong đó lực này thể hiện ảnh hưởng của nó thông qua đường dọc và cong trong kết cấu dạng lưới của không gian và thời gian", Brian Greene, nhà vật lý tại Đại học Columbia, giải thích trong một video về công trình của Einstein.

"Vài năm sau, Karl Schwarzschild, một nhà thiên văn học người Đức đóng quân ở mặt trận Nga trong Thế chiến thứ nhất, chịu trách nhiệm tính toán quỹ đạo pháo binh, bằng cách nào đó đã nắm được bản thảo của Einstein và nhận ra điều gì đó tuyệt vời bên trong".

Einstein - cha đẻ thuyết tương đối rộng tiên đoán sự hình thành lỗ đen, dù bản thân ông không tin có một vật thể như vậy ở ngoài vũ trụ. (Ảnh: Express).

"Nếu bạn tạo ra một vật thể hình cầu rồi nén nó lại tới một kích thước đủ nhỏ, thì theo các phương trình toán của Einstein, lực hấp dẫn sẽ trở nên vô cùng lớn, tới mức không có gì thoát được khỏi nó kể cả ánh sáng. Đó chính xác là định nghĩa của một hố đen".

"Dù khi Einstein đọc được những kết quả này, ông không tin rằng vật thể như vậy có tồn tại ngoài không gian", Greene nói.

Trong những thập kỷ tiếp theo, sự phát triển của vật lý lý thuyết bắt đầu nở rộ, cho thấy lỗ đen là kết quả tất yếu của những ngôi sao khổng lồ đã sử dụng hết nhiên liệu hạt nhân của chúng. Trải qua vụ nổ siêu tân tinh, lõi ngôi sao sau đó sẽ không thể chịu được lực hấp dẫn và tự suy biến thành một lỗ đen.

Tuy vậy cho đến bây giờ, con người mới được thấy tận mắt hình ảnh một trong các giếng trọng lực khủng khiếp của vũ trụ. Công trình của nhóm nghiên cứu EHT gây kinh ngạc bởi hình ảnh hố đen nặng hơn Mặt trời 6,5 tỷ lần mà họ chụp được, đến từ một khoảng cách đáng kinh ngạc: 323.324.400.000.000.000.000 dặm (520.340.180.000.000.000.000 km).

"Hình ảnh này là bài kiểm tra trực tiếp đầu tiên lý thuyết của Einstein về trường hấp dẫn mạnh mẽ của một lỗ đen. Theo những gì chúng ta thấy được, Einstein xứng đáng một lần nữa được ngợi ca", Tiến sĩ Greene bày tỏ thán phục, "nó thực sự là một biểu tượng cho sức mạnh của trí tuệ con người trong việc khám phá và tìm hiểu vũ trụ".

Phương trình mang khát vọng chinh phục vũ trụ của loài người

Nhiều năm trước, các nhà khoa học nghĩ rằng họ sẽ phải chế tạo một kính viễn vọng không gian rất lớn để ghi lại hình ảnh một lỗ đen. Và như vậy sẽ rất mất thời gian, công sức và tiền của. Bằng cách sử dụng các kính viễn vọng vô tuyến trên khắp thế giới cùng hoạt động như một ống kính khổng lồ, nhóm EHT đã đạt được thành tựu trước thời đại hàng thập kỷ.

Michael Kramer, Giám đốc Viện thiên văn vô tuyến Max Planck cho rằng bức ảnh là một dấu ấn đáng kể trong lịch sử. "Lịch sử khoa học sẽ được chia thành 2 giai đoạn trước và sau khi bức hình này được công bố", ông nói.

Albert Einstein đứng bên bờ biển ở Santa Barbara năm 1933. (Ảnh: James Preller's Blog).

"Đây là hình ảnh đầu tiên về một lỗ đen mà chúng tôi chụp được. Tuy chỉ là một tấm ảnh, nhưng nó có ý nghĩa to lớn", nhà thiên văn Mareki Honma từ Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản cho biết.

Nhà nghiên cứu Yoshiaki Taniguchi từ Đại học Mở Nhật Bản thậm chí còn đùa rằng phát hiện này xứng đáng được xem xét Giải Nobel "Chúng tôi đã quan sát được một vật thể chưa ai từng thấy trước đó, mà chỉ suy đoán dựa trên nghiên cứu và các lý thuyết".

"Đây là hình ảnh lỗ đen M87. Tại cuộc họp báo, nhóm Event Horizon nói rằng nó chính xác như dự đoán của Thuyết tương đối rộng. Einstein lại đúng một lần nữa, ông hẳn sẽ rất mãn nguyện nếu thấy được những điều này", Người dẫn chương trình truyền hình, đồng thời là nhà vật lý hạt Brian Cox chia sẻ trên Twitter.

Nhà vật lý Lawrence Krauss, giáo sư Trường khám phá Trái đất và Không gian Đại học bang Arizona, cho rằng bản thân ông không bao giờ nghĩ rằng ngày nào đó có thể tweet trên trang cá nhân dòng chữ "Đây là hình ảnh một lỗ đen nặng bằng 10% khối lượng thiên hà Milkyway, và nó nằm trong một thiên hà rất xa xôi".

"Đây là một minh chứng tuyệt vời cho sức mạnh và sự khéo léo của con người", ông nói.

Trong sự kiện lần này, người ta cũng không quên công sức của Karl Schwarzschild, người đầu tiên sử dụng các phương trình của Einstein chứng minh rằng các hố đen có thực. (Ảnh: ZME Science).

"Đây là hình ảnh đầu tiên về một lỗ đen, rộng hơn toàn bộ Hệ mặt trời của chúng ta. Einstein, chúng tôi vô cùng thán phục khả năng thiên tài của ông", Phi hành gia Chris Hadfield, người chỉ huy Trạm vũ trụ quốc tế cho biết.

"Đây là một thành tựu đáng kinh ngạc của nhóm EHT", nhà nghiên cứu Paul Hertz tại NASA nhận định, trong khi Giáo sư Derek Ward-Thompson từ Đại học Central Lancashire cảm thán "Thành tựu này sánh ngang với một kỳ tích trong thiên văn học".

"Hơn 100 năm, các nhà khoa học vẫn tin tưởng vào một lý thuyết tiên đoán sự tồn tại một vật thể cách con người 522,5 nghìn tỷ km. Cuối cùng, họ mất 2 năm để xây dựng kính thiên văn "to" bằng Trái Đất, chụp ảnh và giờ có thể dõng dạc nói rằng "thấy chưa, thuyết tương đối đã nói là có nó mà"", tờ Experss của Anh bình luận.