H́nh ảnh tráng lệ và kinh hoàng đă chứng minh cho giấc mơ của thiên tài.
Giấc mơ hơn 100 năm trước của thiên tài Albert Einstein vừa được các nhà thiên văn học hiện đại chứng thực bằng một cảnh tượng kinh hoàng nhưng vô cùng tráng lệ trong vũ trụ. Đó là khoảnh khắc một lỗ đen khổng lồ không chỉ nuốt chửng một ngôi sao mà c̣n làm xoắn cả không gian và thời gian xung quanh nó, giống như cách một chiếc th́a khuấy tṛn mặt nước trong ly cà phê.
Lỗ đen quái vật và bữa ăn định mệnh
Mọi chuyện bắt đầu tại trung tâm của thiên hà xa xôi mang tên LEDA 145386, cách Trái Đất khoảng 400 triệu năm ánh sáng. Ở đó có một lỗ đen siêu khối lượng, nặng gấp 5 triệu lần Mặt Trời của chúng ta, đang nằm im ĺm trong bóng tối. Sự tĩnh lặng đó bị phá vỡ khi một ngôi sao xấu số lỡ bước đi vào vùng kiểm soát của nó.
Khi ngôi sao đến quá gần, lực hấp dẫn khủng khiếp của lỗ đen đă kéo giăn và xé nát nó thành những dải khí dài. Các nhà khoa học gọi đây là sự kiện gián đoạn thủy triều. Hăy tưởng tượng ngôi sao như một sợi ḿ bị kéo căng ra cho đến khi đứt rời. Một phần xác của ngôi sao bị thổi bay vào không gian, phần c̣n lại rơi vào miệng lỗ đen, tạo nên một đĩa vật chất rực sáng bao quanh nó.
H́nh ảnh minh họa do nghệ sĩ vẽ cho thấy đĩa bồi tụ của một lỗ đen với vùng bên trong đang rung lắc khi vật chất quay quanh thay đổi hướng xung quanh vật thể trung tâm. (Nguồn ảnh: NASA)
Chính lúc này, các kính thiên văn dưới mặt đất và trên không gian của NASA đă bắt được những tín hiệu bất thường. Cú va chạm rực rỡ này không chỉ là một vụ nổ ánh sáng đơn thuần mà c̣n chứa đựng ch́a khóa giải mă một trong những tiên đoán khó tin nhất của Einstein.
Hiệu ứng kéo lê không thời gian
Năm 1913, nhà bác học Einstein đưa ra một ư tưởng điên rồ: không gian và thời gian không phải là một cái nền tĩnh lặng, mà chúng có thể bị uốn cong bởi khối lượng. Năm 1918, hai nhà toán học Lense và Thirring đă cụ thể hóa lư thuyết này bằng cách dự đoán rằng: nếu một vật thể khổng lồ xoay tṛn, nó sẽ kéo theo cả không gian xung quanh nó xoay cùng.
Để dễ h́nh dung, bạn hăy tưởng tượng không gian như một tấm vải lụa mềm. Nếu bạn đặt một quả cầu nặng lên đó và bắt đầu xoay quả cầu, tấm vải sẽ bị nhăn lại và xoắn quanh quả cầu đó. Trong vũ trụ, lỗ đen chính là quả cầu nặng, c̣n tấm vải chính là không gian và thời gian.
Sự kiện tại thiên hà LEDA 145386, được kư hiệu là AT2020AFHD, chính là bằng chứng thực tế rơ ràng nhất cho hiện tượng này. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng đĩa vật chất rực sáng quanh lỗ đen và luồng khí mạnh mẽ phun ra từ đó không nằm yên một chỗ. Chúng đang lắc lư, chao đảo một cách nhịp nhàng.
Vũ điệu của ánh sáng và tia X
Sự lắc lư này không diễn ra ngẫu nhiên. Nhờ các đài quan sát hiện đại như Swift và NICER, các chuyên gia nhận thấy độ sáng của tia X phát ra từ lỗ đen cứ tăng giảm theo một chu kỳ đều đặn khoảng 19.6 ngày một lần. Điều này giống như một ngọn đèn hải đăng đang quay tṛn trên biển, lúc th́ soi thẳng vào mắt chúng ta, lúc th́ quay đi hướng khác.
Tiến sĩ Cosimo Inserra từ Đại học Cardiff giải thích rằng lỗ đen đang kéo lê không gian và ép mọi thứ xung quanh phải chuyển động theo nó. Sự đồng bộ giữa luồng tia X và các tín hiệu vô tuyến cho thấy cả đĩa vật chất lẫn ṿi rồng vật chất phun ra từ lỗ đen đang cùng nhau thực hiện một vũ điệu chao đảo dưới sự điều khiển của lực xoắn không gian.
Đây là một phát hiện cực kỳ quan trọng v́ b́nh thường, chúng ta rất khó quan sát được hiệu ứng này. Ở gần Trái Đất, lực xoắn này quá yếu để có thể nhận biết bằng mắt thường. Chỉ ở những nơi có mật độ năng lượng và khối lượng cực lớn như miệng hố đen, chúng ta mới thấy được Einstein đă nh́n thấu quy luật của vũ trụ chính xác đến nhường nào.
Tại sao chúng ta nên quan tâm?
Nhiều người có thể tự hỏi việc một ngôi sao bị xé xác ở nơi cách xa hàng triệu năm ánh sáng th́ có liên quan ǵ đến cuộc sống của chúng ta. Thực tế, những nghiên cứu này giúp con người hiểu về cấu tạo cơ bản nhất của vũ trụ mà chúng ta đang sống.
Việc xác nhận lư thuyết của Einstein đúng ở những môi trường khắc nghiệt nhất giúp các nhà khoa học hoàn thiện các mô h́nh vật lư. Điều này không chỉ giúp chúng ta hiểu về quá khứ của các thiên hà mà c̣n giúp dự đoán tương lai của vũ trụ. Hơn nữa, việc quan sát được sự chao đảo này cho phép các nhà thiên văn đo đạc được tốc độ xoay của lỗ đen, một trong những thông số khó xác định nhất trong vũ trụ.
Sự kiện AT2020AFHD kết thúc sau khoảng 250 ngày khi các tín hiệu bắt đầu nhạt dần và sự lắc lư nhịp nhàng biến mất. Tuy nhiên, những dữ liệu thu được đă để lại một dấu ấn vĩnh cửu. Nó một lần nữa khẳng định rằng, dù đă qua đời nhiều thập kỷ, trí tuệ của Einstein vẫn tiếp tục dẫn đường cho nhân loại khám phá những bí ẩn sâu thẳm nhất của không gian.
Vũ trụ không chỉ là những đốm sáng xa xôi trên bầu trời đêm. Đó là một thực thể sống động, nơi không gian có thể bị xoắn lại và thời gian có thể bị kéo lê. Mỗi khi một ngôi sao gục ngă trước một lỗ đen, đó không chỉ là một sự kết thúc, mà là một cơ hội để con người soi sáng thêm những góc tối trong hiểu biết của chính ḿnh.
VietBF@sưu tập