Nhai kỹ sống chậm
Writer
Chỉ trong một thập kỷ, các đài quan sát sóng hấp dẫn đã thay đổi ngành thiên văn học. Trong thời gian ngắn ngủi này, chúng ta đã thu thập được hàng trăm tín hiệu phát hiện, và con số này sẽ còn tăng lên nhiều hơn nữa. Nhiều loại sự kiện khác nhau đã được phát hiện ngay cả trong các nhóm nhỏ của những vụ va chạm vũ trụ này. Một sự kiện phá kỷ lục gần đây đã được báo cáo, và một bài báo mới chưa được bình duyệt cho rằng sự kiện này có thể đã trải qua điều gì đó khác biệt so với bất kỳ sự kiện sóng hấp dẫn nào khác. Nó đã được khuếch đại.
Chúng ta hãy bắt đầu với việc phát hiện. Sự kiện GW231123 được báo cáo hồi đầu năm nay như một hiện tượng đi ngược lại với dự đoán của chúng ta. Dựa trên dữ liệu, nó được tạo ra bởi sự va chạm của một lỗ đen có khối lượng gấp 103 lần Mặt Trời với một lỗ đen khác có khối lượng gấp 137 lần khối lượng Mặt Trời, tạo ra một lỗ đen khổng lồ có khối lượng gấp 225 lần khối lượng Mặt Trời. Vấn đề là các ngôi sao không tạo ra lỗ đen lớn đến vậy, hoặc ít nhất là hiện nay không còn nữa.
Có thể đây là sản phẩm của một loạt vụ va chạm giữa các lỗ đen, điều này đặt ra câu hỏi về môi trường của những sự kiện này. Nghiên cứu mới lập luận rằng tầm nhìn của chúng ta có thể đã được cải thiện phần nào.
Lực hấp dẫn làm biến dạng không thời gian. Nó làm như vậy theo cách mà một vật thể có khối lượng lớn có thể hoạt động như một thấu kính. Nếu vật thể này nằm trước một vật thể nào đó ở phía sau, ánh sáng từ vật thể đó sẽ được khuếch đại và biến dạng bởi không thời gian. Đây chính là thấu kính hấp dẫn.
Bài báo mới đưa ra giả thuyết rằng sự kiện sóng hấp dẫn này đã bị bẻ cong bởi một vật thể nào đó nằm giữa nó và chúng ta. Giống như ánh sáng của các thiên hà xa xôi có thể được khuếch đại bởi các cụm thiên hà nằm giữa chúng, sóng hấp dẫn cũng vậy.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu tín hiệu bị bẻ cong do lực hấp dẫn, thì lỗ đen cuối cùng sẽ có khối lượng gấp 100 đến 180 lần khối lượng Mặt Trời. Vẫn rất lớn, nhưng dễ quan sát hơn một chút. Kịch bản này được ủng hộ về mặt thống kê, với xác suất báo động sai dưới 1%. Điều này tốt, nhưng tiêu chuẩn vàng của vật lý đòi hỏi xác suất nhỏ hơn nhiều.
Tuy nhiên, sự kiện sóng hấp dẫn bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn đầu tiên vẫn rất thú vị. Nhóm nghiên cứu ước tính rằng nếu nó thực sự là một thấu kính, thì đó là một vật thể nhỏ nhưng đặc, có thể là một lỗ đen khối lượng trung bình với khối lượng lên đến 850 lần khối lượng Mặt Trời. Va chạm giữa nhiều lỗ đen cũng có thể là nguyên nhân tạo ra những lỗ đen khối lượng trung bình này.
Kỷ niệm 10 năm ngày phát hiện sóng hấp dẫn đánh dấu một bước ngoặt trong lĩnh vực này. Các thiết bị đã được nâng cấp đáng kể , và số lượng phát hiện nhiều đến mức các nhà nghiên cứu tiếp tục thu thập thêm những hiểu biết mới và ghi nhận nhiều sự kiện cực đoan hơn. Mục tiêu là tăng cường mạnh mẽ sự hiểu biết của chúng ta về các lỗ đen – và điều đó đang diễn ra.
Nghiên cứu này đã được đăng tải trên arXiv.
Chúng ta hãy bắt đầu với việc phát hiện. Sự kiện GW231123 được báo cáo hồi đầu năm nay như một hiện tượng đi ngược lại với dự đoán của chúng ta. Dựa trên dữ liệu, nó được tạo ra bởi sự va chạm của một lỗ đen có khối lượng gấp 103 lần Mặt Trời với một lỗ đen khác có khối lượng gấp 137 lần khối lượng Mặt Trời, tạo ra một lỗ đen khổng lồ có khối lượng gấp 225 lần khối lượng Mặt Trời. Vấn đề là các ngôi sao không tạo ra lỗ đen lớn đến vậy, hoặc ít nhất là hiện nay không còn nữa.
Có thể đây là sản phẩm của một loạt vụ va chạm giữa các lỗ đen, điều này đặt ra câu hỏi về môi trường của những sự kiện này. Nghiên cứu mới lập luận rằng tầm nhìn của chúng ta có thể đã được cải thiện phần nào.
Lực hấp dẫn làm biến dạng không thời gian. Nó làm như vậy theo cách mà một vật thể có khối lượng lớn có thể hoạt động như một thấu kính. Nếu vật thể này nằm trước một vật thể nào đó ở phía sau, ánh sáng từ vật thể đó sẽ được khuếch đại và biến dạng bởi không thời gian. Đây chính là thấu kính hấp dẫn.
Bài báo mới đưa ra giả thuyết rằng sự kiện sóng hấp dẫn này đã bị bẻ cong bởi một vật thể nào đó nằm giữa nó và chúng ta. Giống như ánh sáng của các thiên hà xa xôi có thể được khuếch đại bởi các cụm thiên hà nằm giữa chúng, sóng hấp dẫn cũng vậy.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu tín hiệu bị bẻ cong do lực hấp dẫn, thì lỗ đen cuối cùng sẽ có khối lượng gấp 100 đến 180 lần khối lượng Mặt Trời. Vẫn rất lớn, nhưng dễ quan sát hơn một chút. Kịch bản này được ủng hộ về mặt thống kê, với xác suất báo động sai dưới 1%. Điều này tốt, nhưng tiêu chuẩn vàng của vật lý đòi hỏi xác suất nhỏ hơn nhiều.
Tuy nhiên, sự kiện sóng hấp dẫn bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn đầu tiên vẫn rất thú vị. Nhóm nghiên cứu ước tính rằng nếu nó thực sự là một thấu kính, thì đó là một vật thể nhỏ nhưng đặc, có thể là một lỗ đen khối lượng trung bình với khối lượng lên đến 850 lần khối lượng Mặt Trời. Va chạm giữa nhiều lỗ đen cũng có thể là nguyên nhân tạo ra những lỗ đen khối lượng trung bình này.
Kỷ niệm 10 năm ngày phát hiện sóng hấp dẫn đánh dấu một bước ngoặt trong lĩnh vực này. Các thiết bị đã được nâng cấp đáng kể , và số lượng phát hiện nhiều đến mức các nhà nghiên cứu tiếp tục thu thập thêm những hiểu biết mới và ghi nhận nhiều sự kiện cực đoan hơn. Mục tiêu là tăng cường mạnh mẽ sự hiểu biết của chúng ta về các lỗ đen – và điều đó đang diễn ra.
Nghiên cứu này đã được đăng tải trên arXiv.
