Bản in

Khoa học

Thứ Tư, 1/8/2018 07:23

Thuyết tương đối tiếp tục được khẳng định

Thuyết tương đối tiếp tục được khẳng định

GD&TĐ - Lần đầu tiên, những quan sát do Kính viễn vọng cực lớn VLT (thuộc Tổ chức Nghiên cứu thiên văn châu Âu tại Nam Bán cầu ESO) thực hiện đã cho thấy những hiệu ứng được dự đoán bởi thuyết tương đối của Einstein xuất hiện trong chuyển động của một ngôi sao gần lỗ đen siêu nặng trong Dải Ngân hà. 

Kết quả này là thành công của chiến dịch quan sát kéo dài 26 năm thông qua hệ thống kính viễn vọng của ESO đặt tại Chile.

Siêu lỗ đen gần Trái đất nhất nằm ở trung tâm Dải Ngân hà, cách chúng ta 26.000 năm ánh sáng. Nó bị che khuất bởi những đám mây bụi dày đặc. Lỗ đen này có khối lượng bằng 4 tỉ lần khối lượng Mặt trời. Bao quanh nó là một số ngôi sao chuyển động với vận tốc lớn. Môi trường đặc biệt – trường hấp dẫn mạnh nhất trong thiên hà của chúng ta – khiến cho lỗ đen và khu vực xung quanh nó trở thành nơi nghiên cứu vật lý hấp dẫn, đặc biệt là thử nghiệm Thuyết tương đối rộng của Einstein.

Các quan sát trong dải hồng ngoại, dựa trên các thiết bị đặc biệt nhạy bén như GRAVITY, SINFONI và NACO gắn trên Kính viễn vọng cực lớn VLT đã giúp các nhà thiên văn học theo dõi một trong những ngôi sao nói trên, có ký hiệu là S2, trong giai đoạn nó di chuyển rất gần lỗ đen (tháng Năm 2018).

Tại điểm gần lỗ đen nhất, ngôi sao ở cách lỗ đen dưới 20 tỉ km và chuyển động với vận tốc trên 25 triệu km/h (bằng gần 3% vận tốc ánh sáng).

Các nhà nghiên cứu đã so sánh số đo vị trí và vận tốc tương ứng từ thiết bị GRAVITY và SINFONI, cùng các quan sát trước đó đối với ngôi sao S2, được thực hiện trên các thiết bị khác. Các kết quả mới tỏ ra rất tương thích với các dự đoán của thuyết tương đối.

“Đây là lần thứ hai chúng tôi quan sát được quá trình di chuyển của ngôi sao S2 bên cạnh lỗ đen ở trung tâm Dải Ngân hà. Tuy nhiên lần này, do các thiết bị được cải thiện, chúng tôi có thể quan sát ngôi sao với độ phân giải rất cao. Chúng tôi đã tích cực chuẩn bị cho sự kiện này từ vài năm nay bởi không muốn bỏ lỡ cơ hội quan sát các hiệu ứng được dự đoán trong thuyết tương đối rộng” – nhà khoa học Reinhard Genzel ở Viện Vật lý ngoài hành tinh Max Planck (MPE) ở Garching (Đức), trưởng nhóm nghiên cứu quốc tế, cho biết như vậy.

Các phép đo mới cho thấy rất rõ nét hiệu ứng được gọi là dịch chuyển đỏ. Bước sóng ánh sáng từ ngôi sao bị kéo dài ra do trường hấp dẫn rất mạnh của lỗ đen. Sự thay đổi độ dài bước sóng ánh sáng từ ngôi sao S2 đã trùng khớp với dự đoán của thuyết tương đối rộng của Einstein.

Hơn 100 năm sau khi thuyết tương đối được công bố, các nhà khoa học đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng Einstein có lý. Các nhà khoa học hi vọng những quan sát tiếp theo sẽ hé lộ hiệu ứng khác của thuyết tương đối, gọi là tiến động Schwarzschild, khi ngôi sao S2 di chuyển ra xa lỗ đen.

Tuấn Sơn (Theo Nauka)