Mới đây, tại Hà Nội, Trung tâm Thông tin-Tư liệu (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) phối hợp với Hội Vật lý Việt Nam tổ chức buổi nói chuyện về “Lỗ đen trong vũ trụ”. Đây là bài giảng công chúng nằm trong chuỗi các hoạt động phổ biến kiến thức nhằm nâng cao tri thức cho những người đam mê khoa học do Trung tâm Thông tin- Tư liệu khởi xướng.

Lỗ đen từng được dự đoán là có tồn tại bởi Thuyết tương đối rộng của Einstein

Hình ảnh hố đen do kính EHT chụp được, được các nhà khoa học cung cấp hôm 10/4/2019. Nguồn: EHT collaboration

Ngày 10/4/2019, lần đầu tiên các nhà khoa học  đã công bố một kỳ tích: chụp được bức ảnh đầu tiên của một hố đen. Hình ảnh thu được cho thấy có một hố đen (hay còn gọi là lỗ đen) ở trung tâm thiên hà có tên Messier 87 nằm ở đám thiên hà có tên Virgo. Hố đen siêu lớn này cách Trái đất 55 triệu năm ánh sáng và có khối lượng gấp 6,5 tỉ lần khối lượng Mặt trời.

Hình ảnh minh họa hố đen trong vũ trụ. Nguồn: SciTechDaily

Hố đen từng được dự đoán là có tồn tại bởi thuyết tương đối rộng của Einstein. Mở đầu buổi thuyết giảng về “Hố đen trong vũ trụ”, GS.VS Đào Vọng Đức đã trình bày về các nội dung: Những nguyên lý cơ bản Lý thuyết tương đối rộng;  Phương trình Einstein và Hố đen; Lý thuyết toàn ảnh; Các chiều phụ trội trong lý thuyết Đại thống nhất; Cơ chế sinh khởi vật chất và các dạng tương tác; Nội hư không và Ngoại hư không.

Theo ông, hiện chưa có một định nghĩa đầy đủ nào về “Hố đen’. Giáo sư cũng đưa ra những đặc điểm của “Hố đen”, là: Vùng không gian với mật độ vật chất lớn vô hạn, tác dụng của lực hấp dẫn lớn vô hạn; Trên quan điểm cấu trúc lý thuyết: Là đối tượng thiên văn mô tả bởi lời giải Schwarzchild; Không có bất kì cái gì trong hố đen có thể thoát ra khỏi chân trời sự cố, không cách gì biết được “nội tình” hố đen.

Những bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại của hố đen

Ngày 15/8/2019, tại Hà Nội, đã diễn ra một cuộc hội đàm của các nhà khoa học về “Hố đen trong vũ trụ”. Tại buổi thuyết giảng, các nhà khoa học đã tập trung giải thích sự hình thành của lỗ đen; bằng chứng thực nghiệm về sóng hấp dẫn gây bởi sự va chạm của 2 hố đen, cách đo co giãn không gian. Đặc biệt, các nghiên cứu cũng đưa ra những bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại của lỗ đen qua việc chụp được ảnh đầu tiên của hố đen.

Bà Nguyễn Thị Vân Nga, Giám đốc Trung tâm Thông tin – Tư liệu phát biểu khai mạc buổi thuyết giảng.

Tại sự kiện, TS Phạm Tuấn Anh, chuyên gia trong lĩnh vực Vật lý thiên văn, tác giả và đồng tác giả của hàng chục công bố quốc tế, hiện đang công tác tại Trung tâm Vũ trụ Việt Nam đã trình bày thông tin thú vị về các bằng chứng tồn tại, cách phát hiện, đo đạc về hố đen, vai trò của hố đen trong sự hình thành và tiến hóa của các vì sao và thiên hà.

TS Phạm Tuấn Anh, chuyên gia trong lĩnh vực Vật lý thiên văn trao đổi thêm về một số vấn đề về hình ảnh Lỗ đen.

Theo TS Phạm Tuấn Anh, hố đen không thể nhìn thấy trực tiếp, chúng ta chỉ có thể suy đoán về sự tồn tại của chúng thông qua cách chúng tương tác với vật chất xung quanh. Còn bằng chứng chỉ ra sự tồn tại của hố đen là: Hệ sao đôi; Chuyển động của các sao xung quanh tâm của Ngân hà; Jets; Sống hấp dẫn; Chụp ảnh cái bóng của nó.

Đặc biệt, ông cũng giới thiệu về bức ảnh chụp thực tế đầu tiên cái bóng của lỗ đen và nỗ lực của đội ngũ các nhà khoa học để tạo ra nó, đồng thời đưa ra những câu hỏi mở về nghiên cứu lỗ đen.

Sau bài trình bày của TS Tuấn Anh, PGS.TS Đinh Văn Trung (Viện trưởng Viện Vật lý, Chủ tịch Hội Thiên văn – Vũ trụ) cũng đã góp thêm một góc nhìn về vấn đề: Quan sát hố đen siêu nặng và sóng hấp dẫn, làm rõ vai trò của quang học cổ điển và quang học hiện đại trong kỹ thuật đo đạc về hố đen.

PGS.TS Đinh Văn Trung, Viện trưởng Viện Vật lý, Chủ tịch Hội Thiên văn- Vũ trụ giải đáp các câu hỏi của khán giả.

Theo đó, việc chụp được ảnh đầu tiên của hố đen là từ kính thiên văn giao tuyến. Kính giao thoa vô tuyến ở Hawaii là 1 trong những kính tham gia vào chụp ảnh lỗ đen đã được công bố vào ngày 10/4/2019. Ngoài ra, tín hiệu sóng hấp dẫn đo tại hai trạm quan sát Hanford và Livingston từ sự kiện GW 150914 cũng cho thấy: Va chạm và hợp nhất của hai hố đen có khối lượng 29 và 36 khối lượng Mặt trời.

Vị trí của các kính viễn vọng thành viên của Kính thiên văn Chân trời sự kiện (EHT). Nguồn: Đài thiên văn Nam Âu/O. Furtak

Tiếp theo, PGS.TS Nguyễn Ái Việt, nguyên Viện trưởng Viện Công nghệ thông tin, ĐHQG Hà Nội cho biết, câu chuyện về hố đen là sự tự hào và kinh ngạc của con người so với sự mênh mông vô tận của vũ trụ. Theo ông, khi thuyết giảng về  vấn đề lỗ đen, chúng ta vẫn phải đặt rất nhiều câu hỏi.  “Chúng ta thảo luận về hố đen có thể đổi về vũ trụ, về không thời gian, về nhân quả, về ý thức, về lượng tử và hấp dẫn…”, ông nói.

PGS.TS Nguyễn Ái Việt cũng cho biết thêm: Có thể phân loại hố đen thành hố đen siêu nhỏ, hố đen sao và hố đen siêu nặng. Trong đó, hó đen siêu nặng chiếm ưu thế. Các hố đen siêu nặng lớn gấp hàng triệu, thậm chí là hàng tỷ lần khối lượng Mặt trời, nhưng chỉ có kích thước tương đương với Mặt trời mà thôi. Mỗi hố đen như vậy được cho là nằm ở khu vực trung tâm của hầu hết các thiên hà, bao gồm cả dải Ngân Hà.

GS Pierre Darriulat đặt câu hỏi thêm sau phần thuyết giảng của các nhà khoa học.

Sau buổi thuyết giảng, các nhà khoa học và đại biểu tham dự chụp ảnh lưu niệm.

Những tranh cãi và khám phá về lỗ đen vẫn chưa có hồi kết. Và những lời giải luôn dành cho những nhà khoa học miệt mài nghiên cứu, thực nghiệm về các vấn đề của lỗ đen. Sự thú vị của vật lý thiên văn nói chung và hiện tượng lỗ đen vẫn là những bí ẩn khoa học đang khơi gợi những niềm đam mê của giới nghiên cứu.

                                  Nguyễn Thị Vân Nga

Giám đốc Trung tâm Thông tin- Tư liệu

Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.