Năm 2025, mạng lưới máy dò sóng hấp dẫn siêu nhạy đã ghi nhận một xung động mạnh mẽ trong cấu trúc không gian - thời gian, được ký hiệu là GW250114.
Đây là kết quả từ vụ va chạm lớn nhất từng được ghi nhận giữa hai hố đen. Sự kiện này mang lại nguồn dữ liệu rõ ràng và ít tạp âm nhất từ trước đến nay. Nhờ vậy, các nhà khoa học đã có một "phòng thí nghiệm" hoàn hảo để kiểm chứng những lý thuyết vật lý kinh điển của những thập kỷ trước.
Đáng chú ý nhất, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ sự kiện GW250114 để kiểm chứng định lý nổi tiếng của nhà vật lý thiên tài Stephen Hawking. Định lý này được ông đề xuất từ hơn 50 năm trước.
Nội dung định lý phát biểu rằng diện tích chân trời sự kiện (event horizon) của một hố đen mới – tức là vùng biên giới mà ánh sáng không thể thoát ra ngoài – sau khi sáp nhập sẽ không bao giờ nhỏ hơn tổng diện tích chân trời sự kiện của hai hố đen ban đầu.
Kết quả phân tích dữ liệu từ vụ va chạm lịch sử này đã chứng minh dự đoán của Stephen Hawking chính xác với độ tin cậy gần như tuyệt đối là 100%. Đây là cột mốc quan trọng minh chứng cho tầm nhìn vượt thời gian của ông về hố đen.
Bên cạnh việc khẳng định lý thuyết của Hawking, siêu vụ nổ này cũng giúp các chuyên gia tại Đại học Cornell (Mỹ) tiến thêm một bước xa hơn trong việc thử nghiệm thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein.
Theo các phương trình của Einstein, khi hai hố đen chuẩn bị sáp nhập, chúng sẽ xoáy quanh nhau với tốc độ tăng dần. Sau đó, chúng lao vào nhau và giải phóng một nguồn năng lượng khổng lồ. Cuối cùng, hố đen mới hình thành sẽ dao động ở các tần số đặc trưng, tương tự như hiện tượng một chiếc chuông ngân vang sau khi bị gõ.
Trong các sự kiện trước đây, những tần số dao động này, còn gọi là chế độ suy giảm sau sáp nhập, thường quá yếu để máy móc có thể bắt được cấu trúc phức tạp mà Einstein dự đoán. Tuy nhiên, âm thanh từ sự kiện GW250114 lần này đủ lớn để các nhà khoa học đo lường chính xác.
Khi tiến hành mô phỏng các phương trình và so sánh với tần số đo được thực tế, kết quả trùng khớp một cách kinh ngạc. Các chuyên gia quốc tế một lần nữa phải thừa nhận rằng Einstein vẫn đúng và mọi hiện tượng trọng lực trong vũ trụ đều đang vận hành chính xác theo những gì ông mô tả.
Mặc dù vậy, do những giới hạn về mặt công nghệ của hệ thống máy dò hiện tại, các nhà khoa học vẫn chưa thể loại trừ hoàn toàn khả năng có sai số so với lý thuyết của Einstein. Nếu sai số này giảm dần về mức 0%, thuyết tương đối sẽ đạt độ hoàn hảo tuyệt đối.
Ngược lại, nếu sai số vẫn tồn tại cố định ở một mức khác 0, đó sẽ là khởi đầu cho một chương mới của vật lý hiện đại, mở ra những quy luật vũ trụ hoàn toàn mới mà con người chưa từng biết tới.
Khánh Linh
Theo New Scientist
