Trong nhiều thế kỷ, thiên văn học có nghĩa là ngắm nhìn các vì sao. Kính viễn vọng đã mang đến cho chúng ta những hình ảnh đáng kinh ngạc về các thiên hà, hành tinh và ánh sáng xa xôi. Nhưng còn có một cách khác để cảm nhận vũ trụ — thông qua những gợn sóng trong chính không gian, được gọi là sóng hấp dẫn.
Những sóng này giống như những bản nhạc nền vũ trụ, mang theo thông tin từ một số sự kiện kịch tính nhất trong vũ trụ. Khám phá chủ đề này vừa hấp dẫn vừa có chút buồn cười: chúng ta thực sự đang nghe lén những vụ va chạm lớn nhất của vũ trụ.
Sóng hấp dẫn là gì?
Trước khi bạn có thể hiểu được cách chúng ta "nghe" vũ trụ, bạn cần hiểu sóng hấp dẫn thực sự là gì.
Những gợn sóng trong Không-Thời gian
Hãy tưởng tượng không gian như một tấm vải khổng lồ. Khi các vật thể lớn như lỗ đen hoặc sao neutron va chạm vào nhau, chúng tạo ra những gợn sóng trên tấm vải đó. Những gợn sóng này kéo giãn và nén không gian khi chúng di chuyển, giống như sóng di chuyển trên mặt hồ.
Được Einstein dự đoán
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein đã gợi ý về sự tồn tại của chúng hơn một thế kỷ trước. Vào thời điểm đó, hầu hết các nhà khoa học nghĩ rằng những gợn sóng này quá nhỏ để có thể phát hiện. Tuy nhiên, công nghệ cuối cùng đã bắt kịp, chứng minh ông đúng một cách ngoạn mục.
Phát hiện đầu tiên
Năm 2015, đài quan sát LIGO đã làm nên lịch sử khi lần đầu tiên phát hiện ra sóng hấp dẫn. Những sóng này đến từ hai lỗ đen hợp nhất cách chúng ta hơn một tỷ năm ánh sáng. Đây không chỉ là một khám phá mà giống như việc bổ sung một ý nghĩa hoàn toàn mới vào cách chúng ta khám phá vũ trụ.
Chúng ta "nghe" vũ trụ như thế nào?
Giờ bạn đã biết sóng hấp dẫn là gì, hãy cùng khám phá cách chúng ta thực sự phát hiện ra chúng—và tại sao chúng ta gọi đó là "nghe".
Thiết bị siêu nhạy
Các máy dò như LIGO ở Hoa Kỳ và Virgo ở Châu Âu sử dụng các chùm tia laser khổng lồ trong các đường hầm dài để cảm nhận những thay đổi cực nhỏ do sóng đi qua gây ra. Các chuyển động mà chúng đo được nhỏ hơn một phần nhỏ của một nguyên tử—nhưng vẫn có thể phát hiện được nhờ kỹ thuật tiên tiến.
Biến gợn sóng thành âm thanh
Dữ liệu từ các máy dò này thường được chuyển đổi thành tín hiệu âm thanh, khiến sóng "có thể nghe được". Khi các lỗ đen va chạm, sóng tạo ra nghe giống như tiếng "chirp" đang dâng lên. Theo một cách nào đó, đó chính là tiếng vũ trụ đang hát, và các nhà khoa học sử dụng những âm thanh này để tìm hiểu về các sự kiện đã diễn ra hàng tỷ năm trước.
Tại sao điều này quan trọng?
Thiên văn học sóng hấp dẫn mở ra một chân trời hoàn toàn mới. Không giống như ánh sáng, vốn có thể bị chặn hoặc tán xạ, những gợn sóng này di chuyển tự do khắp vũ trụ. Bằng cách "lắng nghe", chúng ta khám phá ra những sự kiện mà chúng ta không bao giờ có thể nhìn thấy chỉ bằng kính viễn vọng—như sự hợp nhất của lỗ đen hay va chạm của các ngôi sao siêu đặc.
Sóng hấp dẫn làm thay đổi cách chúng ta khám phá không gian. Chúng là những gợn sóng trong cấu trúc vũ trụ, lần đầu tiên được Einstein dự đoán và cuối cùng được phát hiện một thế kỷ sau đó. Bằng cách sử dụng các thiết bị tiên tiến để cảm nhận chúng và chuyển dữ liệu thành âm thanh, các nhà khoa học đã khám phá ra một cách mới để "lắng nghe" các sự kiện vũ trụ. Bài học rút ra rất đơn giản: vũ trụ không chỉ là thứ để nhìn ngắm mà còn là thứ để lắng nghe. Mỗi tiếng ríu rít từ các thiên hà xa xôi là bằng chứng cho thấy vũ trụ có một bản nhạc bí mật riêng, đang chờ đợi chúng ta khám phá.
