Đây có thể là bằng chứng trực tiếp đầu tiên về việc các lỗ đen khổng lồ bóp méo không gian và thời gian khi chúng xoắn vào nhau. Lý thuyết cho rằng, đây là cách các thiên hà phát triển. Giờ đây các nhà thiên văn học có thể sớm xem nó xảy ra.
Những biến dạng này đang xảy ra mọi lúc, khắp vũ trụ. Một trong những nhóm thực hiện khám phá này là Hiệp hội Mảng thời gian Pulsar Châu Âu (EPTA), do Giáo sư Michael Kramer thuộc Viện thiên văn vô tuyến Max Planck ở Bonn đứng đầu.
Ông nói với BBC News rằng, phát hiện này có khả năng thay đổi ý tưởng của các nhà thiên văn học về vũ trụ mãi mãi. "Nó có thể cho chúng ta biết liệu thuyết hấp dẫn của Einstein có sai hay không; nó có thể cho chúng ta biết vật chất tối và năng lượng tối, những thứ bí ẩn tạo nên phần lớn của Vũ trụ, thực sự là như thế nào; và nó có thể mở ra cho chúng ta một cửa sổ mới vào những lĩnh vực mới về vật lý lý thuyết”.
Nghiên cứu sâu hơn có thể mang lại những hiểu biết mới về vai trò của các lỗ đen siêu lớn trong quá trình tiến hóa của tất cả các thiên hà.
Tiến sĩ Rebecca Bowler, thuộc Đại học Manchester, chia sẻ với BBC News rằng, các nhà nghiên cứu tin rằng có những lỗ đen khổng lồ ở trung tâm của tất cả các thiên hà và chúng phát triển qua hàng tỷ năm. Nhưng cho đến nay tất cả chỉ là lý thuyết.
"Chúng tôi biết có những lỗ đen siêu khối lượng ở đó, chúng tôi chỉ không biết làm thế nào chúng đến được đó. Một khả năng là các lỗ đen nhỏ hơn hợp nhất với nhau, nhưng có rất ít bằng chứng quan sát được cho điều này. Nhưng với những quan sát mới này, lần đầu tiên chúng ta có thể thấy một sự hợp nhất như vậy. Và điều đó sẽ trực tiếp cho chúng ta biết các hố đen khối lượng lớn nhất hình thành như thế nào" – bà nói.
Các quan sát được thực hiện bằng cách nghiên cứu các tín hiệu từ các ngôi sao đã chết gọi là pulsar. Chúng xoay và phát ra các đợt tín hiệu vô tuyến với khoảng thời gian cực kỳ chính xác.
Cách đo sóng xung kích - Ảnh: BBC
Nhưng các nhà nghiên cứu, bao gồm các nhà thiên văn học từ Đại học Birmingham, đã phát hiện ra rằng những tín hiệu này đang đến Trái đất nhanh hơn hoặc chậm hơn một chút so với mức cần thiết. Và họ nói rằng sự biến dạng thời gian phù hợp với sóng hấp dẫn được tạo ra bởi sự hợp nhất của các lỗ đen siêu lớn trong Vũ trụ.
Tiến sĩ Stanislav Babak từ Phòng thí nghiệm APC tại CNRS, Pháp, cho biết sóng hấp dẫn mang thông tin về "một số bí mật được giữ kín nhất của Vũ trụ".
Sóng hấp dẫn mới được tìm thấy khác với sóng hấp dẫn được phát hiện cho đến nay. Những làn sóng trước đó được gây ra bởi các lỗ đen nhỏ hơn nhiều, có kích thước bằng ngôi sao đâm vào nhau.
Loại được mô tả trong nghiên cứu mới nhất được cho là từ các lỗ đen có khối lượng gấp hàng trăm triệu lần.
Biến động hấp dẫn của chúng mạnh đến mức làm biến dạng thời gian và không gian - một quá trình có thể tiếp tục trong hàng tỷ năm cho đến khi các lỗ đen siêu nặng cuối cùng hợp nhất.
Sóng hấp dẫn mà các nhà khoa học đã phát hiện trước đây có thể được coi là những tiếng ầm ầm ngắn ngủi, trong khi những sóng hấp dẫn mới giống như tiếng vo ve xung quanh chúng ta mọi lúc.
Bước tiếp theo của họ là nghiên cứu thêm và kết hợp các quan sát. Khi đạt được nhiều tiến bộ hơn nữa, một mục tiêu khác là có thể phát hiện ra từng cặp lỗ đen siêu lớn riêng lẻ.
Có khả năng sóng hấp dẫn cũng có thể được gây ra bởi các hiện tượng thú vị khác, chẳng hạn như các lỗ đen đầu tiên từng được tạo ra, hoặc các cấu trúc kỳ lạ gọi là dây vũ trụ.
Sóng hấp dẫn là gì?
Trọng lực là một lực liên tục trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nếu bạn buông một chiếc cốc, nó sẽ rơi và đập xuống đất mỗi khi bạn làm như vậy. Nhưng trong không gian lực hấp dẫn không giữ nguyên. Nó có thể thay đổi nếu có một sự kiện đột ngột xảy ra - chẳng hạn như sự va chạm của các hố đen.
Sự kiện này khủng khiếp đến mức chính không gian và thời gian cũng bị bóp méo và tạo ra những gợn sóng khắp Vũ trụ - như cách xảy ra khi một viên sỏi rơi xuống ao.
Sóng hấp dẫn từ sự hợp nhất của các lỗ đen cỡ sao được phát hiện trực tiếp lần đầu tiên vào năm 2015. Các hệ thống laser rất nhạy đã đo các gợn sóng được tạo ra trong khoảnh khắc cuối cùng trước khi va chạm.
Hình ảnh một hố đen siêu lớn được chụp
Đối với loại sóng phát ra từ các lỗ đen siêu lớn, cách tiếp cận pulsar đang thu thập các gợn sóng được tạo ra trong hàng tỷ năm trước khi chúng cuối cùng hợp nhất.
Điều này giống như một dòng đá cuội liên tục được ném xuống ao. Và bởi vì sự hợp nhất đang diễn ra trên khắp không gian, nên tín hiệu xuất hiện dưới dạng tạp âm.
EPTA đã kết hợp kết quả với một tập đoàn ở Ấn Độ (InPTA) và công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn.
Ba nhóm nghiên cứu cạnh tranh, riêng biệt khác, từ Bắc Mỹ (NANOGrav), Úc (PPTA) và Trung Quốc (CPTA), đã công bố những đánh giá tương tự, gây ra sự phấn khích lớn trong cộng đồng vật lý và thiên văn học.