Buzz
Các nhà khoa học vừa ghi lại hình ảnh một quầng sáng lạ thường ở rìa chân trời sự kiện của lỗ đen siêu khối lượng M87.
Khám phá này không chỉ thách thức những hiểu biết hiện tại về các vật thể có sức hút mạnh nhất vũ trụ mà còn gợi ra câu hỏi lớn: liệu thuyết tương đối tổng quát của Einstein có thực sự đúng trong những điều kiện cực đoan nhất?
Vũ trụ học luôn ẩn chứa những điều bí ẩn sâu thẳm, và mỗi phát hiện mới lại hé lộ thêm một lớp màn che. Lần này, cú chấn động đến từ bức ảnh do Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (Event Horizon Telescope - EHT) ghi lại.
Sau dấu mốc lịch sử với bức ảnh lỗ đen đầu tiên vào năm 2019, các nhà khoa học tiếp tục hướng ống kính về lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà M87. Thay cho hình ảnh quen thuộc của vùng bóng tối bao quanh bởi đĩa vật chất rực sáng, một chi tiết bất ngờ xuất hiện: quầng sáng mờ ảo, khác thường ở rìa bóng đen.
Lỗ đen khổng lồ tại trung tâm thiên hà M87 thực sự là một quái thú vũ trụ. Đây là một trong những lỗ đen lớn nhất trong khu vực lân cận của chúng ta và là mục tiêu nghiên cứu lý tưởng đầu tiên của Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện.
Vòng photon và quầng sáng bí ẩn
Theo thuyết tương đối tổng quát của Einstein, lực hấp dẫn khủng khiếp của lỗ đen khiến không-thời gian bị uốn cong, làm ánh sáng đi theo những quỹ đạo phi thường. Ngay tại rìa chân trời sự kiện, ánh sáng bị bẻ cong đến mức mắc kẹt, tạo nên một "vòng photon" (photon ring) xoay quanh lỗ đen.
Về lý thuyết, vòng photon này phải vô cùng mờ nhạt và gần như không thể quan sát được, bởi cường độ ánh sáng quá yếu và vị trí lại ẩn ngay sát chân trời sự kiện.
Thế nhưng, quầng sáng mà các nhà khoa học ghi nhận lần này lại rõ ràng và khác biệt hoàn toàn so với dự đoán. Chính sự khác lạ ấy đã khơi dậy một cuộc tranh luận sôi nổi trong cộng đồng vật lý.
Một số nhà khoa học táo bạo nhận định đây có thể là dấu hiệu cho thấy thuyết tương đối tổng quát không còn đúng trong những điều kiện cực đoan nhất của vũ trụ. Họ cho rằng, dù lý thuyết của Einstein đã được kiểm chứng trong vô số trường hợp, nhưng khu vực gần lỗ đen có thể cần một học thuyết mới, phức tạp hơn để giải thích những hiện tượng chưa từng thấy.
Lỗ đen này có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt Trời và đang quay với vận tốc xấp xỉ 80% tốc độ tối đa mà lý thuyết vũ trụ cho phép. Để dễ hình dung, rìa trong của đĩa bồi tụ của nó đang quay với tốc độ khoảng 14% tốc độ ánh sáng, tức gần 42 triệu mét mỗi giây.
Bảo vệ thuyết tương đối: Lập luận từ các nhà khoa học
Dù vậy, nhiều nhà khoa học vẫn giữ quan điểm thận trọng. Họ cho rằng còn quá sớm để vội vàng tuyên bố thuyết tương đối tổng quát là sai. Các dữ liệu từ EHT vô cùng phức tạp và cần thêm thời gian để phân tích kỹ lưỡng.
Có thể những yếu tố chưa được tính đến, như cấu trúc phức tạp của vật chất quanh lỗ đen hoặc tác động của từ trường, chính là nguyên nhân tạo ra quầng sáng bí ẩn này.
Hơn thế nữa, phát hiện này còn mở ra hướng tiếp cận mới để hiểu về không-thời gian. Nếu trước đây các nhà vật lý thường hình dung không-thời gian bị lỗ đen làm biến dạng giống như một chiếc phễu trơn tru, thì vòng sáng kỳ lạ cho thấy nó có thể phức tạp hơn nhiều, như một mạng lưới xoắn vặn, gấp khúc khiến đường đi của ánh sáng trở nên rối rắm.
Chúng ta đều biết lỗ đen là những gã khổng lồ bí ẩn của vũ trụ, với khối lượng khổng lồ và lực hấp dẫn mạnh đến mức ánh sáng cũng không thể thoát ra. Phần lớn hiểu biết về chúng dựa trên thuyết tương đối rộng của Einstein, cho rằng lực hấp dẫn của lỗ đen làm méo mó không-thời gian, giống như việc đặt một quả cầu chì cực nặng lên tấm vải phẳng khiến nó lõm xuống. Tuy nhiên, quầng sáng kỳ lạ vừa được ghi nhận lại như đang thách thức nhận thức quen thuộc ấy.
Không chỉ đặt dấu hỏi cho các lý thuyết hiện tại, khám phá này còn mang đến manh mối quan trọng về sự tiến hóa của vũ trụ. Lỗ đen không tồn tại một cách cô lập; chúng tác động mạnh mẽ đến quá trình hình thành và cấu trúc của các thiên hà. Việc phân tích sâu quầng sáng bí ẩn này có thể giúp con người hiểu rõ hơn cách lỗ đen định hình sự phân bố vật chất cũng như cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ từ buổi sơ khai.
Mỗi lần một phát hiện thiên văn như thế này được công bố, chúng ta lại càng cảm thấy sự nhỏ bé của mình trước sự vĩ đại và bí ẩn của vũ trụ. Dù thuyết tương đối tổng quát có còn đứng vững hay không, thì quầng sáng kỳ lạ ấy đã trở thành biểu tượng cho khát vọng khám phá vô tận của nhân loại và những bí mật vũ trụ không ngừng được hé lộ.
