Bạn đang nhìn vào bức tranh cận cảnh hoàn toàn mới, lần đầu tiên về một lỗ đen. Hình ảnh về hố đen M87 ở trung tâm của thiên hà Xử Nữ là kết quả của nỗ lực quốc tế kéo dài 2 năm để phóng to điểm kỳ dị. Nó tiết lộ, lần đầu tiên, các đường viền của chân trời sự kiện của lỗ đen, điểm vượt ra ngoài mà không có ánh sáng hoặc vật chất nào thoát ra.
M87 cách xa 53 triệu năm ánh sáng, nằm sâu trong trung tâm của một thiên hà xa xôi, được bao quanh bởi những đám mây bụi và khí và các vật chất khác, vì vậy không có kính viễn vọng ánh sáng có thể nhìn thấy lỗ đen xuyên qua tất cả các gunk đó. Đó không phải là lỗ đen gần nhất, hay thậm chí là lỗ đen siêu lớn gần nhất. Nhưng nó rất lớn (rộng bằng toàn bộ hệ mặt trời của chúng ta và gấp 6,5 tỷ lần khối lượng mặt trời) đến nỗi nó là một trong hai thứ xuất hiện lớn nhất trên bầu trời Trái đất. (Cái còn lại là Sagittarius A * ở trung tâm dải Ngân hà.) Để tạo ra hình ảnh này, các nhà thiên văn học đã kết nối các kính viễn vọng vô tuyến trên khắp thế giới để phóng đại M87 lên độ phân giải chưa từng có. Họ gọi mạng kết hợp là Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện.
Tên đó là phù hợp vì hình ảnh này không phải là lỗ đen. Các lỗ đen không phát ra bức xạ, hoặc ít nhất là không có nơi nào đủ gần để được phát hiện bằng kính viễn vọng hiện có. Nhưng ở rìa của chúng, ngay trước khi lực hấp dẫn của điểm kỳ dị trở nên quá mãnh liệt để thậm chí ánh sáng không thể thoát ra, các lỗ đen tăng tốc vật chất lên tốc độ cực cao. Vấn đề đó, ngay trước khi rơi qua đường chân trời, cọ xát với chính nó ở tốc độ cao, tạo ra năng lượng và phát sáng. Các sóng vô tuyến mà Kính thiên văn Chân trời Sự kiện phát hiện là một phần của quá trình đó.
"Hình ảnh này tạo thành một mối liên kết rõ ràng giữa các hố đen siêu lớn và các thiên hà sáng chói", ông Sheperd Doeleman, nhà vật lý thiên văn Harvard và giám đốc của Kính viễn vọng Chân trời tại một cuộc họp báo của Quỹ Khoa học Quốc gia cho biết.
Nó xác nhận rằng các thiên hà lớn như Virgo A (và Dải Ngân hà) được giữ bởi các lỗ đen siêu lớn, Doeleman nói.
Các nhà thiên văn học biết rằng các lỗ đen được bao quanh bởi vật chất phát sáng. Nhưng hình ảnh này vẫn trả lời một câu hỏi quan trọng về các lỗ đen và về cấu trúc của vũ trụ của chúng ta. Bây giờ chúng ta biết chắc chắn rằng thuyết tương đối của Einstein đã nắm giữ ngay cả ở rìa của một lỗ đen, nơi một số nhà nghiên cứu nghi ngờ nó sẽ bị phá vỡ. Hình dạng của chân trời sự kiện có thể nhìn thấy trong hình ảnh là một vòng tròn, như được dự đoán bởi thuyết tương đối, vì vậy nó xác nhận tính tương đối vẫn giữ ảnh hưởng ngay cả trong một trong những môi trường khắc nghiệt nhất trong vũ trụ.
"Bạn có thể đã nhìn thấy một đốm màu, và chúng tôi đã thấy các đốm màu. Chúng tôi có thể thấy một điều bất ngờ, nhưng chúng tôi đã không thấy điều gì bất ngờ", Doeleman nói.
Thay vào đó, những gì dự án tiết lộ là về sự thuần khiết và "đúng" với lý thuyết của Eintein, ông nói.
Đây là tin tốt và tin xấu cho vật lý. Đó là tin tốt, bởi vì điều đó có nghĩa là các nhà nghiên cứu không phải viết lại sách giáo khoa của họ. Nhưng nó để lại một câu hỏi quan trọng chưa được giải quyết: Thuyết tương đối rộng (chi phối những thứ rất lớn, như sao và trọng lực) hoạt động đến rìa của một lỗ đen. Cơ học lượng tử (mô tả những thứ rất nhỏ) không tương thích với thuyết tương đối rộng trong một số khía cạnh quan trọng. Nhưng không có gì trong hình ảnh này trả lời bất kỳ câu hỏi về cách hai người giao nhau. Nếu thuyết tương đối rộng đã bị phá vỡ ở nơi cực đoan này, các nhà khoa học có thể đã tìm thấy một số câu trả lời thống nhất.
Dữ liệu có thể sẽ tiếp tục được đưa vào từ mạng lưới kính viễn vọng, cũng đang quan sát lỗ đen siêu lớn gần (nhưng nhỏ hơn) ở trung tâm của Dải Ngân hà.
Sera Markoff, nhà vật lý thiên văn đến từ Đại học Amsterdam, nói rằng trong khi sự hợp tác chưa đưa ra chi tiết cụ thể về cách các lỗ đen tạo ra máy bay phản lực khổng lồ của họ. Nhưng bà nói rằng những quan sát sâu hơn về lỗ đen M87, nơi tạo ra những tia nước kịch tính, sẽ giúp trả lời những câu hỏi đó. Dự án Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện sẽ tiếp tục bổ sung kính viễn vọng theo thời gian và cải thiện độ phân giải của nó theo thời gian, cho phép nó trả lời nhiều câu hỏi hơn, cô nói. Cụ thể, cô nói, cô hy vọng rằng việc tạo ra các lỗ đen cuối cùng có thể liên kết với vật lý lượng tử và lực hấp dẫn.
Điều đó liên kết lên, Avery Broderick, một nhà vật lý tại Đại học Waterloo và cộng tác viên của dự án, cuối cùng có thể cho phép các nhà vật lý "thay thế" Einstein.
Nhưng bây giờ, chỉ cần tận hưởng cái nhìn đầu tiên này về rìa của một khu vực không gian hoàn toàn không thể biết được.
