Dan Marrone là nhà thiên văn học tại trường Đại học thuộc Đài thiên văn Arizona Steward. Ông là một thành viên trong chương trình Kính thiên văn Chân trời Sự kiện với mục tiêu chụp bức ảnh đầu tiên của một lỗ đen vào năm 2015. Theo Dan Marrone, ảnh của một lỗ đen có thể kiểm tra thuyết tương đối tổng quát, đồng thời chứng minh lỗ đen có tồn tại.
Một lỗ đen, theo định nghĩa, là đen thui. Làm thế nào ông chụp ảnh của một vật thể như vậy?
Nếu bạn nhìn vào lỗ đen thì nó phải trông khá tối, vì rất ít ánh sáng lọt được ra ngoài. Nhưng ngay tại rìa của nó bạn sẽ nhìn thấy một cái vòng sáng, đó là do các photon vừa bỏ lỡ cơ hội lọt vào trong lỗ đen và tản lạc vòng quanh vùng rìa trong khoảnh khắc nào đó. Ánh sáng này là cái chúng tôi nghĩ chúng tôi sẽ có thể phát hiện ra với Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT).
EHT là một “kính thiên văn toàn Trái đất”. Nó hoạt động như thế nào?
Trong thiên văn học vô tuyến, để có một độ phân giải cao hơn cái bạn có thể thu được từ một chiếc kính thiên văn, bạn ghi tín hiệu từ nhiều kính thiên văn trên khắp thế giới và kết hợp chúng lại với một chiếc máy tính đặc biệt. Như vậy chẳng khác nào bạn có một chiếc kính thiên văn gần như bằng cả Trái đất.
Marrone và đội của ông hi vọng chụp được bức ảnh đầu tiên của một lỗ đen vào năm 2015. (Ảnh: Jorge Vieira)
Ông đang nhắm tới những lỗ đen nào?
Sagittarius A*, lỗ đen siêu khối tại tâm của thiên hà của chúng ta, và lỗ đen tại tâm của M87, thiên hà lớn nhất trong đám thiên hà Virgo. Với một chiếc kính thiên văn cỡ bằng Trái đất và ở những tần số chúng tôi đang quan sát, chúng tôi có thể lần ra những lỗ đen có kích cỡ này.
Cho đến nay, hình ảnh của mỗi lỗ đen chỉ là ảnh minh họa của họa sĩ. Liệu hình ảnh thực tế có phù hợp với trông đợi hay không?
Vấn đề tạo ra hình ảnh của cái chúng tôi đo là một vấn đề thủ thuật. Có khả năng nhất là chúng tôi sẽ biểu diễn nó dưới dạng một hình ảnh màu giả, sử dụng màu sắc để thể hiện ánh sáng mạnh yếu như thế nào. Hình ảnh này sẽ không đẹp như ảnh minh họa của họa sĩ đâu. Thiên hà làm lu mờ ánh sáng giữa chúng ta và lỗ đen, nên có rất nhiều chi tiết sắc nét chúng ta không có khả năng nhìn thấy. Nhưng dù thu được ảnh như thế nào chúng ta cũng không nên thất vọng – chúng ta đang nhìn vào cái mà trước đây không ai từng nhìn thấy cả.
Còn việc ghi ảnh động, “phim lỗ đen”, thì sao thưa ông?
Chúng ta có thể, nếu có cái gì đó đang quay xung quanh lỗ đen, như chúng ta trông đợi là sẽ có. Nếu có chất khí quay xung quanh lỗ đen trước khi rơi vào trong lỗ đen, thì quá trình này mất từ 4 đến 27 phút, tùy thuộc vào chuyển động quay tròn của lỗ đen. Nếu chúng ta tìm kiếm trong vài ngày và nhìn thấy các biến đổi trong cấu trúc đó, thì chúng ta cũng có thể biểu diễn quá trình đó dưới dạng phim.
Ông hi vọng sẽ học được điều gì từ hình ảnh này?
Việc có thể chụp ảnh của một lỗ đen, và chứng minh cái bóng mà chúng ta trông đợi là có tồn tại này vì ánh sáng không thoát ra ngoài, sẽ là quan trọng. Ngoài ra, chúng ta có rất nhiều cái để học về cấu trúc của lỗ đen của thiên hà của chúng ta, và cái xảy ra với một lỗ đen khi nó đang đói vật chất, như Sagittarius A* trông có vẻ thế.
Chúng tôi cũng hi vọng có thể kiểm tra thuyết tương đối tổng quát, lí thuyết cho chúng ta biết cái vòng sáng xung quanh rìa của lỗ đen phải có dạng tròn hoàn hảo. Nếu thuyết tương đối tổng quát không còn đúng ở chế độ trường rất mạnh này, nơi lực hấp dẫn ở mức giới hạn sức mạnh của nó, thì cái vòng ánh sáng này sẽ không tròn hoàn hảo.
Hoài Ân – thuvienvatly.com
Theo New Scientist
