NASA chứng minh lý thuyết hố đen của Stephen Hawking sau 50 năm

Hố đen là một vùng không-thời gian bí ẩn với một lực hấp dẫn mạnh tới mức không gì có thể thoát ra được ngay cả ánh sáng. Chúng được hình thành khi các ngôi sao lớn sụp đổ. Các nhà khoa học đã quan sát và xác định chúng trong nhiều thập kỷ qua.

Năm 1971, Giáo sư Hawking đã viết "Định lý diện tích Hawking", một định luật dự đoán các khu vực có hố đen, được gọi là "chân trời sự kiện". Nửa thế kỷ sau, các nhà vật lý tại MIT lần đầu tiên đã xác nhận điều đó bằng cách sử dụng các quan sát về sóng hấp dẫn.

Nghiên cứu của họ xuất hiện trên tạp chí "Physical Review Letters" và cho kết quả tín hiệu sóng hấp dẫn đầu tiên được phát hiện bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn của Giao thoa kế Laser (LIGO). Tín hiệu được tạo ra do hai hố đen hợp nhất và được cho là đã sinh ra một hố đen khác. Các chuyên gia công nhận rằng, với độ tin cậy 95%, tổng diện tích "chân trời sự kiện" đã không giảm sau khi hợp nhất – hố đen mới không nhỏ hơn tổng diện tích đường chân trời của cha mẹ nó, đúng như những gì Hawking đã nhận định.

Phát hiện của họ đánh dấu sự xác nhận đầu tiên đối với định lý diện tích của Hawking. Định lý này đã được chứng minh về mặt toán học nhưng chưa được quan sát trong tự nhiên. Nhóm cũng có kế hoạch kiểm tra các tín hiệu sóng hấp dẫn khác để xem liệu chúng có thể khẳng định thêm định lý Hawking hay là cho ra một dấu hiệu của định luật mới hay không.

Một bước đột phá lớn đã đến khi nhóm phát triển kỹ thuật trích xuất âm vang ngay sau thời điểm hai hố đen va chạm. Một giáo sư của nghiên cứu cho biết: "Dữ liệu cho thấy diện tích đường chân trời tăng lên sau khi sáp nhập. Thật nhẹ nhõm khi kết quả của chúng tôi phù hợp với mô hình mong đợi và xác nhận quan điểm của chúng tôi về những vụ sáp nhập hố đen phức tạp này là đúng. Điều đáng khích lệ là chúng ta có thể suy nghĩ theo những cách mới, sáng tạo về dữ liệu sóng hấp dẫn và đạt được những câu hỏi mà trước đây chúng ta nghĩ rằng không thể làm được. Một ngày nào đó, dữ liệu này có thể tiết lộ điều gì đó mà chúng ta không ngờ tới". Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi NASA, Quỹ Simons và Quỹ Khoa học Quốc gia.