Sau hai năm xử lý dữ liệu, hôm qua - 10/04/2019, các nhà khoa học thuộc dự án EHT (Kính thiên văn chân trời sự kiện) đã công bố bức ảnh đầu tiên về một lỗ đen. Sự kiện đặc biệt này đã nhận được sự hưởng ứng của đông đảo cộng đồng khoa học trên khắp thế giới.
Dù đã được dự đoán từ hơn 100 năm trước bởi Karrl Schwarzschild dựa trên phương trình trường Einstein, nhưng lỗ đen vẫn chưa từng được quan sát trực tiếp cho tới nay. Lý do của sự thiếu hụt các quan sát này là vì các lỗ đen không phát ra ánh sáng và thậm chí không thể phản xạ ánh sáng, bởi mọi tia sáng đều không thể thoát ra khỏi chân trời sự kiện của nó. Mặc dù vậy, các nhà khoa học vẫn có nhiều bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của những vật thể đặc biệt này thông qua những hiệu ứng mà chúng gây ra cho không-thời gian xung quanh. Chẳng hạn người ta có thể thấy một ngôi sao đang chuyển động xung quanh một đối tượng vô hình nào đó và xác định được rằng đó là một sao đồng hành đã chết, không còn phát ra bức xạ nhưng có khối lượng lớn tương đương với dự đoán về lỗ đen. Việc đó cũng giống như bạn thấy lá cây bay ngoài phố và biết trời đang có gió dù bạn không thể nhìn thấy gió.
Sự kiện vừa qua thì khác. Các nhà thiên văn học đã có một bức ảnh đầu tiên về lỗ đen. Tất cả những hình ảnh khác mà bạn từng thấy trước đây đều chỉ là mô phỏng trên máy tính. Nhưng lần này thì khác, nó là ảnh thật hoàn toàn. Bức ảnh này có được qua việc lọc và kết hợp dữ liệu của nhiều kính thiên văn cùng tham gia dự án EHT. Với khả năng quan sát hiện nay của các kính thiên văn, không có bất cứ kính nào có khả năng quan sát sâu vào trung tâm của một thiên hà khác. Nhưng khi kết hợp lại thành một hệ thống giao thoa, các nhà khoa học đã có được một khả năng quan sát hoàn toàn mới.
Theo công bố của dự án, các kính và đài thiên văn đóng góp dữ liệu vào hình ảnh này gồm ALMA, APEX, kính thiên văn IRAM 30 mét, kính thiên văn James Clerk Maxwell, kính thiên văn lớn thu bước sóng milimet Alfonso Serrano, Submillimeter Array (tổ hợp kính thu bước sóng hạ milimet), Submillimeter Telescope (kính thiên văn hạ milimet) và kính thiên văn Nam Cực. Dữ liệu sau đó đã được xử lý tại Viện thiên văn vô tuyến Max Planck ở Đức và Đài quan sát Haystack của MIT. Sự kết hợp của các kính này cho phép các nhà thiên văn có được một cái nhìn vào lỗ đen ở trung tâm của thiên hà M87 (hay còn có tên là Virgo A, hoặc NGC 4486) - một thiên hà elip khổng lồ nằm cách chúng ta khoảng 55 triệu năm ánh sáng, ở hướng của chòm sao Virgo. Lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của nó cũng là lỗ đen lớn nhất từng được biết tới, với khối lượng 6,5 tỷ lần Mặt Trời.
Mặc dù có nhiều ý nghĩa lớn như sẽ nêu dưới đây, chúng ta vẫn cần nhắc lại thật chính xác rằng: Đây KHÔNG PHẢI hình ảnh chụp trực tiếp một lỗ đen. Không có bất cứ công nghệ nào có thể chụp ảnh được lỗ đen một cách thực sự vì đơn giản là không có ánh sáng phát ra hay phản xạ từ nó - dù ở bất cứ bước sóng nào. Cái mà bạn nhìn thấy trong bức ảnh này là khu vực ngay phía ngoài của chân trời sự kiện.
Trung tâm của các thiên hà đều rất giàu khí và bụi. Lượng khí và bụi khổng lồ này tạo thành một đĩa quay quanh và bồi tụ dần vào lỗ đen siêu nặng ở trung tâm. Trong quá trình bị cuốn vào lỗ đen, khí và bụi được gia tốc rất mạnh khiến chúng nóng lên và phát sáng ở nhiều bước sóng. Những gì mà EHT đã quan sát được là bước sóng vô tuyến được phát ra từ khí bồi tụ ở ngay phía ngoài chân trời sự kiện của lỗ đen khổng lồ này.
Tất nhiên, chúng ta không cần phải thất vọng, vì bức ảnh này vẫn là một đột phá lớn của khoa học. Bên cạnh việc thể hiện sức mạnh thực sự của khoa học và công nghệ ngày nay cùng tầm quan trọng của những hợp tác quốc tế, nó còn có ý nghĩa rất lớn với tương lai của nghiên cứu vũ trụ. Tiến hóa của các thiên hà luôn là mối quan tâm lớn của các nhà khoa học, và dù đã biết khá nhiều về quá trình này nhưng vẫn còn trong đó nhiều câu hỏi lớn chưa được giải đáp. Việc quan sát được khu vực lân cận của lỗ đen siêu nặng trung tâm một thiên hà và theo dõi các quá trình diễn ra ở đó sẽ cho phép các nhà khoa học kiểm chứng được nhiều mô hình lý thuyết và hiểu rõ hơn về quá trình phát triển của các thiên hà theo thời gian. Hiểu về tiến hóa của các thiên hà, chúng ta sẽ hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa chung của vũ trụ, cũng chính là quá khứ và tương lai của chính chúng ta.
Để hiểu rõ hơn về các khái niệm liên quan đến lỗ đen và tránh những hiểu sai thường gặp, mời độc giả đọc thêm bài: Lỗ đen, lỗ trắng và lỗ sâu.
Độc giả cũng lưu ý rằng hình ảnh ở trên là bức ảnh duy nhất mà EHT đã công bố cho tới lúc này. Mọi hình ảnh khác đều không phải hình ảnh thực tế của EHT.
