Trong vật lý học, sóng hấp dẫn là những dao động nhấp nhô phát sinh bởi độ công của không - thời gian, tạo thành các dạng sóng lan truyền từ các nguồn thay đổi theo thời gian. Chúng mang năng lượng dưới dạng bức xạ hấp dẫn. Năm 1916, Albert Einstein dự đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn trong thuyết tương đối. Đến ngày 12/2/2016, các nhà vật lý của Viện Công nghệ California công bố đã nghe và ghi được
âm thanh của hai lỗ đen va chạm với nhau cách chúng ta khoảng 1 tỷ năm
ánh sáng. Ảnh: New Scientist
Đài thám trắc sóng hấp dẫn - giao thoa kế laser (LIGO) là một trong những hệ thống có khả năng phát hiện sóng hấp dẫn. Một phần của LIGO nằm ở thành phố Livingston, bang Louisiana, còn phần kia nằm ở thành phố Hanford, bang Washington. Hệ thống có hai đường ống với chiều dài hơn 4 km, tạo thành chữ L khổng lồ. Mỗi ống có hai tấm kính cách xa nhau. Ảnh: CaltechQuỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF) tài trợ dự án LIGO. Hơn 900 nhà khoa học tham gia dự án. Các chuyên gia gọi đây là âm thanh của vũ trụ. Phát hiện mới cũng tái khẳng định đặc tính của lỗ đen: hố trọng lực không đáy mà thậm chí cả ánh sáng cũng không thoát ra được. Quan trọng hơn, phát hiện mới khẳng định thêm những tiên đoán về bản chất của vũ trụ mà Einstein từng tiên đoán cách đây gần 100 năm. Ảnh: lasefocusworld.com
Hệ thống thám trắc có hai đường ống với chiều dài hơn 4 km, tạo thành chữ L khổng lồ. Mỗi ống có hai tấm kính cách xa nhau. Ảnh: CaltechMột kỹ thuật viên kiểm tra thiết bị quang học của LIGO. Ảnh: Irish TimesQuy trình bắt đầu bằng việc phóng một chùm laser. Khi chùm laser qua một bộ phân chùm ở góc chữ L, nó tách thành hai phần để chui vào hai ống. Ảnh: CaltechTrong ống, chùm laser phản chiếu qua lại giữa hai tấm kính rồi trở về bộ phân chùm. Khi đó hai chùm laser hợp nhất và nguồn sáng ban đầu phục hồi. Với những điều kiện bình thường, đương nhiên độ dài hai chùm laser sẽ bằng nhau. Ảnh: Caltech
Nhưng nếu độ dài của hai chùm laser không bằng nhau, một phần bức xạ sẽ truyền tới bộ phận tách sóng quang. Thủ phạm khiến một trong hai chùm laser biến đổi chính là sóng hấp dẫn. Ảnh: Caltech
Khi sóng hấp dẫn lan truyền trong vũ trụ, chúng kéo giãn hoặc nén chặt những vật thể mà chúng gặp. Vì độ dài của hai chùm laser không bằng nhau, chắc chắn sóng hấp dẫn đã tác động vào một trong hai chùm laser, khiến nó dài hoặc ngắn hơn so với chùm kia. Ảnh: Caltech
Độ sai lệch về chiều dài giữa hai chùm sáng càng cao thì lượng bức xạ tới bộ phận tách sóng quang càng lớn. Ảnh: Caltech
Bộ phận tách sóng sẽ ghi lại và phân tích các chùm sáng để tìm ra số lượng, bước sóng và độ mạnh của sóng hấp dẫn đã tác động tới tia laser. Thiết bị đo giao thoa laser sẽ chuyển sóng hấp dẫn thành các tín hiệu
điện tử để các nhà khoa học có thể phân tích sóng hấp dẫn. Ảnh: Caltech
Trong vật lý học, sóng hấp dẫn là những dao động nhấp nhô phát sinh bởi độ công của không - thời gian, tạo thành các dạng sóng lan truyền từ các nguồn thay đổi theo thời gian. Chúng mang năng lượng dưới dạng bức xạ hấp dẫn. Năm 1916, Albert Einstein dự đoán sự tồn tại của sóng hấp dẫn trong thuyết tương đối. Đến ngày 12/2/2016, các nhà vật lý của Viện Công nghệ California công bố đã nghe và ghi được
âm thanh của hai lỗ đen va chạm với nhau cách chúng ta khoảng 1 tỷ năm
ánh sáng. Ảnh: New Scientist
Đài thám trắc sóng hấp dẫn - giao thoa kế laser (LIGO) là một trong những hệ thống có khả năng phát hiện sóng hấp dẫn. Một phần của LIGO nằm ở thành phố Livingston, bang Louisiana, còn phần kia nằm ở thành phố Hanford, bang Washington. Hệ thống có hai đường ống với chiều dài hơn 4 km, tạo thành chữ L khổng lồ. Mỗi ống có hai tấm kính cách xa nhau. Ảnh: Caltech
Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF) tài trợ dự án LIGO. Hơn 900 nhà khoa học tham gia dự án. Các chuyên gia gọi đây là âm thanh của vũ trụ. Phát hiện mới cũng tái khẳng định đặc tính của lỗ đen: hố trọng lực không đáy mà thậm chí cả ánh sáng cũng không thoát ra được. Quan trọng hơn, phát hiện mới khẳng định thêm những tiên đoán về bản chất của vũ trụ mà Einstein từng tiên đoán cách đây gần 100 năm. Ảnh: lasefocusworld.com
Hệ thống thám trắc có hai đường ống với chiều dài hơn 4 km, tạo thành chữ L khổng lồ. Mỗi ống có hai tấm kính cách xa nhau. Ảnh: Caltech
Một kỹ thuật viên kiểm tra thiết bị quang học của LIGO. Ảnh: Irish Times
Quy trình bắt đầu bằng việc phóng một chùm laser. Khi chùm laser qua một bộ phân chùm ở góc chữ L, nó tách thành hai phần để chui vào hai ống. Ảnh: Caltech
Trong ống, chùm laser phản chiếu qua lại giữa hai tấm kính rồi trở về bộ phân chùm. Khi đó hai chùm laser hợp nhất và nguồn sáng ban đầu phục hồi. Với những điều kiện bình thường, đương nhiên độ dài hai chùm laser sẽ bằng nhau. Ảnh: Caltech
Nhưng nếu độ dài của hai chùm laser không bằng nhau, một phần bức xạ sẽ truyền tới bộ phận tách sóng quang. Thủ phạm khiến một trong hai chùm laser biến đổi chính là sóng hấp dẫn. Ảnh: Caltech
Khi sóng hấp dẫn lan truyền trong vũ trụ, chúng kéo giãn hoặc nén chặt những vật thể mà chúng gặp. Vì độ dài của hai chùm laser không bằng nhau, chắc chắn sóng hấp dẫn đã tác động vào một trong hai chùm laser, khiến nó dài hoặc ngắn hơn so với chùm kia. Ảnh: Caltech
Độ sai lệch về chiều dài giữa hai chùm sáng càng cao thì lượng bức xạ tới bộ phận tách sóng quang càng lớn. Ảnh: Caltech
Bộ phận tách sóng sẽ ghi lại và phân tích các chùm sáng để tìm ra số lượng, bước sóng và độ mạnh của sóng hấp dẫn đã tác động tới tia laser. Thiết bị đo giao thoa laser sẽ chuyển sóng hấp dẫn thành các tín hiệu
điện tử để các nhà khoa học có thể phân tích sóng hấp dẫn. Ảnh: Caltech