Vào ngày 14 tháng 1 năm 2025, các nhà khoa học đã ghi nhận tín hiệu sóng hấp dẫn mạnh mẽ nhất từng được phát hiện, được định danh là GW250114. Sự kiện này, liên quan đến hai lỗ đen có khối lượng khoảng 30 lần Mặt Trời hợp nhất cách đây 1,3 tỷ năm, có cường độ gấp ba lần so với lần phát hiện đầu tiên vào năm 2015.
Dữ liệu chi tiết thu thập được từ vụ sáp nhập này đã cho phép các nhà nghiên cứu xác nhận hai dự đoán nền tảng trong vật lý: lý thuyết về sự đơn giản của lỗ đen của Albert Einstein và định luật diện tích của Stephen Hawking. Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Physical Review Letters, đánh dấu một kỷ nguyên mới cho thiên văn học sóng hấp dẫn, cho phép kiểm tra các nguyên lý vật lý cơ bản với độ chính xác chưa từng có.
Đài quan sát Giao thoa kế Laser Sóng hấp dẫn (LIGO) đã trải qua quá trình nâng cấp đáng kể về độ nhạy, với tín hiệu mới có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) là 80, cao gấp ba lần so với tín hiệu lịch sử năm 2015. Độ rõ nét tăng cường này đã cho phép các nhà nghiên cứu phân tích giai đoạn "ringdown" – thời điểm lỗ đen mới hình thành rung động như một chiếc chuông bị gõ. Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã xác định được hai tần số rung động riêng biệt, qua đó xác nhận rằng lỗ đen hoạt động theo đúng dự đoán của Einstein trong phương trình thuyết tương đối rộng, với độ chính xác lên tới 30%. Điều này cung cấp bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy lỗ đen tuân theo các quy luật vật lý tương tự như quan sát được trên Trái Đất.
Phát hiện này cũng khẳng định định luật diện tích của Stephen Hawking, một định luật cho rằng chân trời sự kiện của lỗ đen không bao giờ có thể giảm kích thước. Các nhà khoa học đã đo lường diện tích bề mặt của các lỗ đen ban đầu và so sánh với lỗ đen hợp nhất cuối cùng, chứng minh rằng lỗ đen mới lớn hơn tổng diện tích của hai lỗ đen ban đầu, đúng như Hawking dự đoán vào năm 1971. Việc lỗ đen mới có diện tích lớn hơn tổng diện tích của các lỗ đen ban đầu là một minh chứng quan trọng cho định luật này, vốn có sự tương đồng sâu sắc với định luật thứ hai của nhiệt động lực học về sự gia tăng entropy.
Khác với khám phá năm 2015, GW250114 mang lại độ rõ nét vượt trội nhờ các máy dò LIGO được cải tiến. Maximiliano Isi, một nhà nghiên cứu thuộc cộng tác LIGO-Virgo-KAGRA, nhận định: "Đây là cái nhìn rõ ràng nhất về bản chất của lỗ đen". Phát hiện này cũng củng cố mô tả toán học của Roy Kerr về các lỗ đen quay, cho thấy chúng có thể được mô tả đầy đủ bằng khối lượng và tốc độ quay.
Với việc LIGO hiện nay thường xuyên phát hiện các vụ sáp nhập lỗ đen, tương lai của thiên văn học sóng hấp dẫn rất hứa hẹn. Các kế hoạch nâng cấp trong tương lai, bao gồm cả LIGO-India, sẽ tiếp tục tăng cường khả năng phát hiện các sự kiện vũ trụ. Các đài quan sát thế hệ tiếp theo như Kính thiên văn Einstein và Cosmic Explorer thậm chí có thể phát hiện các vụ sáp nhập vài phút trước khi chúng xảy ra, cho phép kính thiên văn ghi lại các màn trình diễn ánh sáng đi kèm. Aamir Ali, giám đốc chương trình tại Quỹ Khoa học Quốc gia, cho biết: "Có cả một vũ trụ đang chờ được khám phá qua lăng kính hoàn toàn mới này, và những khám phá mới nhất cho thấy LIGO chỉ mới bắt đầu". GW250114 minh chứng cho thấy sự tò mò và đổi mới công nghệ của con người có thể mở ra những bí mật sâu kín nhất của vũ trụ, với những tiến bộ trong tương lai hứa hẹn mang lại chi tiết chưa từng có về lỗ đen và sao neutron.