Sau khi công bố bức ảnh chụp được lỗ đen hồi đầu năm nay, nhóm các nhà khoa học quốc tế tham gia dự án này đã tiến hành thử nghiệm toàn diện một số thuyết và định luật đã được công nhận tại lỗ đen nói trên và thu được kết quả bất ngờ.

Theo giáo sư Andrea Ghez từ Đại học California, thử nghiệm này đã loại trừ định luật hấp dẫn của Newton do không có khả năng áp dụng trong lỗ đen. Ngoài ra, nhà khoa học cũng cho hay thuyết tương đối rộng của Einstein cũng bị lung lay vì thử nghiệm này.

"Ít nhất, tính tới thời điểm hiện tại, thuyết của Einstein vẫn được tính là đúng. Nhưng chúng ta hoàn toàn có thể loại trừ định luật vạn vật hấp dẫn của Newton", Giáo sư Ghez tuyên bố trong một cuộc họp báo.

Nhà khoa học Mỹ giải thích rằng lý thuyết của Einstein không thể giải thích hoàn toàn lực hấp dẫn bên trong lỗ đen.

"Không thể giải thích đầy đủ lực hấp dẫn bên trong lỗ đen, và đến một lúc nào đó, chúng ta sẽ cần phải vượt ra khỏi lý thuyết của Einstein để đến một lý thuyết hấp dẫn toàn diện hơn giải thích lỗ đen là gì", bà Ghez nói thêm.

Nghiên cứu ngôi sao S0-2 quay quanh lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà của chúng ta, các nhà khoa học đã tuyên bố rằng, ngôi sao đặc biệt này là ngôi sao duy nhất tạo ra quỹ đạo hoàn chỉnh trong ba chiều cho phép các nhà khoa học nghiên cứu các định luật vật lý khác nhau kiểm tra.

Các nhà khoa học theo dõi sao S0-2 từ năm 2018, thời điểm nó nằm gần Sagittarius A* nhất trong quỹ đạo 16 năm ánh sáng. Khoảng cách gần nhất từ ngôi sao đến lỗ đen là 120 đơn vị thiên văn (AU) - một AU tương đương khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời (khoảng 150 triệu km).

Sử dụng Đài thiên văn Keck, Đài thiên văn Gemini và Kính viễn vọng Subaru ở Hawaii, các nhà thiên văn học đã theo dõi quỹ đạo hoàn chỉnh của S0-2 trong không gian 3 chiều, kết hợp chúng với các phép đo đạc trong 24 năm.

Các nhà nghiên cứu kiểm tra một dự đoán của thuyết tương đối rộng gọi là "dịch chuyển đỏ do hấp dẫn" (gravitational redshift) - sự dịch chuyển màu của quang phổ ánh sáng theo xu hướng đỏ hơn dưới tác dụng của lực hấp dẫn. 

Kết quả cho thấy quang phổ ánh sáng từ sao S0-2 dịch chuyển sang đỏ khi đi qua lực hấp dẫn từ lỗ đen Sagittarius A*, phù hợp với thuyết tương đối.

Quỹ đạo đầy đủ của ngôi sao mất 16 năm quanh hố đen, nặng gấp bốn triệu lần so với Mặt trời, cho phép các nhà khoa học tiến hành các thử nghiệm về thuyết tương đối rộng, cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ của lý thuyết Newton.

"Các định luật vật lý, bao gồm cả lực hấp dẫn, nên có giá trị ở mọi nơi trong vũ trụ", bà Ghez nghiêm túc nói, khẳng định nhiều lý thuyết vật lý trong tương lai có thể sẽ bị "xô đổ".

Thiên An