Đã lâu trước khi các nhà khoa học bắt đầu mơ tới khả năng bắt giữ, điều khiển và khai thác một lỗ đen cho nhu cầu của con người, họ đã mơ tới phát hiện và quan sát trực tiếp những thiên thể kỳ lạ này. Einstein, Schwarzschild, Kerr, và nhiều người khác khẳng định rằng lỗ đen có thể tồn tại, nhưng trong một thời gian dài họ không tìm được một bằng chứng thuyết phục nào chứng mình chúng có tồn tại.

Vấn đề hiển nhiên trong việc tìm kiếm lỗ đen là ánh sáng không thể thoát khỏi chúng làm chúng đen và vô hình trước mắt con người và các kính viễn vọng. Vì vậy, các nhà khoa học không thể chứng minh sự tồn tại của những thiên thể này bằng cách trực tiếp thông thường. Điều này buộc họ phải tìm ra một cách gián tiếp, chủ yếu là quan sát hoạt động của những ngôi sao, khí và vật chất khác nằm gần các lỗ đen. Tuy nhiên, tình cờ vị trí ban đầu của lỗ đen không phải là kết quả của việc nỗ lực tìm kiếm chúng. Thực tế chúng là một phần của quá trình loại trừ khi các nhà thiên văn học thử giải thích hoạt động của một số hiện tượng kỳ lạ được phát hiện ra vào nửa sau thế kỷ hai mươi.

Tia X Vũ Trụ

Một trong những khám phá quan trọng dẫn tới việc phát hiện ra lỗ đen là vũ trụ hầu như sống cùng với các tia X. Chúng là một dạng vô hình của bức xạ điện từ mang nhiều năng lượng và khả năng xuyên qua cao hơn ánh sáng thấy được. Phát hiện đầu tiên tại phòng thí nghiệm là vào năm 1895 do nhà vật lý người Đức Wilhelm Roentgen, tia X khá phổ biến đối với mọi người trong y học. Khi một kỹ thuật viên nhắm tia X tới cơ thể người, hầu hết tia sáng đi xuyển qua cơ thể và va đập tới đĩa ảnh, tạo ra tấm hình của phần nội tạng cơ thể người bệnh.

Trong những năm theo đuổi khám phá của Roentgen, khi tia X nhân tạo trở thành dụng cụ phổ biến trong y học, một vài nhà thiên văn học nghi rằng Mặt Trời cũng tạo ra bức xạ điện từ này một cách tự nhiên. Nhưng họ không có ý niệm gì về biển tia X tạo ra ngoài ngôi sao của chúng ta. Như Herbert Friedman nói, “Không hề có dấu hiệu gì về một điềm báo to lớn cho nền thiên văn học tương lai. Các nhà thiên văn học vẫn quên lãng tiềm năng của tia X thiên văn học.”30

Xác nhận đầu tiền rằng Mặt Trời có tạo ra tia X đến vào năm 1948, khi các nhà khoa học Mỹ đặt dụng cụ dò tìm tên lửa của quân Đức trong Thế Chiến II. Mặc dù những dụng cụ này có phát hiện ra tia X Mặt Trời, họ cũng chỉ ra rằng Mặt Trời không phải là nguồn phát tia X mạnh; lượng tia X tạo ra chỉ bằng một phần ngàn ánh sáng thấy được do nó phát ra. Như vậy, các nhà khoa học cho rằng các ngôi sao nhìn chung không phải là nguồn phát tia X chính.

Sau đó, tháng Sáu 1962, các nhà khoa học Mỹ lại bắn một tên lửa mang theo dụng cụ được thiết kế để dò tìm các bức xạ đến từ bề mặt Mặt Trăng. Cuộc thí nghiệm không tìm thấy bức xạ nào từ Mặt Trăng. Nhưng nó lại tìm ra một nguồn tia X đến từ bên ngoài hệ Mặt Trời. Sau khi tên lửa xác nhận sự tồn tại của nguồn này và chỉ đến chòm sao Scorpius, con bọ cạp (scorpion). Các nhà khoa học đã đặt tên nó là Scorpius X-1, hay viết ngăn lại là Sco X-1.

Sau đó, nơi khác, có những nguồn tia X rất mạnh được phát hiện ra, đặc biệt là vào tháng Mười Hai 1970 năm đó người ta phóng một vệ tinh tia X tinh vi hơn. Vệ tinh này, tên Uhuru, và vài dụng cụ dò nhạy hơn được phóng sau đó, chứng tỏ rằng bầu trời đúng là đặc kín nguồn phát tia X; vài nhà khoa học bắt đầu đặt hiện tượng chưa được biết tới trước đâu là “tia X vũ trụ.”

 30. Friedman, Astronomer’s Universe, p. 80.

Trích: lỗ đen – Don Nardo
Trịnh Khắc Duy – PAC