Tiểu luận Vật lý đại cương

n sát bởi hệ thức:
	∆t' = ∆t1-v2v2 > ∆t
	Đồng hồ gắn với vật chuyển động chạy chậm hơn đồng hồ gắn với vật quan sát đứng yên. Như vậy, khái niệm thời gian là tương đối, phụ thuộc vào sự lựa chọn hệ quy chiếu quán tính.
NGHỊCH LÝ ANH EM SINH ĐÔI: Trong thuyết tương đối mỗi người quan sát sẽ đo thời gian khác nhau. Điều này có thể dẫn đến nghịch lý anh em sinh đôi (twin paradox). 
Một người trong cặp anh em sinh đôi (a) trong một phi thuyền thám hiểm không gian chuyển động với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng (c) trong khi người anh em của anh ta (b) vẫn trên mặt đất. Vì thời gian của (a) trong phi thuyền chậm hơn thời gian của (b) trên trái đất. Nên khi người (a) trở về (a2) anh ta sẽ thấy người anh em của anh ta trên trái đất (b2) già hơn anh ta.
Mặc dù nó có vẻ chống lại cảm nhận chung của chúng ta, rất nhiều thí nghiệm chứng minh rằng trong kịch bản này, người du hành vũ trụ sẽ trẻ hơn người còn lại. 
Một phiên bản về nghịch lý anh em sinh đôi đã được kiểm tra bằng thực nghiệm từ hai chiếc đồng hồ chính xác bay ngược chiều nhau vòng quanh trái đất.
Khi chúng gặp nhau thì đồng hồ bay về hướng đông đã ghi lại thời gian ngắn hơn chút ít.
4.Hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng
a)Khối lượng tương đối tính
	Khối lượng m của một vật chuyển động với vận tốc v
	m = m01-v2c2 (1)
Trong đó, c:tốc độ ánh sáng ( c=3.108 ms )m:khối lượng tương đối tính của vật (khối lượng của vật khi chuyển động với tốc độ v)m0:khối lượng nghỉ khối lượng tĩnh của vật (khối lượng của vật khi nó đứng yên, v=0)
	Như vậy, khối lượng của một vật có tính tương đối, giá trị của nó phụ thuộc hệ quy chiếu. Khối lượng của vật tăng khi v tăng.
	Cơ học cổ điển chỉ xét những vật chuyển động với tốc độ v ≪ c, nên khối lượng của vật có trị số gần đúng bằng khối lượng nghỉ mo của nó : m » m0.
	Ta thấy khi v » c thì khối lượng tăng vô cùng. Do đó muốn tiếp tục tăng tốc độ cho chất điểm, ta phải tác dụng lên nó một lực vô cùng lớn. Lực đó không thể có trong thực tế. Và như vậy, không có vật nào có thể chuyển động với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng trong chân không.
b)Hệ thức giữa năng lượng và khối lượng
	Thuyết tương đối đã thiết lập hệ thức rất quan trọng sau đây giữa năng lượng toàn phần và khối lượng m của một vật (hoặc một hệ vật):
	E = mc2 = m01-v2c2c2 	(*)
	Hệ thức này được gọi là hệ thức Anh-xtanh. Theo hệ thức này, khi vật có một khối lượng m thì nó cũng có một năng lượng E, và ngược lại, khi vật có năng lượng E thì nó có khối lượng tương ứng là m. Hai đại lượng này luôn tỉ lệ với nhau với hệ số tỉ lệ bằng c2:	Năng lượng = khối lượng × c2
	Khi năng lượng thay đổi một lượng ∆E thì khối lượng thay đổi một lượng ∆m tương ứng và ngược lại.
	Từ (*) ta có:
	∆E = ∆m.c2
	Các trường hợp riêng:
	-Khi v = 0 thì E0 = m0.c2. E0 được gọi là là năng lượng nghỉ (ứng với khi vật đứng yên).
	-Khi v ≪ c (với các trường hợp của cơ học cổ điển) vc≪1 
=> 11-v2c2 » 1+ 12v2c2 , và do đó năng lượng toàn phần bằng: W » m0c2 + 12m0v2
	Như vậy, khi vật chuyển động, năng lượng toàn phần của nó bao gồm năng lượng nghỉ và động năng của vật.
	Theo vật lý học cổ điển, nếu một hệ vật là kín (cô lập) thì khối lượng và năng lượng (thông thường) của nó được bảo toàn. Còn theo thuyết tương đối, đối với hệ kín, khối lượng nghỉ và năng lượng nghỉ tương ứng không nhất thiết được bảo toàn, nhưng năng lượng toàn phần W được bảo toàn.
c)Động năng của một vật chuyển động với tốc độ v
	Một vật có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v sẽ có động năng bằng:
	Wđ = mc2 - moc2 = (m – mo)c2
	Hay Wđ = m0c211-v2c2-1
5.Ứng dụng của thuyết tương đối hẹp
a)Khắc phục các hạn chế của cơ học Newton
	Thường ngày, cơ học cổ điển Newton và các tính chất về sự đồng thời của nó thực chất vẫn đúng với thực tế do các vận tốc chúng ta gặp thường ngày quá nhỏ so với vận tốc ánh sáng. Như vậy có thể coi lí thuyết tương đối hẹp là một sự tổng quát hóa đến mức chính xác của cơ học cổ điển Newton, thoát khỏi nhưng bất lực của các lí thuyết này ở thang vĩ mô.
	Một trong những hệ quả quan trọng của lí thuyết tương đối hẹp là sự biến đổi của không gian và thời gian trong chuyển động, mà cụ thể là sự co ngắn của độ dài, gia tăng khối lượng và sự kéo dài của thời gian. Các biến đổi định tính này được mô tả qua các hệ thức của Lorentz (các hệ quả đã được nêu ở trên).
	Lí thuyết tương đối hẹp còn cho phép đưa ra một kết luận nhỏ: khối lượng, độ dài và giá trị đo được của các khoảng thời gian cũng chỉ có tính tương đối, nó phụ thuộc vào vận tốc chuyển động.
	Kết luận nhỏ trên có thể coi là một hệ quả của tính tương đối của không gian và thời gian. Bạn có thể dễ dàng nhận thấy nếu thay các giá trị của v vào hệ thức Lorentz nói trên thì với vận tốc rất nhỏ so với ánh sáng (v<<c) thì tỷ số v/c là khá nhỏ và bình phương của nó là một số rất nhỏ, việc này dẫn đến 1-v/c cũng như căn bậc 2 của nó rất gần với 1. Và do đó với các giá trị này thì có thể coi rằng độ dài, khối lượng và thời gian nói trên gần như không biến đổi. Và điều đó có nghĩa là các tính toán của cơ học cổ điển Newton vẫn đúng trong trường hợp vận tốc là nhỏ. Như vậy ta có thể coi cơ học cổ điển Newton là các phép tính gần đúng, và hoàn toàn có thể áp dụng trong đời sống hàng ngày. Các biến đổi của Lorentz chỉ là cần thiết với các vận tốc gần với vận tốc ánh sáng.
	Bản thân phép biến đổi Lorentz nói trên cũng là một cơ sở để khẳng định rằng không thể có vận tốc nào nhanh hơn ánh sáng. Với v>c thì v/c >1 và điều đó có nghĩa là biểu thức trong dấu căn có giá trị âm. Điều này là không thể vì khi đó biểu thức của hệ số Lorentz sẽ vô nghĩa.
b)Áp dụng cho photon
	Theo thuyết lượng tử ánh sáng, photon ứng với bức xạ đơn sắc có bước sóng l và tần số ¦ có năng lượng: e = h¦ = hcl
	Kí hiệu mph là khối lượng tương đối tính của photon, ta có:
	e = mphc2. Như vậy: mph = ec2 = h¦c2 =hcl
=> Khối lượng nghỉ m0ph của photon bằng:
 M0ph = mph1-v2c2
	Vì v = c nên:
	Moph = 0
Vậy, khối lượng nghỉ của photon bằng 0.
6.Ý nghĩa triết học của hệ thức Anh-xtanh
	Nhiều nhà vật lý duy tâm đã lợi dụng hệ thức Anh-xtanh về sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng để làm sống lại thuyết “năng lượng học”. Họ cho rằng khối lượng là số đo lượng vật chất chứa trong vật, như vậy theo hệ thức Anh-xtanh vật chất “biến thành” năng lượng. Do đó vật chất sẽ dần dần bị tiêu hủy (!).
	Nhưng như chúng ta đã biết, vật chất tồn tại khách quan, khối lượng và năng lượng chỉ là hai đại lượng vật lý đặc trưng cho quán tính và mức độ vận động của vật chất. Không cosgif chứng tỏ vật chât mât đi mà tính chất của nó vẫn tồn tại, cho nên điều khẳng định vật chất “biến thành” năng lượng là vô căn cứ. Hệ thức Anh-xtanh không phải nối liền vật chất với năng lượng mà nối liền hai tính chất của vật chất: quán tính và mức độ vạn động. Hệ thức cho ta thấy rõ, trong điều kiện nhất định, một vật có khối lượng nhất định thì cũng có năng lượng nhất định tương ứng với khối lượng đó.
	Thuyết tương đối hẹp của Anh-xtanh đã đưa khoa học vật lý tiến lên một bước mới. Về sau, vào năm 1915, Anh-xtanh đã phát triển sâu thêm một bước nữa thuyết tương đối và đưa ra thuyết tương đối rộng.
II.Thuyết tương đối rộng
1.Hoàn cảnh lịch sử:
	Tiếp tục nghiên cứu về tính tương đối của chuyển động cũng như của không gian và thời gian, Anh-xtanh để ý đến sự bẻ cong của tia sáng khi nó đi qua gần những thiên thể lớn như Mặt Trời hay các ngôi sao. Việc bẻ cong ánh sáng của các ngôi sao trên đường chúng truyền đến chúng ta có thể làm tăng góc nhìn của chúng ta với nó, hiện tượng này gọi là thấu kính hấp dẫn Anh-xtanh đã nêu ra giả thiết rằng hấp dẫn có thể làm đường truyền của các tia sáng trong không gian bị bẻ cong. Lí thuyết tương đối rộng cùng với hệ quả quan trọng nhất của nó là nguyên lí tương đương ra đời năm 1916 khẳng định rằng: "Không có một thí nghiệm vật lí nào cho phép phân biệt sự gia tốc một cách thích hợp với sự tồn tại của hiện tượng hấp dẫn".
2.Nội dung
	Thí nghiệm tưởng tượng của Anh-xtanh để minh chứng cho kết luận này là thí nghiệm về chiếc thang máy Anh-xtanh. Nội dung của thí nghiệm này như sau: Nếu bạn đứng trong một cái thang máy lí tưởng , tức là một cái thang máy không cho phép bạn nhìn ra ngoài và cũng không nghe được thấy bất cứ một âm thanh nào của môi trường bên ngoài thang, mặt khác cái thang này êm đến mức bạn không thể cảm thấy độ rung của chiếc thang khi chuyển động.	
	 Nếu chiếc thang chuyển động đều, sẽ không có một thí nghiệm vật lý nào thực hiện trong thang cho biết bạn khảng định chiếc thang có chuyển động hay không. Còn nếu thang chuyển động với gia tốc bằng gia tốc trọng trường của Trái đất, bạn sẽ có cảm giác bạn đang rơi tự do như khi nhảy từ trên nóc nhà caop tầng xuống, kể cả khi thang máy chuyển động đi lên trên nhưng với gia tốc nói trên, bạn vẫn cảm giác là mình đang rơi. Tương tự như vậy, với bất kì gia tốc nào của chiếc thang, bạn đều có thể cảm nhận thấy sự rơi tự do (nhưng khác với sự rơi trên Trái đất nếu gia tốc khác với gia tốc trọng trường g). Khi Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời, các tia sáng từ các thiên hà, các ngôi sao ở xa khi đến với chúng ta nếu đi qua gần nhiều ngôi sao khác, trong đó có cả Mặt Trời sẽ bị bẻ cong đường đi, không còn truyền theo đường thằng nữa, không phải do hấp dẫn mạnh đến mức có thể hút được ánh sáng vào trong Mặt Trời, đơn giản là vì hạt ánh sáng (photon) không hề có khối lượng và do đó giá trị lực hấp dẫn tính theo công thức của Newton mang giá trị 0. Lí do của việc này có thể được suy ra từ nguyên lí tương đương đã nhắc đến ở trên , sự tồn tại của lực hấp dẫn hoàn toàn tương đương với sự gia tốc, điều này giống như khi bạn ngồi trên một con tàu và ngoài trời đang mưa. Bạn thấy các hạt nước mưa dính trên cửa kính của tàu và chạy dần xuống dưới theo đường chéo.
	Nếu tàu chuyển động đều thì đường đi của hạt nước đơn giản là đường thẳng vắt chéo, độ nghiêng của nó tuỳ thuộc vận tốc của con tàu. Còn nếu tàu chuyển động có gia tốc, bạn sẽ thấy đường đi của các hạt mưa này không thằng mà có nhiều đoạn gấp khúc, uốn lượn. và nguyên lí tương đương cho phép ta coi sự tác động của gia tốc này như sự tồn tại hiện tượng hấp dẫn, như vậy ánh sáng cũng phải bẻ cong, đường đi bị gấp khúc khi chịu tác động của hấp dẫn. Để tránh thắc mắc của các bạn, xin được nói về một cách khác giải thích hiện tượng tia sáng bị lệch đi này, thực chất nó hoàn toàn tương đương với cách giải thích bằng cách dùng nguyên lí tương đương nói trên.
	Cách giải thích này như sau: Trước hết, các lập luận của cơ học lượng tử (xin nói rõ về lí thuyết lượng tử hơn ở một chủ đề sau) và rất nhiều thí nghiệm của vật lí hiện đại đã làm chúng ta có đủ cơ sở để tin rằng không gian có thể có nhiều hơn 3 chiều mà chúng ta đã biết (không tính chiều thời gian). Vậy thì chúng ta có thể tưởng tượng một ví dụ nhỏ như sau:
	Bạn hãy tưởng tượng rằng không gian của chúng ta (3 chiều) là một cái màng bằng cao su (hay thực ra thì vật liệu gì cũng được), chúng ta đã thu gọn không gian thành 2 chiều. Trên đó đặt các hành tinh, các ngôi sao..., khối lượng của các ngôi sao này làm màng cao su (không gian) bị trũng xuỗng và khối lượng càng lớn thì độ trũng xuống càng lớn. Các tia sáng giống như những viên bi chuyển động trên những cái rãnh được vạch sắn trên màng cao su đó, tuy nhiên tại khu vực gần các thiên thể nêu trên, màng cao su bị trũng xuống và do đó các rãnh đó cũng bị trũng xuồng theo và hướng của chúng thay đổi. Các viên bi của chúng ta không thể tiếp tục chạy thẳng vì đường đi của chúng đã bị "ấn" lõm xuống và gấp khúc trên không gian màng cao su.
	Ở đây ta có thể giả định rằng ánh sáng của chúng ta là những viên bi đó, chúng bị bẻ cong đường đi không phải do lực hấp dẫn Newton mà là do sự uốn cong của không gian trong phạm vi trường hấp dẫn (khái niệm truờng hấp dẫn này xuất hiện trong vật lí từ khi thuyết tương đối rộng ra đời). Vậy có khi nào độ cong của không gian lớn đến mức ánh sáng không thể đi qua được không?
	Có! Đó là trường hợp các lỗ đen. Tại chân trời sự cố của các lỗ đen, độ cong của không gian là vô hạn, có nghĩa là nếu chúng ta quay lại với thí dụ về màng cao su ở trên thì khi đặt một lỗ đen vào không gian - màng cao su đó thì màng sẽ không chỉ đơn giản là bị lõm mà sẽ xuất hiện một ... lỗ thủng Có nghĩa là các viên bi (ánh sáng) khi đi vào đó sẽ không thể thoát ra ngoài đơn giản là vì đường đi của nó đã đi vào trong lỗ thủng đó rồi. Thoạt nghe, cách giải thích này có vẻ khác với cách giải thích về nguyên lí tương đương, nhưng thực chát 2 cách giải thích này không có gì khác nhau cả, cách giải thích bằng nguyên lí tương đương về sự tương đồng giữa hấp dẫn và sự gia tốc chỉ là cách giải thích chính xác và rắc rối, khó hiểu hơn cách giải thích về sự tồn tại sự uốn cong không gian vào chiều thứ 4 thôi. Như vậy là sự tồn tại của trường hấp dẫn hoàn toàn đồng nghĩa với sự gia tốc và nó có thể làm uốn cong không gian ở những phạm vi nhất định. Tiến đoán của Anh-xatnh về sự lệch của tia sáng đã được nhóm thám hiểm của nhà thiên văn Eddington kiểm nghiệm nhờ quan sát Nhật thực năm 1919 tại đảo Principe. Những quan sát này đã cho một kết quả hoàn toàn phù hợp với các dự đoán về độ lệch tia sáng của Anh-xtanh.
	Anh-xtanh miễn cưỡng thừa nhận rằng thuyết tương đối rộng tiên đoán thời gian sẽ kết thúc đối với các ngôi sao nặng khi chúng ở giai đoạn cuối của cuộc đời và khi chúng không còn đủ nhiệt lượng để cân bằng với lực hấp dẫn của bản thân chúng. Lực hấp dẫn này đang cố làm chúng nhỏ đi. Anh-xtanh nghĩ rằng,các ngôi sao như vậy sẽ kết thúc cuộc đời ở một trạng thái cuối cùng.
	Nhưng ngày nay chúng ta biết rằng sẽ không có trạng thái cuối cùng cho các ngôi sao có khối lượng lớn hơn hai lần khối lượng mặt trời. Các ngôi sao như vậy sẽ tiếp tục co lại cho đến khi chúng trở thành các hố đen, những vùng mà không thời gian bị bẻ cong đến nỗi ánh sáng không thể thoát ra khỏi đó được.
	Một ngôi sao lớn cạn kiệt nguyên liệu hạt nhân sẽ mất đi nhiệt lượng và co lại. Độ cong của không gian se trở lên lớn đến mức tạo ra một hố đen mà ánh sáng không thể thoát ra được. Thời gian kết thúc trong lòng hố đen.
3.Phương trình trường Anh-xtanh
	Phương trình trường Anh- tanh là mảnh ghép trung tâm của thuyết tương đối tổng quát. Chúng cung cấp một công thức chính xác của mối liên hệ giữa hình học không thời gian và các tính chất của vật chất, sử dụng ngôn ngữ của toán học. Cụ thể hơn, chúng được thiết lập nhờ các khái niệm của hình học Riemann, trong đó các tính chất hình học của một không gian (hoặc không thời gian) được miêu tả bởi một đại lượng gọi là metric. Metric chứa các thông tin cần thiết để tính toán ra những khái niệm hình học cơ bản đó là khoảng cách và góc trong không gian cong (hoặc không thời gian cong).
	Các khoảng cách tại các vĩ độ khác nhau tương ứng với hai kinh tuyến lệch nhau 30 độ.
	Một mặt cầu giống như Trái Đất cung cấp một ví dụ đơn giản. Vị trí của bất kì một điểm nào trên bề mặt có thể được miêu tả bằng hai tọa độ: độ vĩ và độ kinh địa lý. Không giống như tọa độ Đề Các trong một mặt phẳng, hiệu các tọa độ là không giống nhau về khoảng cách trên một mặt, như được chỉ ra ở hình bên phải: đối với một người tại xích đạo, di chuyển sang 30 độ kinh tây (đường vòng cung phía dưới) tương ứng với khoảng cách gần 3.300 ki-lô-mét (2.051 mi). Mặt khác một người khác tại vĩ độ 55 độ, di chuyển sang 30 độ kinh tây sẽ chỉ tương ứng với khoảng cách 1.900 ki-lô-mét (1.181 mi). Các tọa độ do vậy không cung cấp đủ thông tin để miêu tả hình học của một mặt cầu, hay hình học của không gian hoặc không thời gian phức tạp hơn. Các thông tin chính xác được hàm chứa trong metric, là một hàm xác định tại mỗi điểm của bề mặt (hoặc không gian, hoặc không thời gian) và liên hệ theo khoảng cách hiệu giữa các tọa độ khác nhau. Những đại lượng thường gặp khác trong hình học, như độ dài của một đường cong bất kì, hay góc tại nơi hai đường cong cắt nhau, có thể được tính toán từ hàm metric này.
	Hàm metric và tốc độ thay đổi của nó từ điểm này đến điểm khác có thể được sử dụng để định nghĩa một đại lượng hình học gọi là tenxơ độ cong Riemann, tenxơ này miêu tả một cách chính xác không gian (hoặc không thời gian) bị cong như thế nào tại mỗi điểm. Như đã được đề cập bên trên, thành phần vật chất trong không thời gian xác định một đại lượng khác, tenxơ năng lượng-động lượng T, và nguyên lý "không thời gian nói với vật chất cách di chuyển, và vật chất nói với không thời gian cong như thế nào" có nghĩa là những tenxơ này phải được liên hệ với nhau. Einstein đã thiết lập lên quan hệ này bằng cách sử dụng tenxơ độ cong Riemann và metric để xác định một đại lượng hình học khác gọi là tenxơ Einstein, nó miêu tả một số khía cạnh cách không thời gian cong. Phương trình trường Einstein được viết thành
theo đó, nếu bỏ qua các hằng số, đại lượng G (đo độ cong) phải bằng với đại lượng T (đo thành phần vật chất). Các hằng số trong phương trình phản ánh các lý thuyết khác nhau được kết hợp vào trong thuyết tương đối rộng: G là hằng số hấp dẫn đã được biểu diễn trong mô hình hấp dẫn của Newton; c là vận tốc ánh sáng, một hằng số quan trọng trong thuyết tương đối hẹp; và π là một hằng số cơ bản của hình học.
	Phương trình này thường được gọi theo số nhiều Hệ phương trình trường Einstein, do các đại lượng G và T, mỗi đại lượng được xác định bởi một số hàm của các tọa độ trong không thời gian, và các phương trình đặt sự bằng nhau với mỗi các hàm thành phần. Một nghiệm của những phương trình này miêu tả cấu trúc hình học cụ thể của không gian và thời gian; ví dụ, nghiệm Schwarzschild miêu tả hình học xung quanh một vật thể hình cầu, không quay như là các ngôi sao hoặc một lỗ đen, trong khi nghiệm Kerr miêu tả một lỗ đen quay. Lại có những nghiệm (lời giải) khác miêu tả sóng hấp dẫn hay vũ trụ đang giãn nở trong nghiệm Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker. Lời giải đơn giản nhất là không thời gian không bị cong Minkowski, không thời gian được miêu tả trong thuyết tương đối đặc biệt.
4.Các ứng dụng thiên văn vật lý
a)Thấu kính hấp dẫn 
Từ ánh sáng bị bẻ cong trong trường hấp dẫn, nên có những khả năng cho ánh sáng của các thiên thể ở xa truyền đến người quan sát theo hai hoặc nhiều đường khác nhau.
 Chữ thập Einstein: bốn bức ảnh của cùng một đối tượng thiên văn, tạo ra bởi thấu kính hấp dẫn
	Quan sát thiên văn sử dụng hiệu ứng này là một công cụ quan trọng để nhận biết được thiên thể tạo ra thấu kính. Thậm chí trong trường hợp thiên thể không thể quan sát trực tiếp được trong các bước sóng điện từ, hình dạng của bức ảnh thu được cung cấp những thông tin về sự phân bố khối lượng tương ứng với sự lệch ánh sáng. Đặc biệt, thấu kính hấp dẫn cung cấp một cách đo sự phân bố của vật chất tối, do chúng không phát ra một bức xạ điện từ nào và chỉ có thể biết được nhờ những ảnh hưởng hấp dẫn của chúng lên sự lan truyền ánh sáng của các thiên thể ở xa, phía sau vật chất tối. Một ứng dụng đặc biệt hấp dẫn đó là những quan sát trên khoảng cách lớn, nơi sự phân bố các thấu kính khối lượng khổng lồ được trải rộng trên không gian lớn của vũ trụ quan sát được, và có thể được sử dụng để thu thập thông tin về các tính chất và sự tiến hóa trên khoảng cách lớn của vũ trụ.
b)Sóng hấp dẫn
Sóng hấp dẫn, một hệ quả trực tiếp của lý thuyết Einstein, là sự biến dạng hình học của không thời gian được lan truyền đi với vận tốc ánh sáng, hay còn được coi là những gợn sóng của không thời gian. Chúng không nên bị nhầm lẫn với sóng trọng lực trong động lực học chất lỏng, đây là một khái niệm khác hoàn toàn.
	Nếu các sóng hấp dẫn được xác định một cách trực tiếp, chúng có thể được sử dụng để thu thập thông tin về các thiên thể nặng, chặt như các sao neutron vàlỗ đen, và cũng có thể để khám phá trạng thái nguyên thủy của vũ trụ chỉ sau một thời gian ngắn sau vụ nổ Big Bang.
c)Các lỗ đen
Vật chất rơi vào một thiên thể đặc là một trong những cơ chế hữu hiệu nhất để giải phóng năng lượng dưới dạng các bức xạ, và vật chất rơi vào lỗ đen được nghĩ là nguyên nhân cho một số hiện tượng thiên văn chụp ảnh được sáng nhất. Những ví dụ điển hình làm hứng khởi các nhà thiên văn là các quasar và những loại nhân thiên hà hoạt động. Trong những điều kiện phù hợp, vật chất rơi vào lỗ đen tích tụ lại xung