Nghiên cứu mới cho thấy: Lỗ sâu có thể tồn tại đủ lâu để chúng ta đi xuyên qua như trong Interstellar

Lỗ sâu (wormhole) là một khái niệm thú vị trong vật lý đương đại và nhận được rất nhiều sự quan tâm của giới khoa học hiện nay.

Về cơ bản, lỗ sâu, nếu thực sự tồn tại, có thể xem là những đường hầm không gian siêu tốc, cho phép chúng ta “nhảy” từ điểm này đến điểm khác trong vũ trụ, hoặc từ ngân hà này sang ngân hà khác trong nháy mắt. Cứ nghĩ đến những bom tấn sci-fi đình đám như Interstellar hay Event Horizon là bạn sẽ hiểu ngay lỗ sâu kỳ diệu đến mức nào.

Từ trước đến nay, giới khoa học đã đặt ra không ít giả thuyết liên quan đến khái niệm này, và đa số đều thống nhất rằng: Lỗ sâu ngay sau khi hình thành sẽ sập ngay lập tức vì thiếu sự ổn định. Tuy nhiên mới đây, nhà khoa học máy tính Pascal Koiran, đến từ Đại học Ecole Normale Supérieure de Lyon, Pháp, đã đặt ra giả thuyết rằng lỗ sâu hoàn toàn có thể duy trì trạng thái ổn định đủ lâu để 1 vật thể có thể đi xuyên qua nó. Nghiên cứu của Koiran sẽ được đăng tải trên The Journal of Modern Physics D trong thời gian tới.

Lỗ sâu là những đường hầm siêu tốc giúp chúng ta di chuyển đến những vũ trụ khác trong nháy mắt.

Trước hết, chúng ta cần hiểu 1 chút thông tin cơ bản về cách thức hoạt động của thuyết tương đối rộng. Thuyết tương đối giống như một cỗ máy vậy. Nếu chúng ta “nạp” vào nó 1 số vật thể nhất định, nó sẽ giúp chúng ta hình dung ra vật thể đó hoạt động như thế nào theo thời gian dưới tác động của lực hấp dẫn.

Mọi thứ trong thuyết tương đối rộng đều dựa trên sự chuyển động trong không gian và thời gian. Hiểu 1 cách đơn giản, các vật thể bắt đầu xuất phát tại một số tọa độ vật lý nhất định, chuyển động qua lại, và cuối cùng kết thúc hành trình ở các tọa độ khác.

Các quy tắc của thuyết tương đối rộng là bất biến, nhưng nó lại cho phép giới khoa học tự do mô tả các tọa độ đó một cách toán học theo nhiều cách khác nhau. Các nhà vật lý gọi những mô tả này là metric (hệ tọa độ, thước đo).

Hãy hình dung hệ tọa độ giống như những con đường khác nhau từ nhà đến cơ quan của bạn vậy. Bạn có thể di chuyển theo những cung đường khác nhau, bằng những cách khác nhau, tuân theo những chỉ dẫn khác nhau (như biển báo giao thông, đèn tín hiệu). Nhưng kết quả cuối cùng là bạn vẫn sẽ đến được văn phòng của mình. Tương tự, các nhà vật lý có thể sử dụng các hệ tọa độ khác nhau để mô tả cùng 1 hiện tượng, 1 tình huống. Và đôi khi, hệ tọa độ này lại hữu ích, tiện lợi hơn hệ tọa độ khác.

Các nguyên tắc trong thuyết tương đối rộng là cố định, nhưng các nhà khoa học có thể tự do mô tả những tọa độ trong nó theo nhiều cách khác nhau.

Koiran đã dựa vào hệ tọa độ Eddington-Finkelstein để mô tả chuyển động của các vật thể xung quanh 1 lỗ sâu. Hệ tọa độ này có nhiều điểm khác biệt hơn so với hệ tọa độ Schwarzschild, thường được sử dụng nhiều hơn trong vật lý hiện nay. Về cơ bản, hệ tọa độ Schwarzschild sẽ chỉ xét đến những vật thể khi chạm đến đường chân trời sự kiện (event horizon) - điểm mà không vật thể nào có thể thoát ra khỏi lực kéo của lỗ đen.

Sử dụng hệ tọa độ Eddington-Finkelstein, về mặt toán học, Koiran có thể mô phỏng được lộ trình và con đường hợp lý nhất của 1 vật thể khi đi vào lỗ đen, xuyên qua lỗ sâu mà không phá vỡ chân trời sự kiện. Nói cách khác, ông có thể theo dõi được đường đi của 1 hạt vật chất, và phát hiện ra rằng nó có thể vượt qua chân trời sự kiện, tiến vào lỗ sâu và thoát ra phía bên kia trong 1 khoảng thời gian giới hạn.

Tất nhiên, điều này không đảm bảo rằng cứ nhảy vào bất kỳ lỗ đen nào cũng sẽ giúp bạn bay xuyên qua vũ trụ và đến nơi mình mong muốn một cách an toàn. Không ai có thể dám chắc điều gì đang chờ đợi chúng ta ở đầu ra của 1 lỗ sâu. Tuy nhiên, vấn đề chính ở đây là giả thuyết của Koiran đã cho thấy rằng nhiều khả năng lỗ sâu sẽ không ngay lập tức sụp đổ ngay sau khi chúng được tạo ra như nhiều giả thuyết trước đây của giới khoa học.

• "Siêu sét" dài gần 770km được công nhận kỷ lục thế giới
• Trái đất của chúng ta là một "hành tinh quái vật" với những "bạn đồng hành" đáng sợ của khủng long
• Ưng đuôi lửa đối đầu rắn "khủng" hung dữ trên bãi cỏ xanh, con nào sẽ thắng?

Từ khóa liên quan:

lỗ sâu

lỗ sâu là gì

đường hầm thời gian

đường hầm siêu tốc

chân trời sự kiện

thuyết tương đối rộng

metric

hệ tọa độ Eddington-Finkelstein

Pascal Koiran